陳建三：無性生殖育種是植物育種發(fā)展的方向

      （陳建三是中國農(nóng)科院作物科學(xué)研究所研究人員，長期從事植物無融合生殖育種。無性生殖育種的產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)浅Ｒ?guī)育種→雜交稻育種（它比常規(guī)育種增產(chǎn)15%左右）→固定植物雜種優(yōu)勢育種（它比雜交稻育種增產(chǎn)5%左右）→雙優(yōu)稻育種（它比固定植物雜種優(yōu)勢育種增產(chǎn)10%左右）。）

      1865年2月2日和3月8日，孟德爾在布隆由自然科學(xué)研究學(xué)會召開的討論會上宣讀了他的《豌豆雜交試驗》論文。直到1900年由荷蘭的休戈·德弗里斯，德國的卡爾柯侖斯和奧地利的和丘歇馬克才證明了孟德爾發(fā)現(xiàn)的遺傳規(guī)律的正確性。但是直到2014年整整150年里沒有新的遺傳規(guī)律的發(fā)現(xiàn)。1930年，摩爾根用果蠅作實驗材料發(fā)現(xiàn)了遺傳交換規(guī)律，連同孟德爾的遺傳因子分離律和自由組合律一起成為經(jīng)典遺傳學(xué)三大規(guī)律。1933年摩爾根獲得生理學(xué)和醫(yī)學(xué)的諾貝爾獎金。孟德爾的三大規(guī)律是描述植物有性生殖遺傳規(guī)律，但是，植物界也存在廣泛的植物無性生殖現(xiàn)象如臘梅科、百合科、早熟禾、仙人掌、茄科、蘭科等等，這些植物是否也存在無性生殖遺傳規(guī)律，陳建三（1970年）開始研究西非長花藥野生稻。該野生稻的染色體組是A^gA^g，具有長花藥，大柱頭，雌雄蕊發(fā)達(dá)，但不親合，不結(jié)種子，依靠根莖繁殖，屬于無性生殖植物。用它與亞洲栽培稻染色體組是AA雜交在雜種F2、F3代出現(xiàn)了固定品系如粳稻84-15，秈稻3027。這一發(fā)現(xiàn)震動了植物遺傳與育種學(xué)界。當(dāng)時，陳建三判斷這是植物無性生殖遺傳現(xiàn)象，直到2014年在《植物遺傳資源學(xué)報》15（2）；447-456發(fā)表“一個植物無性生殖遺傳規(guī)律的發(fā)現(xiàn)”和在2014年《中國種業(yè)》第10期35-36頁發(fā)表“勿需大田制種的雜交水稻育種技術(shù)”論文。

研究項目	無性生殖遺傳	孟德爾有性生殖遺傳
遺傳學(xué)	F2代群體分離 類型少（1-4個） 固定雜種	F2代個體分離 類型多 多代自交純合才能遺傳穩(wěn)定
胚胎學(xué)	珠心胚生殖 孤雌生殖	合子胚生殖
細(xì)胞學(xué)	固優(yōu)稻胚乳細(xì)胞染色體數(shù)目2n=24 F2代細(xì)胞減數(shù)分裂I形成再組核，細(xì)胞減數(shù)分裂II有絲分裂固定雜種	常規(guī)稻胚乳細(xì)胞染色體數(shù)目3n=36，F(xiàn)2代細(xì)胞減數(shù)分裂I不能形成再組核，細(xì)胞減數(shù)分裂II有絲分裂不能固定雜種
分子標(biāo)記	雜種F2代相同基因位點是純合，不同基因位點是雜合能固定雜種，簡稱“純合固雜”	雜種F2代相同基因位點不能純合，不同基因位點不能雜合穩(wěn)定。

研究項目	無性生殖遺傳	孟德爾有性生殖遺傳
野栽雜交育種	雜種F2代能固定雜種優(yōu)勢 成功的例子是豐兩優(yōu)1號X長野F2固定	雜種F10代以上才能純合穩(wěn)定，不能利用雜種優(yōu)勢
秈粳雜交育種	雜種F2代能固定雜種優(yōu)勢 成功的例子是粳稻84-15X密陽23F2代固定	雜種F8-F10代才能純合穩(wěn)定，不能利用雜種優(yōu)勢
品種間雜交育種	雜種F2代能固定雜種優(yōu)勢 成功的例子是粳稻84-15X粳稻喜峰F2固定	雜種F7-F8代才能純合穩(wěn)定，不能固定雜種優(yōu)勢

      常規(guī)育種是孟德爾遺傳規(guī)律作指導(dǎo)其優(yōu)點是育種方法簡單，種子能多代利用、優(yōu)質(zhì)、適應(yīng)性廣，缺點是不能利用植物雜種優(yōu)勢，育種周期長。雜交稻育種也是孟德爾遺傳規(guī)律作指導(dǎo)其優(yōu)點是能利用植物雜種優(yōu)勢，缺點是雜種只能使用一次，制種技術(shù)復(fù)雜。固優(yōu)稻是以植物無性生殖遺傳規(guī)律作指導(dǎo)，能利用植物雜種優(yōu)勢，育種周期短，種子能多代利用，優(yōu)質(zhì)、適應(yīng)性廣。很明顯，它是一個把常規(guī)稻的優(yōu)點和雜交稻的優(yōu)點合成一體的新的育種途徑。因為這個育種方法能在雜種F2代固定雜種優(yōu)勢，所以稱為快速育種新途徑。又因為此育種機理是植物無性生殖，所以稱為植物無融合生殖育種途徑。

      綜合上述，植物無融合生殖育種的產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)浅Ｒ?guī)育種→雜交稻育種（它比常規(guī)育種增產(chǎn)15%左右）→固定植物雜種優(yōu)勢育種（它比雜交稻育種增產(chǎn)5%左右）→雙優(yōu)稻育種（它比固定植物雜種優(yōu)勢育種增產(chǎn)10%左右）。這樣。固優(yōu)稻育種的概念是固定雜種優(yōu)勢育種；雙優(yōu)稻育種的概念是2個或2個以上固優(yōu)稻的雜交育種，由此看來，雙優(yōu)稻的優(yōu)點是很多的，如勿需大田制種，雜種能多次利用、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗，種子成本低，適應(yīng)機械化操作，有利于中國、世界雜交水稻推廣，能夠?qū)崿F(xiàn)中國、世界水稻增產(chǎn)增效。這是植物遺傳與育種發(fā)展的方向。