光敏感核不育水稻的确定法则

诞生于我国，现在又列为国家高技术研究课题的光敏感核不育水稻是如何问世的呢？要回答这一问题，先得从正常水稻说起。多数人都知道，正常水稻雌雄并蕊、自交结实，但是，在水稻田中，偶尔也能发现雌蕊正常而无雄蕊，或雌雄共存而雄蕊失去生育能力的水稻，这就是俗称的雄性不育水稻或“母水稻”。

同为“母水稻”，其雄性不育的原因并非相同，有属生理损伤的，如连续低温或喷洒农药不当等均能杀死雄花而导致雄性不育。毫无疑问，生理性雄性不育是暂时的，不能稳定地传递后代。除去生理性雄性不育外，还有能遗传的雄性不育。例如，我国目前大面积推广的杂交稻中的雄性不育系。众多事实证明，雄性不育系的雄性不育特性既受细胞质中的基因控制也受细胞核中的基因制约，因此叫做核质不育型。1973年，湖北省沔阳县沙湖原种场的农技员石明松，在农垦58水稻田中发现了一种随抽穗日期的早或晚而出现雄性不育或可育的水稻，凡在9月3日以前抽穗的为雄性不育，凡在9月8日以后抽穗的为雄性可育。喜欢揭开大自然谜底的石明松给不育水稻标上记号，到收获季节再去检查时，在空瘪穗上居然还有几粒饱满的稻谷。这一现象说明，雄性不育株上的雌花是正常的，所结种子的花粉来自雄性正常植株，否则无法得到饱满种子。他把空瘪穗上的种子在来年种植后，随抽穗日期早晚而表现雄性不育和可育的现象再度出现，这说明，雄性不育是能够遗传的。

在现代信息社会中的消息传递之神速非昔日可比，当石明松正在孜孜不倦地探索这种随抽穗日期不同而表现雄性不育和可育奥秘时，多年来清静的沙湖原种场一时间居然门庭若市，登门的队伍中不乏科研单位的、高等院校的、基层育种部的学者、专家，他们不辞辛劳汇集于沔阳沙湖原种场，目的是一睹石明松所发现的雄性不育水稻。在来访的人群中，捷足先登的要数武汉大学生物系遗传研究室的朱英国等，当他们从石明松手中得到这种随抽穗期不同而表现雄性不育或可育的水稻种子时，如获至宝，自此以后，成年累月为揭开这种雄性不育之谜而废寝忘食。他们迈出的第一步是分期播种。在武汉地区，从4月10日起至7月20日止，每隔10天播种一期，他们的结论与石明松相同。得到相同的结论仅仅证明了先前结论的正确，对“谜”的揭开并无进展。不过，他们在证实别人结论的基础上，提出了自己新的看法，那就是：抽穗日期早晚影响雄性不育和可育的可能是每天光照长度这一因素在起作用。唯有实践才是检验真理的标准，他们为验证自己的假定进行了不同光照试验。那就是在水稻进入幼穗分化期至主穗顶端雌雄蕊原始体分化开始时，把同一种水稻同时分别进行每天14小时光照和9小时光照对比，在14小时光照下的水稻抽穗后，有98％为雄性不育，自交结实率为2％，这一结果证实了他们的假设是符合实际的。更为令人信服的是他们把同一株水稻的主穗和分蘖同时进行每天9小时和14小时的光照对比，结果是9小时光照下的主茎穗雄性可育，14小时光照下的分蘖全部为雄性不育。有了这些结果，他们断言：石明松发现的雄性不育水稻为光敏感不育型。朱英国等在阐明长日照（每天14小时光照）是雄性不育的诱导因素外，又投入了揭露雄性不育内部原因的战役，只有阐明了雄性不育的内因，才真正把握了事物的本质。他们是选用湖北地区种植的30个粳稻品种与光敏感雄性不育水稻杂交揭开这一战役序幕的，杂种一代在任何光照条件下都为雄性可育，由其自交得到的杂种二代种子，有七个杂交组合在长日照下出现了3/4可育与1/4不育的比例。这一比例与遗传学鼻祖——孟德尔所揭示的单因子杂种的杂种二代比率完全一致。为此他们认为：湖北省出现的光敏感雄性不育水稻是由一对隐性核基因决定的，因而石明松发现的不育水稻就得到了“湖北光周期敏感隐性核不育水稻”这一专有名称了。(www.xing528.com)

经过武汉大学生物系遗传研究室的多年努力，石明松发现的雄性不育水稻所包藏的秘密逐一被揭开。全国水稻育种家以他们所特有的敏感，对“湖北光周期敏感隐性核不育水稻”充满希望和喜悦、被誉为“杂交水稻之父”的我国水稻育种家袁隆平研究员指出：光敏感核不育水稻的发现是继我国水稻矮化育种、三系杂交水稻之后的水稻育种的第三次革命。为什么“湖北光敏感核不育水稻”如此受人青睐呢？主要在于它的功能，用它配制杂交种时，不仅可省去繁杂的人工杂交劳动，而且能使杂种整齐度提高。由于这种水稻在短日照条件下表现可育；自花授粉能得到后代，这样它本身就是光敏感核不育的保持系。在推广杂交稻时，可以不必另辟田块繁殖不育系。光敏感核不育如果真是单基因控制的隐性性状，那么这种不育特性转移到大量的优良籼粳稻品种中去，这样就能真正达到配组良方、杂交水稻的开发利用展现了广阔前景。可是，事物的发展也并不总是一帆风顺的，就在光敏感核雄性不育水稻的秘密一个个地被揭开的同时，很多现象仍然令人费解，如武汉大学在肯定光敏感不育为隐性核不育的同时，有6个粳稻品种与光敏感不育稻杂交组合的杂种二代，可育株与不育株的比例并不是3/4与1/4，不是不育株少于1/4就是出现更为复杂的育性分离。看来单基因隐性核不育这一结论并不是普遍适用的规律。为此，武大的专家们只能提出一种折衷的说法，即光敏感雄性不育是受含一个主效基因的隐性核基因群控制的，究竟主效基因起什么作用？隐性核基因群中又有多少基因？它们之间的互作形式又是怎样等一连串问题还只能说是个谜。使育种家费神的另一类问题就是在同一块光敏感不育水稻田中，有的水稻上结的是杂交种子，有的又是自交种子，如何区别这两种种子将是科学转化为生产力的成败关键。尽管湖北光周期敏感核不育水稻的秘密尚未彻底揭开，但它刚露端倪就举世瞩目了。