里程碑式突破：一系法实现杂交稻不再年年制种
里程碑式突破：一系法实现杂交稻不再年年制种
与常规稻相比，杂交水稻产量高、抗逆性强，然而其种子成本往往高出常规稻数倍，甚至达到10倍之多。很多农户不理解，杂交水稻种子为什么那么贵？
根源在于，杂交水稻的优势只存在于第一代。
能否让杂交水稻繁衍出和自身完全一样的克隆后代，实现“自我复制”？这也是我国杂交水稻之父、中国工程院院士袁隆平先生生前提出的杂交水稻制种最高目标——“一系法”。
左为杂交稻，整齐划一，优势显著；右为杂交稻后代，疯狂分离，优势丧失。受访者供图
7月21日，中国水稻研究所研究员王克剑团队在《生命》（Vita）上发表研究论文。团队成功挖掘出水稻内源基因“华胥”，并据此培育出“一系法 ” 杂交水稻概念性品种“一系1号”。该品种在不同株系和世代中，克隆效率稳定超过99%，且结实率完全正常，真正让杂交稻实现了“自我复制”。
中国科学院院士、中国科学院植物研究所研究员种康指出，这项研究找到了近乎完美的高效“胚胎启动开关”，为理解植物受精后胚胎发生的启动机制具有重要理论支撑。该工作有望重塑杂交水稻制种模式，推动“一次杂交、一个优异杂交种、代代利用”成为现实，显著降低种子成本，为从根本上破解长期制约杂交水稻推广的高成本与高风险困局提供了可行路径。
中国科学院院士、中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员李家洋指出，王克剑团队挖掘出水稻内源“华胥”基因，成功将杂交水稻的有性生殖高效转化为无融合生殖，首次实现了近100%克隆效率与正常结实率的稳定兼得，攻克了二者长期相互制约的关键瓶颈，是一系法杂交水稻研究领域具有里程碑意义的突破，向着“固定杂种优势、无需年年制种”的终极目标迈出了关键一步。
杂交水稻制种的“简法”之路
论文通讯作者王克剑告诉《中国科学报》，杂交水稻是两个优秀水稻家族的后代，也就是“混血儿”，它自身长势旺盛，但它的后代却会“七零八落”，可以说和它完全不一样。从杂交水稻到其下一代，原来的高产优势将荡然无存。
所以，种子公司每年都得重新杂交生产新种子，而这个过程非常繁琐：繁育不育系、人工控制授粉、严格隔离、精细管理、检测纯度……每一粒合格种子背后，都是复杂工序和密集人力的堆叠，成本自然居高不下。而且，一旦遭遇灾年极端气候，极易发生无种可用的困境。
“高昂的种子成本和较高的种植风险，不仅加重了农民负担、压缩了种植效益，更严重制约了杂交水稻的进一步推广。”王克剑说。
据统计，我国杂交水稻种植面积占比已从高峰期的近70%下降至目前的50%左右；而在海外市场，杂交水稻种植面积占比仍不足5%，其巨大的增产潜力远未释放。对种子企业而言，每年须贷款投入巨额资金开展制种工作，产销链一旦出现问题，极易形成高库存、高亏损，给企业带来沉重的债务负担。
如果杂交水稻种子能实现“自我复制”，那么制种成本和种子价格将大幅下降。业界普遍认为，克隆效率直接关乎后代种子纯度，“一系法 ” 若要具备真正的农业应用价值，必须迈过一道硬性里程碑门槛：克隆效率稳定达到或接近100%，同时确保结实率和产量不受影响。然而，这一难题曾长期困扰着全球农业界。
1966年，袁隆平在我国期刊《科学通报》发表《水稻的雄性不孕性》一文，提出利用雄性不育系实现杂交水稻制种的科学构想。其核心是利用不育系和恢复系杂交获得杂交种，同时借助保持系向不育系授粉，批量繁殖不育系。随后，袁隆平组织全国科研力量先后攻关了三系法、两系法。袁隆平在1986年首次提出、1987年正式发表了“从三系法到两系法，最终到一系法”的战略构想。