提要：三系杂交稻是哪三系？杂交种必须用三系制种吗？

在育种当中每每提到杂交种，几乎就不可避免的要提到“三系制种”，可能大家都听到过“三系”这么一个提法，但是真的能够清楚了解的或许当真不多，而且即便是对于学习育种专业的人来说，如果不是研究这一块，对于三系制种的原理可能也说的不是那么清楚。那么三系指的是什么，什么是三系制种呢？杂交种必须要用到三系吗？下面科学兴农就来简单的为大家介绍一下，当然本人也尽可能的避开过多的术语，让大家直白的明白。

（参考：Chen L, Liu YG. 2014. Male sterility and fertility restoration in crops. Annual Review of Plant Biology 65, 579–606.）

水稻由于自花受粉的特点，因此三系制种也是最为常用的一种方式，上图是一个三系制种的原理图。三系当中关键的是细胞质雄性不育系，而其余两者都是在围绕着不育系来转，用不育系制种，因为不育系是细胞质不育，本质来说就是该材料当中没有相应的恢复基因。该系统当中包含了三种基因型的材料：

不育系：细胞核中不含有恢复基因（rfrf），而细胞质中含有控制不育的不育基因，比如说袁隆平团队所发现的野败不育系（WA CMS），其不育基因是WA352；武汉大学朱英国教授所发现的红莲细胞质雄性不育（HL CMS），败育是由orfH79所控制，当然水稻当中还有BT CMS等其他类型，如果细胞核中没有不育基因的恢复基因那么该材料就会出现败育的现象。也就是不育系！

保持系：一般来说保持系是非常容易获得的，由于不育细胞质多为远缘杂交或者野生稻转移，在水稻种质材料中基本上都是不育系的保持系，顾名思义保持系的意思就是保持不育系不育的特点，简单的说就是同不育系杂交之后，依旧是不育系。能够同保持系杂交依旧保持败育的材料都是不育系的保持系。（基因型：细胞质正常可育，细胞核无恢复基因rfrf）

恢复系：恢复系的特点是能够恢复不育系的育性，在同不育系杂交之后，后代的育性回归正常，恢复系的细胞质不育，但是由于细胞核中含有不育基因的恢复基因，因此可以重新恢复育性（基因型：胞质不育，细胞核中含有恢复基因RfRf）。

通过上面的介绍我们也就明白了，三系当中的三者各负其责，不育系同恢复系杂交产生杂交种，而恢复系自交繁殖之后还是恢复系，保持系自交之后还是保持系，不育系则是依托保持系杂交。以此保证该系统的稳定运行。

虽说我们经常 听到三系制种，但是杂交种并非都是通过三系所制出来的，而且三系也有一定的缺陷，比如说受到环境因素影响较大，气温的变化可能都会导致育性的恢复杂交种纯度不足，这样的种子种到田间之后，会有不少的不育植株，导致产量降低，由此所导致的生产事故也是不少的。除了三系制种之外，还有不少采用了两系，比如细胞核不育、光敏不育、温敏不育等，而像玉米制种虽说也有三系，但是由于玉米授粉的独特性，在抽雄之前直接将母本的雄蕊剪刀剔除，这样父本的花粉也就直接掉落上去了。制种反而更加方面。