雜交水稻技術，究竟難在哪裡？

近期熱播的高分電視劇《功勳》想必很多人都看，裡面的功勳人，每一個都讓我印象深刻，尤其是最後一章的袁隆平，耗費數十年時間來研究雜交水稻，更讓人感受到能吃飽飯是多麼幸福的事情，那麼雜交水稻究竟難在哪裡？竟讓世界多國的科學家望而卻步。

其實在雜交水稻出現之前，我們國家種植的水稻基本上都是畝產只有300公斤左右的常規稻，而常規稻的優良性狀又不盡相同，有的粒大飽滿、有的抗旱耐旱、有的產量高、有的抗蟲害，如果讓他們雜交，使得各自的優良性狀都集合在一顆水稻上，那麼就會得到一株完美的水稻，這也就是雜交水稻的構想，這種水稻性狀明顯優於父母兩代的情況也被稱為雜種優勢。

這個構想聽起來似乎很容易，但在水稻上操作起來卻並不輕鬆，因為水稻是雌雄同體且自花授粉的植物，所以我們必須透過人工干預來實現水稻雜交，那麼最容易想到的就是人工去除雄蕊，再進行異花受粉，但是由於水稻花太小，一株水稻上有上百個花朵，想要大規模操作並不現實，所以想要給水稻做雜交其實是一件十分困難的事情。

而袁隆平院士之所以能把雜交水稻做成功，就是因為他偶然在田間發現了幾株雄性不育的水稻，這種水稻的雄蕊發育不正常，無法自交產生果實，只能藉助別的水稻花粉來授粉產生雜交種子，這種雄性不育的水稻可謂彌足珍貴，它可以免除人工去雄的繁雜操作，使得水稻雜交變成可能。找到雄性不育系說起來簡單，但操作起來可謂相當艱難，要從數百萬顆水稻裡一一篩選，難度可想而知。

由於這種天然雄性不育的水稻十分稀少，想要異花授粉進行大規模製種還不現實，還需要擴大不育系的數量，所以袁隆平院士便提出了三系法，它們分別是不育系、保持系和恢復系。不育系就是指雄性不育的水稻，它只能作為母本，保持系是指性狀和不育系相同，但花粉正常且能和不育系雜交，使其繼續產生不育系的水稻，而恢復系是指具有優良性狀且花粉正常，能夠與不育系進行雜交，使其產生具有雜種優勢種子的水稻，並且後代具有了可育性。

而保持系與恢復系水稻都是純合子，所以他們透過自交便可獲得，這就是三系法的基本原理，它可以將不同水稻的優良性狀整合到一起，最終體現在雜交水稻上。但三系法也有它的侷限性，不僅耗費資金更耗費時間來種植大量保持系，並且也限制了雜交組合的多樣性，後來隨著光溫敏雄性不育系水稻的發現，袁隆平院士又提出了兩系法雜交，去掉了三系法裡的保持系，直接使用具有優良性狀的父本恢復系與光溫敏雄性不育系進行雜交，從而產生雜交水稻種子。

這是因為光溫敏雄性不育系水稻的育型，是受到光照和溫度的影響，我們可以透過改變這些條件來產生可育或不可育的水稻，從而實現光溫敏雄性不育系的自身繁殖和雜交制種，使得雜交變得簡單且組合也更多。1995年兩系法的成功，也使得我國的水稻畝產上升了5%-10%左右，正是由於雜交水稻的成功，我國現在水稻的畝產量已經突破了1000公斤大關，2020年11月的第三代雜交水稻更是突破了畝產1500公斤的目標，這已經是1958年時候的4倍之多。

袁隆平院士不僅解決了我國數億人口的吃飯問題，還將雜交水稻推廣到了世界多國，造福了全世界人民，而這也是他給予我們最為珍貴的禮物。