项目简介：“水稻两用核不育系繁殖基地计算机选择系统研制与应用”是国家863计划项目和农业部超级稻研究专项资助获得的成果。研究团队在分析全国多点多年气象资料的基础上，开发出实用且操作性强的“水稻两用核不育系繁殖基地计算机选择系统”。应用该系统筛选的最佳制种基地和时段进行水稻两用核不育系繁殖，可解决其繁种难的问题，对加快两系杂交稻的推广应用具有十分重要的意义。

　　我国地少人多，粮食安全问题始终是头等大事，而高产的杂交水稻正是粮食安全的重要保障。

　　湖南农业大学教授陈立云告诉记者，由于水稻是雌雄同花作物，花器小，每朵花只结一粒种子，要用人工去雄杂交来获得大量杂交种子是很困难的。目前生产上应用的杂交稻种子是通过三系法和两系法生产出来的。

　　三系法是利用不育系与保持系杂交，产生不育系，不育系得以繁衍；不育系与恢复系杂交，生产杂交种，供大面积生产应用。但三系法往往存在细胞质负效应，配组不自由、筛选到强优势组合的概率小，育种程序和生产环节较复杂等问题，从而限制了水稻杂种优势的进一步发挥。

　　两系法杂交稻是我国独创的以光温敏核不育性的利用为主要内容的高技术，是继三系法杂交水稻之后水稻遗传育种上的又一重大科技创新。与三系法杂交水稻相比，两系法杂交水稻具有显著的优越性：一是不育系与恢复系配组自由，选育优良组合的几率增大。二是不育系一系两用，在特定的条件下可以自身繁殖，而在另一特定条件下可与父本进行杂交制种生产杂交种，简化了育种程序。三是两用核不育系属核基因遗传，与细胞质无关，可克服三系法不育系中细胞质的负效应。四是能紧跟常规稻的选育步伐，“站在巨人的肩膀上”，实现杂交水稻更高产目标。因此两系法杂交水稻已成为提高水稻单位面积产量的最有效方法。当前，我国两系法杂交水稻的种植面积逐年增加，安徽、湖北、湖南等省的两系法杂交水稻种植面积已超过三系法杂交水稻。随着水稻两系法杂种优势利用研究的不断深入，两系法种子生产技术的不断完善，两系法杂交水稻对我国粮食安全将做出更为重大的贡献。

　　但是，水稻两用核不育系的繁殖却成为两系法杂交水稻发展的一大障碍。

　　以往水稻两用核不育系的繁殖主要有冷水串灌繁殖和海南冬季繁殖两种。冷水串灌繁殖的问题在于：基地建设投入成本大；水资源浪费严重，且与大面积生产用水冲突；适宜冷灌水资源有限、保障率不高；繁种产量较低，效益不好。而海南冬繁主要存在的问题是安全性差、产量不稳，生产的种子往往质量较差。因此，解决好水稻两用核不育系的繁殖已成为两系法杂交水稻健康发展必须攻克的难题。

　　以湖南农业大学陈立云教授为首的研究团队，利用来自中央气象局全国870多个气象站点50年的历史气象资料，根据水稻两用核不育系育性敏感期可育和抽穗杨花期安全对温度的要求，采用计算机处理技术，建立水稻两用核不育系繁殖数据模型，研制出一套实用且操作性强的水稻两用核不育系繁殖基地选择系统，利用这套系统，筛选出最佳的水稻两用核不育系繁殖基地和最适宜的育性敏感时段。

　　湖南农业大学水稻研究所研究生刘海说，用该系统对不育起点温度不同的水稻两用核不育系最佳繁殖基地筛选结果表明，不育起点温度为22℃的水稻两用核不育系最佳的繁殖地是云南省的保山市，其繁殖成功的概率是海南三亚冬繁的2倍以上。

　　2010年，研究团队利用该系统筛选到的基地进行了水稻两用核不育系的繁殖验证。试验在云南省保山市施甸县水长乡进行，面积为3.6公顷，所用不育系为C815S，4月10日播种，5月25日移栽，8月18日齐穗，9月28日成熟。2010年9月27日，湖南省科技厅组织国内有关专家对繁殖现场进行了测产验收，按13.5%含水量计算，繁殖亩产达562.5公斤，创造了我国水稻两用核不育系繁殖的最高纪录，且繁殖的不育系种子质量很好。

　　该研究结果报道以后，2011年水稻两用核不育系在云南高海拔地区的繁殖面积迅速增加。陈立云说：“这一繁殖方式将替代海南冬繁和冷水串灌繁殖，成为水稻两用核不育系繁殖的最重要方式，并将对我国两系法杂交水稻的健康发展和粮食安全作出重要贡献。”

　　湖南农业大学教授，种子科学与工程专业博士生导师。曾获国家科技进步一等奖、教育部技术发明一等奖、湖南省技术发明一等奖、湖南省科技进步一等奖等多项奖励；曾评为全国优秀科技工作者，全国粮食生产先进个人，全国农业科技推广先进个人，国家“863”十五周年先进个人，湖南省优秀专家，享受政府特殊津贴。