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水稻是我国最主要的粮食作物，我国有8亿人口以稻米为主食。水稻产量的稳定与持续增长，对保障我国粮食安全意义重大。
1973年，我国籼型杂交水稻三系配套成功，首次在世界上实现了水稻杂种优势利用，而后杂交水稻在我国迅速大面积推广种植。1980年代以来，杂交水稻的种植占全部水稻面积的一半，产量占到60%。杂交水稻的培育成功使我国水稻的平均亩产提高了15%～20%。
杂交水稻的原理是对水稻杂种优势的利用。杂种优势是指生物体两个亲本的杂交一代，在生长势、抗逆性、适应性、产量和品质等诸多方面会表现出超过双亲的现象。杂种优势在生物界普遍存在，比如两个水稻杂交，子一代就表现出比亲本生长旺盛、植株高大、产量较高等特点。但是如何获得大量的杂交种子，需要一个科学的高新技术系统。我国最早的技术体系是核质互作三系系统，三系（三种不同系列水稻）包括不育系、保持系、恢复系。不育系与保持系是一对，不育系表现雄性不育，本身不能结实，需要保持系的花粉来获得种子。保持系不携带恢复基因，能够将花粉提供给不育系以收获种子，又能够保持其种子的不育特性。保持系用来生产不育系种子。恢复系与不育系一起构成杂交水稻种子的生产系统，恢复系能够恢复不育系的育性，生产商业化的杂交水稻种子。我国最早应用的杂交水稻，是野败型杂交水稻。
1974年，还在湖南新晃县农科所工作的张慧廉通过试验探索，发现可以从现代栽培稻的野败恢复系中发掘新的不育胞质。因为野败恢复系的基因型为N（RR）或S（RR），而野败保持系的基因型只能是N（rr）。当用野败保持系来做父本时，有可能通过核置换发掘出恢复系的细胞质不育基因S，从而得到一种新细胞质的雄性不育系S（rr）。
1975年，张慧廉即以东南亚的籼稻恢复系为母本，国内的早籼稻保持系为父本，做了150个地理上远距离的杂交组合，以发掘栽培稻中的新不育胞质。第二年的试验证明，他的科研猜想是正确的。在150对杂交组合的F2分离群体中，果然发现了许多不同的不育植株。从栽培稻中成功发掘出了10个新的不育胞质品种。
而后，利用其中的II号胞质，即来源于印尼水田谷6号的不育胞质，历经漫长的回交转育和育种选择工序，张慧廉又陆续培育出了一系列应用价值很高的新质源（新细胞质来源）不育系——即当前已广为应用在生产和科研上的印水型不育系系列，其中就包括II-32A、优1A和中9A。而中9A为张慧廉调入中国水稻研究所后培育而成，于2000年5月首批获得国家植物新品种权证。
利用印水型不育系配组的杂交水稻，称为印水型杂交水稻。印水型杂交水稻的育成和推广，开创了杂交水稻超高产制种新时代。该研究荣获2005年度国家科技进步一等奖和浙江省科技进步一等奖，2006年获何梁何利基金科学与技术奖。优秀的印水型不育系，其不育细胞质发掘自现代栽培稻，自身聚集了较多的优良性状，具备显著的“三高一低”特性：
“一高”是配合力好，杂种产量高。相较于以往的水稻品种，印水型杂交水稻有着更高的产量。2001年，印水型杂交水稻II优明86在云南永胜创造了亩产1196.5千克的当时世界最高产量记录；2003年，同样在云南永胜，印水型雜交水稻II优084创造了亩产1231.17千克的当时世界之最；2004年，印水型杂交水稻II优6号又创造了亩产1219.90千克的年度世界最高产量记录。同样利用II-32A配组的II优63、II优838、II优162等也创造过不少大面积亩产超过800千克的高产记录，II-32A成为21世纪初国内外应用面积最大的不育系，优1A则适合配制高产稳产型杂交水稻。中9A也出手不凡，两年内就有十余个杂交水稻新组合通过审定。
“二高”是米质优，综合评分高。印水型杂交水稻的米质普遍好于野败型杂交水稻，尤其是中9A，粒型细长，垩白粒率低至8%，垩白度仅为0.6%，是国内最早育成并大面积应用的长粒型优质不育系之一。
“三高”是开花习性和异交结实性能好，制繁种产量高。与野败型不育系相比，印水型不育系开花习性好，开花早而集中，柱头外露率高达70%～80%（比野败型高30%～40%），显著提高了异交习性，制种产量比原来提高了60%。印水型不育系II-32A是杂交水稻育种史上选育的第一个高异交率不育系，开创了杂交水稻高产制种新纪元。它不但为我国提供了一种可供生产利用的水稻新不育胞质，也为此后其他高异交率水稻不育系的选育提供了宝贵经验和骨干亲本。II-32A至今保持着我国和世界制种最高亩产440千克的记录，优1A和中9A也非常容易制种，制种产量可以达到360～400千克。
“一低”是指由于印水型不育系制种产量高，其成本明显下降，种子生产成本低。
由于印水型不育系有“三高一低”的显著优点，各不育系育成之后，全国各育种单位都会用它来大量配组，选育印水型杂交水稻新组合。自1990年第一个印水型杂交水稻II优63获得四川省审定以来，至2005年，经国家、各省（市、区）审定的印水型杂交水稻新组合达203个，每年进入各省和国家区试的多达数十个。
印水型杂交水稻具有杂种优势强、产量高、容易制种、米质优、应用范围广等突出优点，推动了我国水稻品种的普遍优质化。从1990年至2005年，全国已累计推广种植4.2亿亩以上，累计增产稻谷74亿千克。其中仅2005年1年，印水型杂交水稻就推广种植5400万亩，占全国杂交水稻面积的四分之一。
印水型杂交水稻的发明和大面积的推广应用，从制种产量、杂种产量、米质、抗性等方面全面提高了我国杂交水稻的生产应用水平，为我国水稻生产和粮食安全做出了重大贡献。目前印水型杂交水稻已大量出口到越南、缅甸、老挝、巴基斯坦、印度、印尼、巴西、马达加斯加等东南亚、南美和非洲国家，为世界水稻增产做出了积极贡献。
杂交水稻的优势利用
1973年，我国籼型杂交水稻三系配套成功，首次在世界上实现了水稻杂种优势利用，而后杂交水稻在我国迅速大面积推广种植。1980年代以来，杂交水稻的种植占全部水稻面积的一半，产量占到60%。杂交水稻的培育成功使我国水稻的平均亩产提高了15%～20%。
杂交水稻的原理是对水稻杂种优势的利用。杂种优势是指生物体两个亲本的杂交一代，在生长势、抗逆性、适应性、产量和品质等诸多方面会表现出超过双亲的现象。杂种优势在生物界普遍存在，比如两个水稻杂交，子一代就表现出比亲本生长旺盛、植株高大、产量较高等特点。但是如何获得大量的杂交种子，需要一个科学的高新技术系统。我国最早的技术体系是核质互作三系系统，三系（三种不同系列水稻）包括不育系、保持系、恢复系。不育系与保持系是一对，不育系表现雄性不育，本身不能结实，需要保持系的花粉来获得种子。保持系不携带恢复基因，能够将花粉提供给不育系以收获种子，又能够保持其种子的不育特性。保持系用来生产不育系种子。恢复系与不育系一起构成杂交水稻种子的生产系统，恢复系能够恢复不育系的育性，生产商业化的杂交水稻种子。我国最早应用的杂交水稻，是野败型杂交水稻。
印水型杂交水稻
1974年，还在湖南新晃县农科所工作的张慧廉通过试验探索，发现可以从现代栽培稻的野败恢复系中发掘新的不育胞质。因为野败恢复系的基因型为N（RR）或S（RR），而野败保持系的基因型只能是N（rr）。当用野败保持系来做父本时，有可能通过核置换发掘出恢复系的细胞质不育基因S，从而得到一种新细胞质的雄性不育系S（rr）。
1975年，张慧廉即以东南亚的籼稻恢复系为母本，国内的早籼稻保持系为父本，做了150个地理上远距离的杂交组合，以发掘栽培稻中的新不育胞质。第二年的试验证明，他的科研猜想是正确的。在150对杂交组合的F2分离群体中，果然发现了许多不同的不育植株。从栽培稻中成功发掘出了10个新的不育胞质品种。
而后，利用其中的II号胞质，即来源于印尼水田谷6号的不育胞质，历经漫长的回交转育和育种选择工序，张慧廉又陆续培育出了一系列应用价值很高的新质源（新细胞质来源）不育系——即当前已广为应用在生产和科研上的印水型不育系系列，其中就包括II-32A、优1A和中9A。而中9A为张慧廉调入中国水稻研究所后培育而成，于2000年5月首批获得国家植物新品种权证。
利用印水型不育系配组的杂交水稻，称为印水型杂交水稻。印水型杂交水稻的育成和推广，开创了杂交水稻超高产制种新时代。该研究荣获2005年度国家科技进步一等奖和浙江省科技进步一等奖，2006年获何梁何利基金科学与技术奖。优秀的印水型不育系，其不育细胞质发掘自现代栽培稻，自身聚集了较多的优良性状，具备显著的“三高一低”特性：
“一高”是配合力好，杂种产量高。相较于以往的水稻品种，印水型杂交水稻有着更高的产量。2001年，印水型杂交水稻II优明86在云南永胜创造了亩产1196.5千克的当时世界最高产量记录；2003年，同样在云南永胜，印水型雜交水稻II优084创造了亩产1231.17千克的当时世界之最；2004年，印水型杂交水稻II优6号又创造了亩产1219.90千克的年度世界最高产量记录。同样利用II-32A配组的II优63、II优838、II优162等也创造过不少大面积亩产超过800千克的高产记录，II-32A成为21世纪初国内外应用面积最大的不育系，优1A则适合配制高产稳产型杂交水稻。中9A也出手不凡，两年内就有十余个杂交水稻新组合通过审定。
“二高”是米质优，综合评分高。印水型杂交水稻的米质普遍好于野败型杂交水稻，尤其是中9A，粒型细长，垩白粒率低至8%，垩白度仅为0.6%，是国内最早育成并大面积应用的长粒型优质不育系之一。
“三高”是开花习性和异交结实性能好，制繁种产量高。与野败型不育系相比，印水型不育系开花习性好，开花早而集中，柱头外露率高达70%～80%（比野败型高30%～40%），显著提高了异交习性，制种产量比原来提高了60%。印水型不育系II-32A是杂交水稻育种史上选育的第一个高异交率不育系，开创了杂交水稻高产制种新纪元。它不但为我国提供了一种可供生产利用的水稻新不育胞质，也为此后其他高异交率水稻不育系的选育提供了宝贵经验和骨干亲本。II-32A至今保持着我国和世界制种最高亩产440千克的记录，优1A和中9A也非常容易制种，制种产量可以达到360～400千克。
“一低”是指由于印水型不育系制种产量高，其成本明显下降，种子生产成本低。
育种新突破
由于印水型不育系有“三高一低”的显著优点，各不育系育成之后，全国各育种单位都会用它来大量配组，选育印水型杂交水稻新组合。自1990年第一个印水型杂交水稻II优63获得四川省审定以来，至2005年，经国家、各省（市、区）审定的印水型杂交水稻新组合达203个，每年进入各省和国家区试的多达数十个。
印水型杂交水稻具有杂种优势强、产量高、容易制种、米质优、应用范围广等突出优点，推动了我国水稻品种的普遍优质化。从1990年至2005年，全国已累计推广种植4.2亿亩以上，累计增产稻谷74亿千克。其中仅2005年1年，印水型杂交水稻就推广种植5400万亩，占全国杂交水稻面积的四分之一。
印水型杂交水稻的发明和大面积的推广应用，从制种产量、杂种产量、米质、抗性等方面全面提高了我国杂交水稻的生产应用水平，为我国水稻生产和粮食安全做出了重大贡献。目前印水型杂交水稻已大量出口到越南、缅甸、老挝、巴基斯坦、印度、印尼、巴西、马达加斯加等东南亚、南美和非洲国家，为世界水稻增产做出了积极贡献。