我们国家有多少科研项目，1981年将第一个特等发明奖授予了袁隆平、颜龙安、张先程、李必湖等全国杂交水稻科研协作组。这是进行全国大协作的一个伟大成果。

荣誉之高，不单说明它的伟大，更说明了它的艰难。

这里所说的杂交水稻科研指什么呢?

就是雄性不育系、保持系和恢复系这个三系法杂交水稻技术。

我们如果不了解水稻是怎么繁育后代的，就无法理解这三系法的必要性和重要性。

最早的水稻还在野生状态的时候是这个样子的，谷壳里面能够给我们人类吃的米是太少了。

今天，我们的水稻，经历千万年的驯化和人工选择，籽粒由小变大，里面的米，成了这个样子，能够给我们人类食用的部分大得多了，产量也在不断地提高。

发生了这么大变化的原因是什么呢? 　

水稻有近四万个基因，由自然变异产生的一些基因突变使得水稻呈现出遗传多样性。先民们直接从自然变异的水稻中进行比较，优中选优，经过千万年的驯化，逐步变成了今天这样的水稻。

这种驯化育种的方法，在综合性状上很难有大的突破。我国到了解放初期，水稻的亩产也只有126千克左右。中国近代的水稻科技在一大批农业科学家的努力下，从无到有，取得了很多具有开创性意义的伟大成就。

遗憾的是，产量始终没有很大的突破。

虽然搞水稻育种的专家都知道：两个遗传基础不同的植物亲本杂交之后，会产生杂种优势，它们的后代生长健壮，抗逆性强，适应性广，产量和品质都会超过亲本。试验田的数据也表明：杂交水稻的产量会有很大的突破。

但是当时国内外都普遍认为：自花授粉的水稻，在试验田里，通过人工去雄，再用其它水稻植株的花粉进行杂交，是可以收获少量杂交种子的，但无法获得大量的杂交种。当时，大面积种植杂交水稻被称之为“天花板”，它是一件不可能办到的事。

那是为什么呢？

常见水稻的一串串稻穗上排列着许多小穗，每个小穗都可开出一朵小花。

每朵小花里就像住着一对不离不弃的小夫妻。中间的这枚雌蕊就像是妻子，它具有发育正常的一个胚囊。6枚雄蕊就像是它的丈夫，每一个雄蕊上都有个花药，它们簇拥着自已的妻子。

这叫雌雄同花。

丈夫到了成年，也就是雄蕊成熟了，花药一裂开，花粉喷射而出，粘在雌蕊的柱头上。花粉迅速吸水、萌发，通过花粉管，向胚囊进发，到了胚囊马上就开始双受精，妻子就会怀孕。成熟后就是水稻的种子，去除颖壳，就是我们在吃的大米。

要大面积杂交必须要找到一种特别的水稻植株，在这个植株中的雌蕊也就是妻子发育很正常，可以接受花粉后受精。却要求它的雄蕊也就是丈夫却是发生了自然变异的，你看就是这个样子：花葯变得细瘦成箭形，不开裂散粉，没法给自已的妻子授粉。每当开花时，雌蕊只好将柱头尽量伸到颖壳外面去，等待其他植株花粉的降临。

这就是三系法中最关键的一系，它叫雄性不育系。

这样的变异，在自然界中只有几十万分之一概率的存在。

终于在1970年11月，袁隆平的主要助手李必湖和冯克珊历尽艰难，在三亚野生稻群落中十分难得地发现了这样一株梦寐以求的雄性不育株。后定名为“野败”。

这样，雄性不育系的雄蕊就不用去除了，直接将优秀植株上的花粉赶到雌蕊上，就可以产生我们想要的下一代杂交种子了。雄性不育系的发现雄性不育系的发现雄性不育系的发现雄性不育系的发现雄性不育系的发现为三系法制种的成功奠定了坚实的基础。

接着全国杂交水稻科研协作组中的专家给这个雄性不育系里的妻子配了两个优秀的丈夫。

一个丈夫叫保持系。它有着健全的花药，能产生大量的花粉，可以为雄性不育系的雌蕊授粉。它们杂交后产生出的下一代，最大的特点是还会继续保持雄性不育。这样，可以大规模繁殖雄性不育系的种子。

大量宝贵的不育系种子，除了保留一部分到第二年继续繁殖雄性不育系种子以外，大部分则要制作杂交种。

那时候就需要另外一个丈夫，叫作恢复系。

它拥有健全的花粉和发达的柱头，既能自行繁殖，还能将花粉授给雄性不育系中的雌蕊，这样就可以生产出优势、适应性和产量等性状都胜过父本和母本的杂交种。

我们到制种田里去看一下。这几行宽的就是母本雄性不育系，这几行窄的就是父本保持系或者是恢复系。

到了开花的时间，制种田里如果父本恢复系的植株矮，农民就拿两根杆子，及时地把恢复系的花粉赶到母本雄性不育系中去；如果父本植株髙，二个农民就拉着一条绳，从制种田两边而过，也会把恢复系的花粉赶到母本雄性不育系中去。繁种田里，由于父本保持系与不育系一样高，通过拉绳也很容易将保复系的花粉赶到母本雄性不育系中去。

在收割种子前，把保持系或者是恢复系先收了。田里剩下的就全是给农民去播种的雄性不育系杂交种子了。

杂交种子大量生产的难题就得到了圆满解决。这就是1981年我国第一个特等发明奖的来由。

那有了三系法杂交水稻，又要两系法干什么呢？

两系法和三系法相比，最大的区别在于光温敏型核雄性不育系可以一系两用，少了保持系。

光温敏型核雄性不育系中的雄蕊对光照和温度反应敏感。

在秋季短日照或一定临界温度（如23.5度）以下条件下，它的雄蕊产生可育花粉，可以自交结实，它的后代还继续具有光温敏核雄性不育的特性，可以用于制种。

在夏季长日照或一定临界温度（如23.5度）以上条件下，它的雄蕊不能产生可育花粉，在制种过程中充当的是雄性不育系的角色，与另一个品种杂交后，产生出杂种一代，和三系法一样，可以作为杂交种子给农民去大面积的种植。

两系法是水稻遗传育种上的又一重大科技创新。它有显著的优越性：不育系配组自由，与任何品种的杂交一代都是可育的，选配优良组合几率大；种子生产程序简化，成本降低，更有利于推广。

2014年1月10日，“两系法杂交水稻技术”袁隆平、石明松等50个获奖人获得了2013年国家科学技术进步奖的特等奖。

2017年世界粮食日前夕，我国两系杂交水稻的超级稻亩产达1149.02千克，创造了新的世界水稻单产最高纪录。

那三系法杂交水稻技术和两系法杂交水稻技术已经这么好了，为什么还要搞一系法呢？

原来，杂交水稻虽然具有很高的产量优势。但是如果把它的收获后，当作种子在第二年再去种，植株会出现非常严重分离现象。因此，杂交水稻必须每年进行复杂的杂交制种工作。

这个工作非常的繁琐复杂。而且推高了杂交种子的价格。杂交水稻种子的价格通常比常规水稻（种子）贵10倍以上。

上个世纪80年代，袁隆平先生提出杂交水稻从三系法到两系法，并最终实现一系法的战略设想。其中一系法指的是通过杂交水稻产生克隆种子的方法，实现杂种优势的固定，以及杂种优势可以留种，这样可以大幅度降低杂交水稻的种子的成本。进而实现杂种优势的最大化利用。

通过国内外科学家长期坚持不懈的努力，目前已经证明了杂交水稻可以进行留种，但是留种效率仍然比较低，国内外科的研团队正在加大科研攻关，争取尽快实现一系法杂交水稻生产应用。

《中国农业产业发展报告2022》显示，2010年以来，中国稻谷的自给率99.3%,为我国经济社会稳定发展和抵御突发事件冲击提供了坚实的保障。

四十年来，中国杂交水稻技术传播到了美国、印度、马来西亚、菲律宾、马达加斯加等近百个国家，海外种植面积达七百万公顷。正在造福整个人类。