水稻是世界主要粮食作物之一，我国60%以上的人口都是以稻米作为主食。近年来，全国水稻播种面积占粮食作物播种面积的30%，而总产量已经占粮食总产量的42%，单位面积产量比其他的粮食作物平均单产高出45%以上。其中一个重要的因素就是杂交水稻的广泛种植和推广。

　　杂交水稻（hybrid rice）指选用两个在遗传上有一定差异，同时它们的优良性状又能互补的水稻品种，进行杂交，生产具有杂种优势的第一代杂交种，用于生产，这就是杂交水稻。

　　杂种优势是生物界普遍现象，利用杂种优势提高农作物产量和品质是现代农业科学的主要成就之一。

　　水稻具有明显的杂种优势现象，主要表现在生长旺盛，根系发达，穗大粒多，抗逆性强等方面，因此，利用水稻的杂种优势以大幅度提高水稻产量一直是育种家梦寐以求的愿望。但是，水稻属自花授粉植物，雌雄蕊着生在同一朵颖花里，由于颖花很小，而且每朵花只结一粒种子，因此很难用人工去雄杂交的方法来生产大量的第一代杂变种子，所以长期以来水稻的杂种优势未能得到应用。

　　袁隆平率先在我国开展杂交水稻的研究，经过十多年的不懈努力，以袁隆平为代表的我国农业科学家终于把水稻杂种优势利用的梦想变成了现实，在1973年实现了杂交水稻的三系，并于1976年开始大面积的推广。

　　要进行两个不同稻种杂交，先要把一个品种的雄蕊进行人工去雄或杀死，然后把另一品种的雄蕊花粉授给去雄的品种，这样才不会出现去雄品种自花授粉的假杂交水稻。可是，如果技术人员用人工方法在数以万计的水稻花朵上进行去雄授粉的话，工作量极大，实际并不可能解决生产的大量用种。因此，研究培育出一种水稻做母本，这种母本有特殊的个性，它的雄蕊瘦小退化，花药干瘪畸形。靠自己的花粉不能受精结籽。

　　为了不使母本断绝后代，要给它找两个对象，这两个对象的特点各不相同：第一个对象外表极像母本，但有健全的花粉和发达的柱头，用它的花粉授给母本后，生产出来的是女儿。长得和母亲一模一样，也是雄蕊瘦小退化，花药干瘪畸形、没有生育能力的母本：另一个对象外表与母本截然不同，一般要比母本高大，也有健全的花粉和发达的柱头，用它的花粉授给母本后，生产出来的是儿子，长得比父、母亲都要健壮。这就是技术人员需要的杂交水稻，一个母本和它的两个对象，人们根据它们各自不同特点，分别起了三个名字：母本叫做不育系，两个对象，一个叫做保持系，另一个叫做恢复系，简称为“三系”。

　　雄性不育系：是一种雄性退化（主要是花粉退化）但雌蕊正常的母水稻，由于花粉无力生活，不能自花授粉结实，只有依靠外来花粉才能受精结实。因此，借助这种母水稻作为遗传工具，通过人工辅助授粉的办法，就能大量生产杂交种子。

　　保持系：是一种正常的水稻品种，它的特殊功能是用它的花粉授给不育系后，所产生后代，仍然是雄性不育的。因此，借助保持系，不育系就能一代一代地繁殖下去。

　　恢复系：是一种正常的水稻品种，它的特殊功能是用它的花粉授给不育系所产生的杂交种雄性恢复正常，能自交结实，如果该杂交种有优势的话，就可用于生产。

　　三系杂交水稻：是指雄性不育系、保持系和恢复系三系配套育种，不育系为生产大量杂交种子提供了可能性，借助保持系来繁殖不育系，用恢复系给不育系授粉来生产雄性恢复且有优势的杂交稻。

　　有了“三系”配套，技术人员就知道在生产上是怎样配制杂交水稻的了：生产上要种一块繁殖田和一块制种田，繁殖田种植不育系和保持系，当它们都开花的时候，保持系花粉借助风力传送给不育系，不育系得到正常花粉结实，产生的后代仍然是不育系，达到繁殖不育系目的。技术人员可以把繁殖来的不育系种子，保留一部分来年继续繁殖，另一部分则同恢复系制种，当制种田的不育系和恢复系都开花的时后，恢复系的花粉传送给不育系，不育系产生的后代，就是提供大田种植的杂交稻种。由于保持系和恢复系本身的雌雄蕊都正常，各自进行自花授粉，所以各自结出的种子仍然是保持系和恢复系的后代。

　　由于杂交水稻三系的产量高，所以种植面迅速扩大。杂交水稻三系的成功为我国农业科学和农业生产发展史竖立了一座里程碑。

　　1980年开始，我国农业育种专家们又开始了对两系法杂种优势利用的新探索。与三系相比，两系法具有三大优越性：一是不育系可以一系两用,不需要保持系,减少了生产环节和不育系繁殖面积,降低了种子成本；二是配组自由,大部分的常规品种都可成为恢复系,扩大了杂种优势利用的种质范围,大大提高了选到优良组合的概率；三是光温敏核不育性遗传行为简单,较容易转育到其他性状优良的水稻品种(系)中,有利于改良品质、抗性等性状,同时它的不育性受细胞核控制,从而避免了细胞质不育对杂种优势的负效应，以及因细胞质单一化而导致某种毁灭性病虫害爆发的潜在威胁。

　　在1995年，两系法杂交水稻的育种终于获得成功, 育成的两系法杂交稻比同时期成熟的三系法杂交稻单产增加5％～10％；它的繁殖、制种和栽培技术也已经成熟配套。水稻两系法杂种优势利用的是我国独创的水稻育种高新技术,是继三系法杂交水稻之后农作物育种的又一次重大技术革新。并于1998年开始大面积示范种植。

　　可以毫不夸张地说我国在杂交水稻这个领域的研究和发展在全世界都是领先的。这些宝贵的研究对其他国家杂交稻方面的发展也起到了不可小觑的作用和影响。