这时，我打算对遗传学理论和实践的最新进展再多做些了解，但是在这湘西南的偏僻角落是没有这个条件的。不由得回想起了母校的管相桓教授，他在文革初期已被迫害致死，已无法向他请教。记得他在生前很推崇鲍文奎先生。鲍先生当时是中国农业科学院作物研究所的研究员，早年是在美国著名的加州理工学院生物系获得的博士学位，而摩尔根正是长期在那里担任过系主任的。

1962年暑假，我自费到北京，拜见了鲍先生。那时他不到50岁。他在与我的谈话中，很鲜明、尖锐地批判了李森科在学术观点上的错误，鼓励我在科研上要敢于大胆探索，还特别指出“实事求是才是做学问的态度”。在他的指点下，我还在中国农科院的图书馆里阅读了不少专业杂志，那是当时在下面根本无法读到的，有遗传育种学科前沿的基本情况、有我感兴趣的理论探索的热点问题、有杂交育种的实际进展等等。因为我是带着问题来的，收获是蛮大的。

后来在文革中，大约是在1970年左右，我还到北京拜访过一次鲍先生。当时他刚从“牛棚”里出来不久。他认为在自己受到冲击，没有人敢来接触他的时候，我居然来拜访他、请教他，因此他很高兴。他还亲自下厨，在家中招待我吃了一顿饭。

经典遗传学理论认为：稻、麦等自花授粉作物，在其进化过程中经过长期的自然选择和人工选择，淘汰了不良基因，所积累和保存下来的几乎都是有利基因。美国著名遗传学家辛诺特、邓恩和杜布赞斯基所著《遗传学原理》一书中，在论述“不同生物体的杂种优势”时，以小麦为例，明确指出自花授粉作物“自交不会使旺势消灭，异交一般不表现杂种优势”。因此，作物遗传育种学界对水稻这一严格自花授粉作物的杂种优势现象普遍持否定态度。其论点是异花传粉植物自交有退化现象，因此杂交有优势现象；自花传粉植物自交无退化现象，因此杂交无优势现象。但是，这一论断仅是一种形式逻辑的推理，没有实验上的根据。既然玉米的自交系（纯系）所配的杂交种有杂种优势，为什么水稻品种（纯系）没有，我总是怀疑这一点。

“无优势论”这一理论观点，只是根据某些异花授粉作物的自交有衰退而杂交有优势的现象推断出来的。分析事物不看其本质，而只看表面现象，把优势的有无归诸于受植物固有的生殖方式所制约，这显然是错误的。至于自花授粉作物，它与异花授粉的区别，不过是繁殖方法上的不同而已，绝不是影响杂种优势有或无的因素。我认为，作物杂交有无优势，决定性的因素不在于自花授粉或异花授粉的繁殖方式，而应该在于杂交双亲的遗传性有无差异。只要有差异，就会构成杂种内在的生物学矛盾。这种矛盾能够促使杂种的生活力增强，就会产生杂种优势。我想，只要我们能探索出其中的规律，就一定能够遵循这一规律培育出人工杂交稻来。那么，将这种杂种优势应用到生产上，就可大幅度提高水稻的产量。

4. 杂交水稻选育的思路

我由发现天然杂交稻进行推想，认为必定存在天然的雄性不育水稻。为了人工培育杂交稻，首先必须选育一种雄性不育的特殊品种。这个品种，它的雄花退化，雌花却是正常的，这种现象在自然界中存在的概率是万分之一，叫雄性不育。由于它要么没有花粉，要么花粉发育不正常，因而不能起授精作用；但它的雌性器官正常，只要给它授以正常花粉就能授精结实。

关于杂种优势，我国劳动人民早在公元584年前后的《齐民要术》一书中，就记载马和驴杂交的后代——骡子，要比双亲都健壮，适于劳役，又耐粗饲；1637年出版的《天工开物》一书中，也有关于养蚕业利用杂种优势的记载。1760年德国学者科尔鲁特曾建议在生产上利用烟草杂种的第一代。达尔文是杂种优势理论的奠基人，他用整整十年时间（1866-1876年），广泛收集了植物界异花受精和自花受精的变异情况，第一个指出玉米杂种优势的现象。贝尔从1862年起，研究玉米杂交效应，指出生产上可利用品种间杂种第一代。谢尔通过多年研究，已注意到玉米自交衰退与杂交有利的现象，他在1911年将此现象定名为“杂种优势”（Heterosis）。杂种优势是生物界的普遍现象，小到细菌，高到人类都具有杂种优势。一般来讲，遗传性有一定差异的亲本交配所产生的后代，一般都有优势或劣势。20世纪20、30年代起，美国开展利用玉米杂种优势育种工作，现在已将杂交玉米推广面积达到全美玉米播种面积的近百分之百（约3800hm2），开创了（异花授粉）植物杂种优势利用的先河，成功地将玉米产量提高；司蒂芬斯利用西非高梁和南非高梁杂交选育出高梁不育系3197A，并在莱特巴英60高梁品种中选育出恢复系，利用“三系法”配制高梁杂交种在生产上应用，为异花授粉作物利用杂种优势开创了典范。然而，自花授粉作物水稻的杂交优势利用技术却没有突破。

杂交水稻是利用杂种优势现象，即用两个品种杂交，杂交之后，由于品种之间的遗传有差异，这个差异就产生了内部矛盾，矛盾又产生了优势。由于杂种优势只有杂种第一代表现最明显，以后就没有优势了，就要分离，因此需要年年生产杂交种子；也就是说马和驴杂交生下骡子，骡子不生骡子，它也就这样每年需要马和驴杂交产骡子的。要利用水稻的杂种优势，其难度就是如何年年生产大量的第一代杂交种子。但是，水稻属自花授粉作物，颖花很小，而且一朵花只结一粒种子，如果要象玉米那样，依靠人工去雄杂交的方法来生产大量杂交种子，每天能生产多少种子呢？少量试验还可以，用到大田生产上是不可能的。也正因为如此，长期以来水稻的杂种优势未能得到应用。

解决这个问题，最好的一个办法就是要培育一种特殊的水稻——“雄性不育系”，由于它的雄性花粉是退化的，我们叫做“母水稻”，有的人也把它称作“女儿稻”。由于这种水稻的雄花没有花粉，要靠外来的花粉繁殖后代。换句话说，不育系就是人工创造的一种雌水稻，有了不育系后，把它与正常品种相间种植，并进行人工辅助授粉，就可以解决不要人工去雄便能大量生产第一代杂交种子的问题。所以说，不育系是一种工具，借助这种工具可以生产大量杂交种子。我们后来的杂交稻制种就是通过在田里种几行雄性不育的水稻，再在它们旁边种几行正常的水稻品种，让它们同时开花，并在开花以后，用人工辅助授粉方法让正常水稻的花粉满天飞，落到雄性不育水稻的雌蕊上，这样来实现大规模生产杂交种子。

我查阅了国内外有关农作物杂种优势利用的文献，从中获悉，杂交玉米、杂交高梁的研究是从天然的雄性不育株开始的。借鉴玉米和高粱杂种优势利用的经验，我设想采取三系法技术路线，通过培育雄性不育系、保持系、恢复系，实现“三系”配套，以达到利用水稻杂种优势的目的。具体讲，就是培育出水稻雄性不育系，并用保持系使这种不育系能不断繁殖；再育成恢复系，使不育系育性得到恢复并产生杂种优势，以达到应用于生产的目的。

三系中的保持系是正常品种，但有一种特殊的功能，就是用它的花粉给不育系授粉，所产生的后代仍然表现雄性不育。由于年年要生产第一代杂交种子，就要年年提供大量的不育系，而不育系本身的花粉不起作用，不能自交结实。繁殖不育系种子，就是通过保持系，它是提供花粉的，花粉授给了不育系，所产生的后代仍然是不育，这样不育系才一代代地繁殖下去。没有保持系，不育系就呈昙花一现，不能繁殖下去。

在生产运用中，还须选育另外一种品种给不育系授粉，这样的品种有另一种特殊功能，即它给不育系授粉之后，所产生的后代恢复正常可育，因此这种品种叫做“恢复系”。如果产生的后代正常结实，又有优势的话，就可应用于大田生产。由此可见，要利用水稻的杂种优势，必须做到“三系”配套。