分子标记预测杂种优势的研究现状

杂种优势是生物界普遍存在的现象。目前较广泛的一种方法是通过测定两个亲本之间的遗传距离来预测其杂种优势。而DNA分子标记预测方法是近几年才发展起来的新手段。本文综述了分子标记预测杂种优势的遗传机理、利用分子标记预测杂种优势的研究现状以及杂种优势形成在若干层次上的反映。并讨论了分子标记准确预测杂种优势的局限性。     

粳型水稻形态遗传分化与杂种优势的研究

利用9个不同生态类型的50份水稻亲本材料,以生态型为单位进行双列杂交,配制366个组合,依据形态指数研究了各类型粳稻品种的形态遗传分化以及遗传分化与杂种优势的关系。结果表明:各生态型间形态指数差异与其F_1杂种优势相关不显著,但形态上籼粳分化的差异是杂种优势产生的重要基础。     

RAPD标记预测油菜杂种优势的研究

用杂交油菜黔油12号的父母本及杂交种作材料，对亲本和杂交种的产量、经济性状考察和DNA多态性标记，进行杂种优势的研究和比较。结果表明：产量、经济性状中亲优势、超亲优势、杂种优势指数与DNA多态性预测杂种优势的中亲优势、超亲优势、杂种优势指数结果趋势基本一致。笔者认为大多育种者在一定时期内，一般以核心亲本或骨干（系）亲本作为育种的主要材料，利用DNA多态性表达亲本的遗传差异的显著特点，提出以核心亲本建立1个DNA多态性图谱库，不断补充新材料和新引物的DNA多态性结果，用分子标记预测杂种优势值得进一步研究和探讨。     

大豆亲本间遗传距离与杂种优势的相关性研究

为提高杂交育种效率,有必要对杂种优势预测进行探索。本研究选用国内外不同地区10份材料,按NCⅡ不完全双列杂交法组配45个杂交组合,利用SSR分子标记遗传距离预测大豆亲本间杂种优势。结果表明：10份亲本中检测到417个多态性等位基因变异,多态性位点变化范围为2~5个,遗传相似系数(GS)变幅为0.520~0.695,平均GS值为0.5996。10份供试材料被分为两大类,F₁杂种优势值从3.4%~42.1%,F₁性状均具有不同程度正向杂种优势。其中,单株粒数杂种优势与遗传距离的相关系数为0.461,达显著水平。其余8个农艺、品质性状与遗传距离的相关系数未达显著水平。初步认为,利用该174个SSR分子标记检测亲本间遗传差异,对本研究10份大豆亲本间杂种优势预测效果不显著。利用分子标记遗传距离预测大豆亲本杂种优势的方法有待进一步研究。     

利用AFLP分子标记预测水稻杂种优势

杂种优势是生物界普遍存在的现象,通过测定两个亲本之间的遗传距离可进而预测水稻杂种优势.迄今已提出了许多预测方法,从表型预测、生化预测,到现在的分子标记预测,DNA分子标记的发展为杂种优势预测提供了新的手段.Lee等[1]和Smith等[2]研究发现RFLP遗传距离与F1杂种优势的表现存在高度的相关性,可用于杂种优势的预测.     

作物杂种优势群与杂种优势模式研究进展

根据有关文献资料,从系谱分析法,数量遗传学方法和分子标记法对玉米、小麦、水稻等作物杂种优势群与杂种优势模式的研究进展及作物种质创新与杂种优势群进行综述,重点介绍了我国在这一领域所取得的进展,并提出了进一步划分我国作物杂种优势群的必要性.     

植物杂种优势研究进展

杂种优势是广泛存在的遗传学现象,并在多种动植物中得到成功的利用,但对于杂种优势产生的遗传学机理尚未十分清楚.本文对植物杂种优势机理研究进行了较为详尽地评述,在综述了杂种优势遗传基础经典理论和假说的基础上,概括了利用分子生物学手段解释杂种优势遗传基础的一些新见解.探讨了杂种优势群和分子标记与杂种优势的关系.最后对杂种优势研究的未来发展方向进行了展望.     

分子标记在油菜遗传多样性和杂种优势预测中的应用

<正>20世纪80年代以来,分子标记技术的发展为亲本的选配提供了新的技术平台,可从DNA水平了解亲本间的遗传差异。利用分子标记遗传距离来预测杂种优势的关键在于选择能表现表型多样性的标记类型和筛选与杂种优势性状相关的引物组合,这样才能保证得到的遗传差异是与杂种优势相关的遗传差异,从而保证对杂种优势预测的准确性。目前,RFLP、SSR、RAPD和AFLP等分子标记技术已广泛用于水稻、玉米、小麦、棉花和大豆等     

Using of AFLP Marker to Predict the Hybrid Yield and Yield Heterosis in Rice

利用AFLP分子标记对46个水稻品种进行遗传多样性分析,继而研究分子标记遗传距离与按照NC设计获得的195个杂交组合的产量及特殊配合力的相关性,探讨预测杂种优势的可能性。结果表明:(1)通过UPGMA聚类分析(图3),可将供试材料分为16个类群,并把来源不明的品种(系)划分到相应类群中,从而对这些材料进行初步鉴定。可见,AFLP分子标记是检测类内品种间遗传差异的有效方法,为水稻品种(系)亲本选配提供理论依据。(2)分子标记遗传距离与杂种产量优势、F1产量、特殊配合力之间都呈显著正相关,相关系数介于0.3235-0.7713之间。但相关程度还不足以预测杂种优势。增效座位和减效座位以及使用与杂种优势有关的QTL连锁标记位点可能提高杂种优势的预测能力,但最终解决,将依赖于杂种优势遗传机理的研究。     

利用SSR分子标记划分杂交籼稻亲本群的研究

杂种优势群和杂种优势利用模式可以为植物的杂种优势利用提供重要信息。与玉米相比,水稻杂种优势群的研究相对薄弱。本研究利用72对SSR引物对我国47个杂交籼稻骨干亲本进行了类群划分。共检测出328个等位基因变异,每对引物检测等位基因2~13个,平均4.56个;引物的多态性信息量（PIC）范围为0.120~0.878,平均值为0.567。材料之间的遗传相似系数(GS)范围在0.633~0.928,平均为0.741。用类平均法（un-weighted pair-group method using an arithmetic average）将亲本材料划分为保持系群、温敏核雄性不育系群、恢复系群,其中保持系群和恢复系群又各分为3个亚群,分群结果基本符合系谱信息。并结合杂交水稻生产实践提出了7种杂种优势组合配组模式。分子标记是一种划分杂交籼稻亲本群的有效途径,本研究结果对杂交籼稻的亲本选配具有一定指导意义。     

植物杂种优势位点定位研究进展

杂种优势是指遗传组成不同的亲本产生的F1在适应性、生长势、产量、品质、抗逆性等性状上优于双亲的一种现象,在玉米、水稻等作物中广泛应用。然而对杂种优势理论的探索却远落后于实践应用,目前仅停留在三大遗传假说的争论阶段,而杂种优势位点或基因的克隆将对杂种优势的应用起到极大推动作用。本研究综述了近些年植物杂种优势位点定位研究进展及未来展望,为更好地研究和利用杂种优势位点或基因提供帮助。     

Application of Molecular Markers in Studying on Crop Heterosis

概述了分子标记的种类，分析了杂种优势研究中常用的几种分子标记的原理、特点。综述了分子标记在作物杂种优势群划分和杂种优势利用模式构建、杂种优势预测以及杂种优势遗传基础研究中的利用现状。并对分子标记在杂种优势研究中的进一步利用进行了展望。     

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 概述了分子标记的种类，分析了杂种优势研究中常用的几种分子标记的原理、特点。综述了分子标记在作物杂种优势群划分和杂种优势利用模式构建、杂种优势预测以及杂种优势遗传基础研究中的利用现状。并对分子标记在杂种优势研究中的进一步利用进行了展望。     

基于产量相关性状SSR分子标记的大豆杂种优势群划分

利用杂种优势可显著提高大豆单产,但亲本的创制及杂交组合的配制缺乏有效的理论指导,导致杂交种组配工作存在盲目性,强优势大豆杂交种的产出周期较长。针对上述问题,以中国东北部和国外的43份亲本为材料,利用经过筛选的14个大豆产量性状相关SSR分子标记进行遗传多样性分析和杂种优势类群划分。结果发现,所用SSR标记共扩增出31个等位变异位点,平均每个标记检测到2.2143个等位变异位点,变幅为2.0000~4.0000;主效基因频率为0.4419~0.9302,平均为0.6817;基因遗传多样性指数为0.1298~0.6101,平均为0.4043;多态性信息含量为0.1214~0.5272,平均为0.3280。根据遗传距离将43份亲本材料划分为2个类群;25个杂交种的35份亲本材料分属于2个类群;且27个杂交种的39份亲本材料为国内和国外材料之间配制的杂交组合,反映出中国东北与国外材料之间存在较强的杂种优势。对本研究所用的杂交种亲本间遗传距离分析发现,遗传距离在0.4~0.6时杂种优势利用效率较高。上述结果为优异亲本的选育方向和强优势杂交种亲本的合理组配提供参考。     

预测粳型水稻F1杂种优势的关键DNA标记

预测杂种表现一直都是杂交育种计划的主要目标之一。本试验旨在评价粳型水稻亲本遗传相似性与F1籽粒产量杂种优势间的关系，建立基于标记预测杂种优势的策略。本试验采用不完全双列杂交设计，应用10个粳型水稻品种得到了45个F1杂种。将亲本和杂种种植在施中等氮肥和不施氮肥条件下，对其籽粒产量进行评价。采用188个SSR标记和／或者129个RAPD引物对亲本品种进行基因型分类。基于全部标记的遗传相似性估计值与杂种优势间没有显著相关。     

春播早熟区高粱杂种优势群及杂种优势模式分析

杂种优势群的划分对于拓宽亲本间遗传基础、提高育种效率,培育突破性新品种具有重要的指导作用。本研究利用全基因组重测序技术对55份春播早熟区40余年生产中主推杂交种亲本系进行全基因组扫描,分析其群体结构,估算遗传距离,划分杂种优势群,分析主推杂交种的杂种优势模式。结果表明,利用全基因组5×测序,过滤到1,304,623个高质量SNP标记用于群体结构分析和杂种优势类群划分。55份高粱亲本系平均遗传距离为0.704,变幅0.627～0.927。多态信息含量(polymorphism information content, PIC)平均为0.2935,变幅为0.1～0.5。群体结构和主成分分析将55份亲本系划分为4个杂种优势群:都拉群(Durra, D群)、卡佛尔/都拉群(Kafir/Durra, KD群)、俄罗斯/卡佛尔群(Russia/Kafir,RK群)、中国高粱群(Kaoliang,K群)。25个主推杂交种中76%的杂交种杂种优势模式为Kafir/Durra×Kaoliang模式,主推高粱杂交种的不育系主要来源于引自国外的Kafir和Durra群,恢复系多来源于我国自产的Kaolian...     

杂种优势预测研究进展

杂种优势预测对于杂种优势的利用具有重要意义,然而传统的杂种优势预测方法由于要花费大量的人力、物力和财力,限制了杂种优势的进一步利用。几十年来,育种工作者从亲缘关系、生态类型、生理生化和数量遗传等不同方面,进行了大量的研究,提出了许多预测杂种优势的方法。通过概述有关杂种优势预测,及数量性状、同工酶、分子标记亲本间遗传距离和杂种优势关系的研究现状．对杂种优势预测的发展方向进行了展望。     

7个粳稻SSR和SRAP分子标记遗传距离比较及其与产量性状杂种优势的关系

本研究选用产量性状有显著差异的7个粳稻品种,按照Griffing双列杂交方法Ⅳ配制21个杂交组合,用SSR和SRAP分子标记分析亲本遗传距离及其与粳稻产量性状杂种优势问的关系,并比较分析两种分子标记在估算遗传距离时的差别.结果表明,每对SSR引物产生1～11条多态性带,平均3.8条,而每对SRAP引物组合产生1～15条多态性带,平均5.2条.SRAP引物所扩增的条带数和多态性何点数分别是SSR引物的3.3倍和1.3倍.两种分子标记对遗传相似系数较小的品种进行聚类分析时可获得一致的结果,但对遗传相似系数较大的品种进行聚类分析时所得结果并不一致;粳稻产量性状杂种优势的表现大小因件状和杂交组合不同而异;F_1杂种产量性状的表现与亲本自身的性状特点和互补关系密切,用SSR和SRAP分子标记遗传距离难以预测粳稻杂种后代的产量表现和杂种优势强弱.     

主要温带玉米自交系杂种优势群的划分

玉米杂种优势群及其模式的研究对于提高育种准确性和预见性具有重要意义。本研究以我国主要玉米杂交种的亲本为材料,利用SSR标记的遗传距离划分优良玉米种质的杂种优势群。选用的110对SSR引物对30份温带玉米自交系进行分析,共检测到546条带,表明该30份自交系在分子标记水平上具有较丰富的遗传多样性,其PIC变异范围在0.1115~0.91之间,平均为0.652,大部分集中在0.5~0.8之间。根据SSR分析结果计算30个自交系之间遗传距离并进行聚类分析,可将30份自交系划分为7个杂种优势群:第一类是P类群,有P007、齐319、丹599、沈137、178、P138和87-1共7个自交系;第二类是以黄早四等为代表的唐四平头群,共6个系,有K12、Q1261、黄野四-3、黄早四、冀35和昌7-2;第三类是Reid群,有478、B73、K14、黄C和沈5003共5个自交系;第四类是以自330等为代表的自330群,共有4个自交系,包括中综3、中综31、自330和丹340;第五类是E28群,包括E28以及二环系—郑22;第六类是Lancaster群,包括Mo17、荻唐黄17和齐205共3个自交系;此...     

作物杂种优势遗传基础研究进展

杂种优势是生物界的一种普遍现象,可以大幅度提高作物产量和改良作物品质,具有巨大的商用价值。杂种优势遗传基础的研究一直是近百年来遗传和育种学家研究的热点和难点问题。笔者综述了杂种优势遗传基础的两个经典假说－显性假说和超显性假说的基本观点、不足之处。同时概括了利用分子生物学手段解释杂种优势遗传基础的一些新的学术见解,如：上位性效应与杂种优势、基因网络系统与杂种优势、遗传平衡与杂种优势、活性基因效应与杂种优势、遗传差异与杂种优势、QTL效应与杂种优势、基因表达调控与杂种优势,并列举了部分学说的分子证据。以期使人们能够了解杂种优势遗传基础的发展历程和最新研究动态。