植物远缘杂交育种研究进展

综述了近年来远缘杂交在植物育种中的应用价值和最新进展,重点介绍了导致远缘杂交失败的生殖障碍原因及其有效的克服方法,包括杂交不亲和等受精前障碍因素和胚胎败育等受精后障碍因素；概述了远缘杂种的形态学、细胞学和分子细胞遗传学等鉴定方法,并对植物远缘杂交育种提出了新的研究方向.     

常规杂交育种与质、核、核构建

<正>常规杂交育种是所有各种育种方法的一种常用的基础方法,其理论依据是孟德尔遗传学,核心是自由组合定律。常规的育种最基本的方法就是将两个具有互补性状的亲本进行有性杂交,杂种从F_2开始进行基因重组,引发若干性状的分离。但从质、核结构关系来说,这个基因重组和性状分离,其实正是反映了两个亲本质、核、核关系的新构建。在杂种后代中,作为母本的一方,传承和保留了原有的细胞质与部分的核基因,同时又接受了父本的部分核基因,组成新的质、核、核杂合     

三三连锁杂合自交群体基因纯合效应的定量模型研究

已知杂交组合2个亲本的基因型,可以预测杂交组合后代基因型的纯合程度或比例,这对于育种上提高选择的把握度和预测性具有意义.根据遗传图谱、2个亲本等位基因的差异和连锁遗传规律、自由组合规律,应用数学建模的方法,建立了具有各同源染色体上3对连锁基因的杂交组合后代基因型纯合程度的预测模型和数学期望.结果表明,杂种后代基因型的纯合程度和比例是可以遗传的,其中自交后代某一世代的基因纯合率模型为:G(t)=∑(tk=1)[g1(tk)+g2(tk)+g3(tk)+g4(tk)],多对染色体3对连锁基因自交后代基因纯合效应为:G(t,n)=Π(n,i=1)∑(tk=1)[g1(tk)+g2(tk)+g3 (tk) +g4(tk)].依据模型编制计算机程序,并参照小麦遗传图谱模拟了小麦杂交组合后代基因型纯合程度的分布规律.其研究结果将为遗传育种提供理论支持和深远影响.     

同一群体育成品种重组率高于未经选择的品系

任何作物要通过育种进行改良都需要在后代中创造和选择亲本所包含的遗传变异的等位基因的新组合。这些新的组合来自染色体的独立分配或者是同源染色体的重组。如果优良基因位于不同的染色体（无连锁）上，那么只有通过独立分配产生变异来取得育种进展。     

花卉遗传连锁图谱构建与QTL定位的研究进展

近年来,随着分子生物学特别是分子标记技术的飞速发展,花卉的育种工作开始由传统的杂交育种逐渐转变为分子育种。而建立遗传连锁图谱、定位QTL等分子标记辅助育种已经成为近年植物分子育种的研究热点之一。目前,遗传连锁图谱的构建多集中在农作物及林木领域,花卉的遗传连锁图谱还处于发展阶段。构建高密度的遗传连锁图谱和精细的QTL定位能够加快花卉的育种研究。本研究综述了国内外花卉遗传连锁图谱构建的研究进展,包括构建遗传连锁图谱所需要的亲本和分离群体,主要使用的分子标记方法,花卉遗传连锁图谱中的QTL定位,并对花卉遗传连锁图谱构建中存在的问题进行了探讨,对今后的发展提出了一些建议并对研究前景进行了展望。     

甘蓝型油菜隐性核不育系20118A的育性遗传及分子标记辅助选择

以20118A不育系和临保系与22个油菜品种(系)杂交测交后代为材料, 采用经典遗传学和分子标记辅助选择方法, 验证该不育系统遗传控制体系及等位基因分布频率; 探索利用连锁共显性标记筛选两型系和临保系基因型的高效性和准确率。研究表明, 6个品种(系)与20118A测交产生的F₂世代, 所有组合可育株∶不育株均符合3∶1或13∶3分离规律, 而与20118A-TAM杂交产生的6个F₂中1个呈13∶3分离, 其余均为全可育, 育性符合1对隐性不育基因和1对隐性上位抑制基因互作控制的遗传模式; 进而采取反向验证方法, 从1 059个F₂分离单株中, 用新发展的Bnms₃/Bnrf连锁共显性标记跟踪选择, 直接获得临保系(ms₃ms₃rfrf)、纯合不育株(ms₃ms₃RfRf)和两型系可育株(Ms₃ms₃RfRf) 70、69和135株, 经测交或互交验证, 准确率均达95%以上; 根据20个测交品种的后代分离, BnRf位点上只出现Rf和rf两个等位基因, 推测第3个等位基因存在的频率很低, 基本可以根据两基因各2等位基因互作原理开展分子标记辅助育种。     

棉花配子体恢复基因Rt2和遗传标记间的连锁分析

在棉花（G．hirsutum）CMS—D8-Rf2配子体恢复体系的杂合可育F1植株中，仅具有陀等位基因的花粉才是有功能的；所以，全部F2植株都是可育的。本文旨在建立估计F2可育群体Rf2与相斥组或偶合组遗传标记间重组的统计方法。与陀连锁的等位基因得到优先遗传，而与也连锁的等位基因的遗传机率就减少了。因此，连锁基因会因连锁强度的不同而出现不同的偏离分离比例。与Rf基因独立的基因就表现出正常的分离比。     

加拿大披碱草和老芒麦及其杂种F1,F2的RAPD分析

利用随机扩增多态性DNA技术(RAPD)对加拿大披碱草和老芒麦及其杂种F1,F2做了比较分析。旨在用分子标记方法探索亲本加拿大披碱草与老芒麦及其远缘杂种后代的遗传关系,为后期育种提供理论依据。结果表明:两亲本加拿大披碱草和老芒麦之间的亲缘关系较近,杂种F1主要表现为互补双亲的RAPD扩增带,同时还丢失了双亲部分的RAPD扩增带,杂种F1的多态性条带有偏向母本遗传的倾向;F1是真正的杂种;F2的多态性条带表明:F2与父母本的遗传距离相差不大,略偏向母本。亲本与杂种F1,F2的RAPD扩增带表型均具有一定的差异,RAPD遗传标记可用于杂种鉴定和目标性状植株的检测。     

勿需大田制种的杂交水稻育种技术

杂交水稻育种包括两系法、三系法育种,需要制种和繁种等隔离区,要调节母本与父本花期相遇,还要人工辅助授粉,尤其两系法制种还要担心不育性是否转换彻底。因杂交稻或超级稻制种技术复杂,制种产量较低和杂种只能使用一次,农民无法留种,因此推广38年仅占水稻种植面积47%,而常规稻仍然在生产中占主导地位。怎样能使全国水稻生产都种上杂交水稻,实现优质、高产、稳产、多抗、食口性佳、无毒,为此我们进行了多年的研究,提出了“一个植物无性生殖遗传规律的发现”[1],阐述了固定杂种机理：（1）在遗传学方面群体分离和固定杂种是植物无性生殖[2-3];（2）在细胞胚胎学方面,胚乳细胞染色体数目是2n=24,胚是珠心胚生殖和孤雌生殖也是植物无性生殖[4];（3）在分子标记方面,“纯合固杂”是植物无性生殖;（4）在细胞学方面,细胞减数分裂I期染色体交叉、基因重组、形成再组核固定杂种,减数分裂II期细胞有丝分裂纯合遗传是植物无性生殖[5]。这四个机理为勿需大田制种杂交水稻育种奠定了基础。     

RFLP连锁图与遗传育种

RFLP标记是在分子克隆技术基础上发展起来的一种新型的遗传标记。利用这种标记可以在一个通过有性过程产生的分离群体中使用常规的遗传分析建立遗传连锁图谱,即RFLP连锁图。一旦育种上目标性状的基因被定位在RFLP图谱上,应用连锁标记的选择就能显著地提高常规育种的效率。用RFLP图谱也能定位数量性状的基因。     

大豆抗筛豆龟蝽Megacota cribraria (Fabricius)的QTL分析

筛豆龟蝽是我国南方大豆的主要害虫之一,本研究旨在定位筛豆龟蝽抗性QTL,分析其稳定性,为大豆抗筛豆龟蝽育种提供参考。以科丰1号×南农1138-2组合衍生的184个重组自交系群体NJRIKY（简称KY）和皖82-178×通山薄皮黄豆甲组合衍生的142个重组自交系群体NJRIWT（简称WT）为材料,2004—2006在田间自然虫源下鉴定了筛豆龟蝽抗性。不同年份内以黑霉程度为指标的方差分析结果表明家系间差异在每年都达极显著水平,遗传变异系数都相当大,遗传率中等偏高。利用Windows QTL Cartographer Version 2.5的复合区间作图法(CIM),KY群体的抗性QTL主要位于D1a和C2连锁群,WT群体的抗性QTL主要位于H和D1b连锁群。KY群体3年均检测出的qRMC-d1a-1位于D1a连锁群,贡献率为7.6%~31.4%;2005和2006两年均检测出的qRMC-c2-1位于C2连锁群,与环境有互作,效应相对较小;抗性等位基因来自南农1138-2;qRMC-d1a-1和qRMC-h-1在2005年和2006年存在显著的互作。WT群体连锁群H上的qRMC-h-1在3年中都被检测到,贡献率为16.3%~36.2%;D1b连锁群上的qRMC-d1b-2在2004和2005年被检测到,效应相对较小;抗性等位基因来自通山薄皮黄豆甲。虽然WT群体D1b和H连锁群上的这2个QTL在KY群体中也有一年被检测到,但2个群体抗性位点基本上是不同的。QTL在不同环境被重复检出,说明大豆对筛豆龟蝽的抗性由稳定的主效QTL所控制,其2侧邻近标记有希望用于标记辅助选择育种。     

作物超高产育种的新设想

作物单产的提高在很大程度上归功于育种方法的改进．矮化育种、杂优利用的成功就是育种进程中两次大的理论突破和实践飞跃．并因此而促进了化肥工业和种子经营业的兴起．为进一步提高作物单产已经提出超高产有种的设想，已有的设想包括高光效育种、理想株型育种等主要内容．理想株型有种在玉米的育种实践上获得了较大的成功，紧凑型或半紧凑型玉米已成为目前杂交税的主要类型．而在其它作物上理想株型育种和高光效有种还没有取得实质性的成功．为此，本文在总结前人研究成果思想的基础上，提出超高产有种的新设想，这些新设想包括：利用无融合生殖特性实现远缘杂优利用、胚乳杂种优势的利用，果实在感优势利用三个方面．1远缘杂优利用目前在玉米、水稻等作物上已经实现杂交化，但杂种优势的利用目前还仅限于种内品种间．根据杂种优势理论，亲缘关系越远其杂种优势越强．但要利用亚种间、种间甚至局同的远缘杂种优势利用目前尚有许多困难，这些困难包括由生殖隔离造成的杂交不结实或杂种不孕，以及远缘野生种不良野生性状的带入等．虽然在小麦和水稻上已经发现了可用于克服种间杂交不结实（小麦）和用于克服亚种间杂种不孕的亲和性基因（水稻）．但要成功利用这些基因来实现小麦种间和水稻他使亚种间的远...     

大豆抗筛豆龟蝽Megacota cribraria(Fabricius)的QTL分析

筛豆龟蝽是我国南方大豆的主要害虫之一,本研究旨在定位筛豆龟蝽抗性QTL,分析其稳定性,为大豆抗筛豆龟蝽育种提供参考.以科丰1号×南农1138-2组合衍生的含184个重组自交系的群体NJRIKY(简称KY)和皖82-178x通山薄皮黄豆甲组合衍生的含142个重组自交系的群体NJRIWT(简称WT)为材料,2004--2006在田间自然虫源下鉴定了筛豆龟蝽抗性.不同年份内以黑霉程度为指标的方差分析结果表明家系间差异在每年都达极显著水平,遗传变异系数都相当大,遗传率中等偏高.利用Windows QTL Cartographer Version 2.5的复合区间作图法(CIM),KY群体的抗性QTL主要位于D1a和C2连锁群,WT群体的抗性QTL主要位于H和D1b连锁群.KY群体3年均检测出的qRMC-d1a-1位于D1a连锁群,贡献率为7.6%～31.4%;2005和2006两年均检测出的qRMC-c2-1位于C2连锁群,与环境有互作,效应相对较小;抗性等位基因来自南农1138-2;qRMC-dla-1和qRMC-h-1在2005年和2006年存在显著的互作.WT群体连锁群H上的qRMC-h-1在3年中都被检测到,贡献率为16.3%～36.2%;D1b连锁群上的qRMC-dlb-2在2004年和2005年被检测到,效应相对较小;抗性等位基因来自通山薄皮黄豆甲.虽然WT群体Dlb和H连锁群上的这2个QTL在KY群体中也有一年被检测到,但2个群体抗性位点基本上是不同的.QTL在不同环境被重复检出,说明大豆对筛豆龟蝽的抗性由稳定的主效QTL所控制,其2侧邻近标记有希望用于标记辅助选择育种.     

棉花花粉的水分敏感性：杂种生产的去雄工具

棉花(Gossypium hirsutum L．)杂种生产一般是先去除来源于受体花朵的花粉或者在裂开前中断花药的功能。数目众多的方法曾经被使用，包括利用遗传学的雄性不育性、化学不育或者去雄。到目前为止，在育种程序中使用最广泛并能可靠地去除雄性配子的方法就是去雄。     

普通小麦川农16与圆锥小麦杂交后代分析

对小麦川农16与圆锥小麦地方品种杂交后代进行了分析。结果表明,杂种F_1均含有35条染色体,减数分裂时出现多种配对形式,染色体组成上存在差异。F_1植株株高和小穗数普遍介于双亲之间,穗长表现出了超亲优势,穗粒数不同组合间存在差异,同时F_1正常结实。F_2代表现出较大分离,单株间差异较大,同时育性发生分离。采用优异品种回交可以有效控制远缘杂种后代分离。     

小麦-八倍体小黑麦杂种衍生的抗条锈病品系HB 20121023选育与鉴定

小麦条锈病是我国重要的小麦病害.发掘和培育新的抗条锈病的小麦种质资源一直是我国小麦育种中重要的工作.本研究对八倍体小黑麦劲松5号与普通小麦品种京东8号远缘杂种的衍生后代进行了选育,并且对选育出的种质材料HB 20121023株系进行了形态学、细胞学和条锈病鉴定.结果表明,HB 20121023植株较矮,株型紧凑.细胞学鉴定表明,根尖体细胞染色体数目为2n=42,花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ、减数分裂后期Ⅰ染色体配对、分离正常.利用CYR29、CYR30、CYR31和水源46号条锈菌的混合小种田间接种鉴定表明,HB 20121023对条锈病表现为高抗.HB 20121023可作为小麦抗条锈病育种新的种质资源加以利用.     

分子标记技术在西瓜遗传育种上的应用

西瓜是世界上重要的水果之一.分子标记技术在西瓜研究中的应用,无疑给西瓜的遗传育种工作带来了极大的便利.目前,已成功应用于西瓜亲缘关系和遗传多样性分析、图谱构建、重要性状基因的连锁标记和杂种纯度鉴定等诸多领域,本文从种质资源遗传多态性与亲缘关系、遗传图谱的构建、目标性状的连锁分子标记与分子标记辅助育种、品种及杂交种纯度鉴定等方面展开综述,探讨近年来分子标记技术在西瓜遗传育种上的应用研究进展.     

红麻五个质量性状在遗传连锁图谱中的初步定位

红麻遗传连锁图谱的构建和性状的基因定位,可促进红麻的分子辅助育种研究的发展。本研究以埃及的阿联红麻与福建农林大学育成的高产优质抗病新品种福红992杂交,F₁和F₂自交衍生162个F_2:3家系为材料,在笔者已完成的红麻遗传连锁图谱构建的工作基础上,对红麻的叶柄色、叶形、花冠大小、花冠形状、后期茎色5个质量性状进行基因定位。用Mapmaker/Exp 3.0软件进行连锁分析,结果表明,后期茎色基因与叶柄色基因连锁,存在紧密的连锁关系,其遗传距离为2.8 cM,定位于第5条连锁群;花冠大小与花冠形状这2个基因之间也存在一定的连锁关系,其遗传距离为14.7 cM,定位于第6条连锁群,叶型与花冠大小和花冠形状的遗传距离分别为38.2 cM 与23.5 cM,虽然都定位于第6条连锁群,但是否存在连锁关系有待进一步研究。所获结果在红麻遗传学和育种学上有一定的现实意义和分子辅助育种实用价值。     

烤烟杂种一代的研究及应用前景

烤烟杂种一代（以不简称杂种F1）的研究利用,历史上早已尝试过,并在一定程度上取得成功。我国50年代在生产上曾一度推广过人工去雄的烤烟杂种F1。80年代,我国烤烟生产目标由六七十年代以高产为主,转为主攻质量,由于优质品种匮乏,严重制约着烤烟生产的发展。鉴于生产上的需要,著名的烟草育种家佞道德、艾树理等曾多次撰文提倡利用杂种FI。直到1995年1月全国品种审定委员会审定通过三个烤烟杂交种和1997年12月全国品种审定委员会提出“加快育种速度,到2000年更换主栽品种”的目标,我国育种工作者对烤烟杂种FI的研究利用问题才基本…     

栽培稻与疣粒野生稻杂种二倍体和四倍体的鉴定及比较

利用基因组原位杂交(Genomic in situ hybridization,GISH)技术,对栽培稻(Oryza sativa L.)与疣粒野生稻(O. meyeriana)远缘杂种二倍体(AG)及四倍体(AAGG)进行鉴定。通过对其主要农艺性状和减数分裂的比较和分析,探讨染色体加倍对杂种的影响、明确杂种不育的原因及其利用潜力。GISH检测结果证实了杂种的真实性,杂种细胞中来自疣粒野生稻的染色体有红色杂交信号,而来自栽培稻的染色体上无杂交信号。杂种四倍体的株高、剑叶长、穗颖花数、颖壳长/宽等与二倍体相比明显增加,显示出明显的多倍体优势。二者的减数分裂也存在很大差异,杂种二倍体减数分裂过程紊乱,杂种四倍体减数分裂过程则基本正常。染色体加倍明显改善了杂种的减数分裂,但杂种四倍体仍不能结实,推测杂种的不育性很可能与核质亲和性有关。但杂种在新品种(系)或育种中间材料选育上仍具有改造和利用的潜力,无芒特性使其在芒的遗传研究及多倍体水稻芒的改造等方面同样具有重要作用。