Genetic Analysis of Embryo, Cytoplasm and Maternal Effects and Their Environment Interactions for Isoflavone Content in Soybean [Glycine max （L.） Merr.]

Soybean seed products contain isoflavones （genistein, daidzein, and glycitein） that display biological effects when ingested by humans and animals. These effects are species, dose and age dependent. Therefore, the content and quality of isoflavones in soybeans is a key factor to the biological effect. Our objective was to identify the genetic effects that underlie the isoflavone content in soybean seeds. A genetic model for quantitative traits of seeds in diploid plants was applied to estimate the genetic main effects and genotype x environment （GE） interaction effects for the isoflavone content （IC） of soybean seeds by using two years experimental data with an incomplete diallel mating design of six parents. Results showed that the IC of soybean seeds was simultaneously controlled by the genetic effects of maternal, embryo, and cytoplasm, of which maternal genetic effects were most important, followed by embryo and cytoplasmic genetic effects. The main effects of different genetic systems on IC trait were more important than environment interaction effects. The strong dominance effects on isoflavone from residual was made easily by environment conditions. Therefore, the improvement of the IC of soybean seeds would be more efficient when selection is based on maternal plants than that on the single seed. Maternal heritability （65.73%） was most important for IC, followed by embryo heritability （25.87%） and cytoplasmic heritability （8.39%）. Based on predicated genetic effects, Yudou 29 and Zheng 90007 were better than other parents for increasing IC in the progeny and improving the quality of soybean, The significant effects of maternal and embryo dominance effects in variance show that the embryo heterosis and maternal heterosis are existent and uninfluenced by environment interaction effects.     

油菜籽三种氨基酸含量的胚、细胞质和母体遗传效应分析

利用8个油菜品种进行完全双列杂交,采用包括胚、细胞质和母体植株遗传效应的二倍体种子数量性状遗传模型和统计分析方法,分析油菜(Brasstca napus L.)饼粕谷氨酸、甘氨酸和精氨酸含量的遗传效应、遗传率和遗传相关.结果表明,除了未发现精氨酸的细胞质效应外,油菜籽饼粕中谷氨酸、甘氨酸和精氨酸性状的表达均受到胚、细胞质和母体植株遗传效应的控制.谷氨酸和甘氨酸性状的表现是以母体遗传效应为主,但精氨酸性状的胚和母体遗传效应相近.3种氨基酸的母体遗传率大于胚遗传率或细胞质遗传率,且均以母体加性效应和细胞质效应为主,因此对这些性状进行选择可望取得较好的效果.3种氨基酸之间的相关性是以胚显性正相关(rp)为主,但母体加性(rAm)或显性(rDm)负相关也较为明显.     

大麦杂交组合蛋白质及部分农艺性状的遗传分析

以4个大麦品种的正反交试验的亲本、杂种F1和6个组合的杂种F2为材料,研究了青藏高原一年生野生大麦子粒蛋白质含量及其与农艺性状的遗传规律.结果表明,部分杂交组合的杂种F1子粒蛋白质含量存在正反交差异,即这些杂交组合的子粒蛋白质含量可能存在细胞质效应,其中6个正反交组合中,有2个差异显著.各杂种F2群体的子粒蛋白质含量分布图表明大麦子粒蛋白质含量属数量性状,由主效基因和若干微效基因共同控制,同时还受到环境和细胞质效应的影响.     

玉米籽粒淀粉含量的遗传效应分析

以9个淀粉含量不同的玉米自交系为亲本,按照GriffingⅠ双列杂交模式组配72个杂交组合,研究玉米籽粒淀粉含量的遗传效应.结果表明,淀粉含量遗传方式以加性效应为主,杂交组合的淀粉含量主要表现为正向杂种优势,并与母本和中亲值呈极显著相关.杂交组合淀粉含量的特殊配合力(SCA)与双亲的一般配合力(GCA)效应之间无相关性,不能简单地依据组合双亲的GCA效应来推断其后代的SCA效应,自交系陕814和Lx00-6的淀粉含量和GCA都较高,可以作为今后高淀粉育种的重要资源.     

不同环境下油菜籽饼粕甘氨酸含量的发育遗传机理研究

采用条件和非条件遗传分析方法,利用两年的试验数据,分析了油菜籽胚(子叶)、细胞质和母体植株等不同遗传体系的遗传主效应及环境互作效应对油菜籽饼粕甘氨酸含量的影响。结果显示,不同发育时期的甘氨酸含量的表现受不同遗传体系的遗传主效应和环境互作效应的控制,以环境互作效应为主。在不同遗传体系的基因效应中,除花后36 d的胚效应较大外,各发育时期以母体效应为主导,母体显性主效应和加性互作效应起主要作用。条件遗传分析表明,控制甘氨酸含量表现的数量基因在中期和前期表达最为活跃;中期的净遗传效应最大,大量的微效多基因被激活表达。油菜籽饼粕甘氨酸含量的狭义遗传率较高,多数发育时期是以母体和细胞质两部分的遗传率为主。在低世代时,根据母体植株油菜籽甘氨酸含量的总体表现进行选择,可望取得较好的效果。     

三系杂交早籼稻直链淀粉含量的遗传效应与杂种优势分析

用种子数量性状遗传模型对杂交早籼稻的直链淀粉含量性状进行了种子、细胞质和母体遗传效应与杂种优势分析,结果表明,直链淀粉含量主要受到种子遗传效应和母体遗传效应的控制,两种效应对提高杂交早稻组合直链淀粉含量具有相反的作用.直链淀粉含量的总平均优势主要由细胞质平均优势和母体平均优势共同构成,以母体平均优势所产生的效应为主,总超亲优势由种子超亲优势和母体超优势共同构成,以母体超亲优势所产生的效应为主.     

水稻籽粒蛋白质含量的基因效应分析

以籼、粳、爪不同类型水稻品种所配制的５个组合的６世代群体为试材,分析了蛋白质含量的基因效应及效应平方和。结果表明,蛋白质含量的遗传中,加性效应比显性效应重要,上位性效应也具有重要作用,而以加性与加性互作为主,加性类效应明显大于非加性类效应,亲本隐性基因较多。蛋白质含量的遗传改良可以累加选择     

玉米茎秆糖含量的遗传分析

较高的茎秆糖含量有助于提高青贮玉米的饲料品质和适口性,本研究选用7个茎秆糖含量不同的玉米自交系为亲本,按Griffing双列杂交方法Ⅱ配置21个组合,对玉米茎秆糖含量性状的遗传进行分析。结果表明:在7个自交系中,Y53-164、YXD053-646和98A-04糖含量的一般配合力较高,可以提高杂种后代的茎秆糖含量,但特殊配合力存在明显的组合差异。玉米茎秆糖含量性状的遗传符合加性-显性-上位性模型,但以基因非加性效应为主,存在着显著的显性与上位性效应。控制茎秆糖含量遗传的增效等位基因为隐性,减效等位基因为显性。玉米茎秆糖含量的变异71.07%是由遗传控制的,但狭义遗传率不高(40.11%)。对茎秆糖含量的选择不宜早代进行,利用茎秆高糖自交系作为亲本并广泛测配有助于茎秆高糖杂交种的选育。     

棉花闭花受精的发现及意义

１９９０年在国内首次从陆海杂种后代中分离到稳定的闭花受精棉花材料１０５７－１，并开展该材料的遗传与转移工作。分析表明，在陆地棉遗传背景下，闭花受精受一对隐性基因支配。在鄂荆１号ＢＣ１代中，闭花受精亚群体与开花受精亚群体在产量、衣分、衣指、绒长、伸长度和麦克隆值等性状上都无显著差异。初步结果说明闭花受精基因对棉花产量、品质不存在显著的不良影响，培育高产优质的闭花受精棉花品种是可行的。闭花受精棉花在遗     

籼稻稻米营养品质的遗传效应和相关分析

用浙协２号Ａ等９个籼型不育系和Ｔ４９等５个籼型恢复系进行不完全双列杂交,研究了杂交籼稻稻米赖氨基酸含量等品质性状的遗传效应和遗传相关。结果表明,籼稻稻米赖氨酸含量等品质性状的表现,同时受到胚、胚乳和母体植株三套遗传体系的影响,但以胚乳遗传效应为主,胚遗传效应和母体植株遗传效应对这些赖氨酸性状的表现也有较大的作用。籼稻稻米赖氨酸性状间存在较强的遗传相关,在水稻育种可以加以到用。     

水稻籼粳交衍生系产量相关性状的遗传效应与杂种优势

采用包括基因型与环境互作效应的加性—显性遗传模型(AD模型),对不同环境下水稻籼粳交衍生系产量相关性状的遗传效应与杂种优势进行研究。结果表明,播抽天数、每穗总粒数、每穗实粒数和千粒重性状以基因的加性主效应为主;结实率和株高性状以基因的显性主效应为主;基因型×环境互作效应明显影响产量相关性状表现,以显性×环境互作为主,其中播抽天数、单株谷重、千粒重和穗长的显性×环境互作效应尤为明显。杂种优势研究表明,由遗传主效应控制的杂种优势除单株有效穗数外,其余8个性状均表现正向群体平均优势;基因型×环境互作杂种优势分析表明,单株谷重、单株有效穗数、每穗实粒数、千粒重、株高和穗长6个性状杂种优势的稳定性较好。遗传效应分析结果表明,明恢413、97gk1037、明恢118和明恢417在多个性状上表现以遗传主效应为主,环境互作效应较弱,具有较好的环境稳定性,表明该4个籼粳交衍生品系在籼粳杂种优势利用中具有较高的利用价值。     

不同环境下花椰菜农艺性状的杂种优势分析

利用包括基因与环境互作的加性—显性遗传模型对6个花椰菜品种(系)完全双列杂交实验的2年观察资料进行单球重、球径、球高、成熟期、株高、株幅和叶片数等农艺性状的杂种优势分析.结果表明,年份间的环境差异对亲本和F1的表现影响较小,F1农艺性状的平均值与其双亲平均值显著相关；单球重、球径、球高和成熟期以加性效应为主,通过早代选择可取得较好的改良效果,株高、株幅和叶片数以显性效应为主,且具有较大的环境互作效应,以高世代选择为好；单球重、株高、株幅和叶片数的杂种优势以正值为主,成熟期的杂种优势以负值为主,利用杂种优势可改良这5个农艺性状,球径仅测到环境互作优势,环境条件的变化对球径表现影响较大,在本研究中未测到球高的杂种优势.     

基因型×环境互作效应对水稻茎秆抗倒性杂种优势的影响

用包括基因型×环境互作效应的加性—显性—加性×加性上位性遗传模型和统计方法 ,对水稻茎秆抗倒性杂种优势进行了研究 .结果表明 ,评价水稻茎秆抗倒性的 5个性状 (秆长、茎粗、茎基抗折力、秆型指数和抗倒指数 )的杂种优势既由基因型控制也受环境 (年份 )互作效应影响 .茎粗对环境的敏感性较弱 ,表现较低的正向群体平均优势和负向群体超亲优势 .基因型×环境互作效应影响了秆型指数和抗倒指数杂种优势表达的程度和方向 .秆长、茎基抗折力在不同环境中均表现正向基因型×环境互作效应 ,这表明随着环境的改善均可增强杂种优势     

作物复交方式复杂遗传模型的构建与扩展

根据广义遗传模型的建模原理,以复交方式的交配设计为基础,扩展了三交和双交组合的加性-显性-上位性模型,包括胚、胚乳、细胞质、母体效应4套遗传体系的种子模型;并系统地构建了三(双)交组合的主基因-多基因混合遗传模型.     

高品质陆地棉与Bt抗虫棉杂交纤维品质性状的遗传及优势分析

利用加显模型研究高品质陆地棉品种(系)与转B t基因抗虫棉杂交纤维品质的遗传效应及优势表现。方差分析表明纤维品质的遗传变异以加性效应为主,显性效应对绒长也有较大的作用。比强度和麦克隆值的狭义遗传率分别为61.9%,61.4%,表明这两个性状的选择可在早代进行。杂种优势分析表明绒长和麦克隆值具有显著的正中亲优势,绒长还存在微小的正超亲优势,比强度具有负优势,杂种纤维品质具有比现有推广品种较强的竞争优势。对亲本纤维品质性状的配合力分析表明,赣棉12号、红鹤1号、MM-2、A9-1为配合力较好的优质亲本。     

籼型三系杂交晚稻稻米品质性状杂种优势的遗传分析

以6个籼型野败三系不育系为母本,5个晚籼恢复系为父本,进行不完全双列杂交,采用朱军提出的禾谷类作物种子数量性状的遗传模型和统计分析方法对杂交晚稻稻米品质性状的杂种优势进行遗传分析.结果表明:在杂交晚稻组合F2代稻米的糙米率、精米率、整精米率、粒长、长宽比、垩白粒率、垩白度、透明度、碱消值、胶稠度和直链淀粉含量等11项品质性状中普遍存在正向平均优势;除碱消值和直链淀粉含量外,也比较普遍存在正向超亲优势.并提出了在进行三系杂交晚稻组合品质育种时,合理利用有利的正向杂种优势和避免不利的正向杂种优势的建议.     

小麦子粒蛋白质及其组分含量的遗传分析——Ⅰ 杂种优势和配合力分析

以6个小麦品种(品系)为亲本,按Grfffmg方法2组配一套完全双列杂交组合,研究小麦子粒蛋白质含量和蛋白质组分含量的配合力和杂种优势。结果表明:(1)醇溶蛋白和麦谷蛋白绝对含量、醇溶蛋白和球蛋白相对含量4个性状的遗传主要受加性基因的控制,子粒蛋白质含量的遗传受加性和非加性基因共同控制,但以加性基因效应为主。(2)同一性状不同亲本的一般配合力效应差异很大,亲本郑州831的子粒蛋白含量、麦谷蛋白和醇溶蛋白绝对含量的GCA效应较高,可作为优质亲本使用。不同组合间的SCA效应与超亲优势呈正相关关系。醇溶蛋白相对含量和球蛋白绝对含量的超亲优势为正向优势,而其它性状均表现为负向超亲优势。本文还对参试亲本的利用价值进行了讨论。