利用醇溶蛋白分析小麦强优势组合亲本遗传差异

利用A－PAGE方法对小麦（黑麦）异源重组系异源2号组配的22个强优势杂交组合的亲本进行了醇溶蛋白分析。结果表明,醇溶蛋白图谱能将除绵农2号和绵农3号外的所有亲本区分开。电泳共分离出44条相对迁移率不同的谱带。其中,37条具多态性,每个材料可分离出17～27条谱带。父本异源2号与其强优势组合母本间醇溶蛋白遗传距离相对较小,平均值为0．34。根据醇溶蛋白遗传距离聚类结果,1B／1R和非1B／1R易位系被分别聚在不同（亚）类中,多数系谱相同或相近的品种（系）能被聚在一起。醇溶蛋白遗传距离与亲本各性状表型差异及F1杂种优势间相关均不显著,难以用于预测杂种优势。     

利用RAPD技术分析小麦强优势组合亲本遗传差异

利用RAPD技术对小麦（黑麦）异源重组系异源2号组配的22个强优势杂交组合的亲本进行了遗传差异检测分析。结果表明,被测材料间RAPD标记多态性较高.61个随机引物中,37个引物（占60．65％）扩增产物具多态性,共扩增得到181条带。其中,105条带具多态性,占58．01％。每个引物可扩增出1～7条多态性带,平均可扩增2.8条多态性带。父本异源2号与其强优势组合母本间RAPD遗传距离较大,平均为0．43,聚类结果也显示其单独聚为一类。由此证实,异源2号与母本间确实在分子水平上存在较大遗传差异。RAPD遗传距离与亲本各性状表型差异相关均不显著,与F1各性状杂种优势间除抽穗期外相关也均不显著。据此认为,难以直接利用RAPD遗传距离预测杂交组合的杂种优势。     

利用SSR标记分析小麦强优势组合亲本遗传差异

利用SSR标记对小麦（黑麦）异源重组系异源2号组配的22个强优势杂交组合亲本进行了遗传差异检测分析。结果表明，被测材料间SSR标记多态性较高。69对引物中，52对引物（占75．36％）扩增产物具多态性，共扩增得到155条带。其中，123条带具多态性，占79．35％。每个多态性引物可扩增出1－6条带，平均可扩增2．3条多态性带。父本异源2号与其强优势组合母本间SSR遗传距离平均值0．30，高于母本间遗传距离平均值0．21，聚类结果也显示其单独聚为一类。由此证实，异源2号与母本间确实在分子水平上存在较大遗传差异。SSR遗传距离与亲本各性状表型差异及F1各性状杂种优势间相关均不显著。据此认为，可能难以直接利用SSR遗传距离预测杂交组合的杂种优势。     

SSR标记遗传距离与小麦杂种优势相关分析

利用异源2号、川麦28号和绵阳26号等3个优良品种(系)与繁6等37个四川小麦品种组配杂交组合,考察了F1代6个农艺性状的杂种优势表现,以及与SSR标记揭示的亲本间遗传距离的相关性。结果表明,各性状杂种优势平均值均较低,但变幅较大(-92 31%～145 1%)。小麦21条染色体上的23个SSR引物共扩增出74条带,其中66条(81 2%)具有多态性。每个SSR引物能扩增1～8条,平均为3 2条。亲本间遗传距离(GD)变幅为0 135～0 486,平均GD值为0 297,表明亲本间的遗传差异较大。除穗粒重外,各性状杂种优势与SSR标记揭示的亲本间遗传距离的相关系数均不显著,说明难以利用SSR标记遗传距离预测小麦杂种优势。     

SSR标记遗传距离与辣椒杂种优势的关系

为探索应用SSR标记遗传距离预测辣椒杂种优势的可行性,实现辣椒杂种优势早期预测.以10个辣椒自育亲本为试验材料,按NCⅡ不完全双列杂交组配25个杂交组合,利用SSR标记分析遗传距离与杂种优势的关系.结果表明:供试亲本之间的遗传距离在0.13 ～ 0.33内变化,平均遗传距离为0.25,表明了供试亲本之间遗传差异不明显,亲缘关系较近.SSR分子标标记遗传距离与单株挂果数、单株产量存在一定的相关性,与其他各性状无相关性差异.SSR分子标记分析表明,辣椒亲本间遗传距离越大,其组配的杂交组合获强优势组合的产量越高;亲本间遗传距离越小,其组配的杂交组合获强优势组合的产量越低.     

SSR标记遗传距离与辣椒杂种优势的关系（英文）

[目的]探索应用SSR标记遗传距离预测辣椒杂种优势的可行性,实现辣椒杂种优势早期预测。[方法]以10个辣椒自育亲本为试验材料,按NCⅡ不完全双列杂交组配25个杂交组合,利用SSR标记分析遗传距离与杂种优势的关系。[结果]供试亲本之间的遗传距离在0.13~0.33内变化,平均遗传距离为0.25,表明了供试亲本之间遗传差异不明显,亲缘关系较近。SSR分子标遗传距离与单株挂果数、单株产量存在一定的相关性,与其他各性状无相关性差异。[结论]SSR分子标记分析表明,辣椒亲本间遗传距离越大,其组配的杂交组合获强优势组合的产量越高;亲本间遗传距离越小,其组配的杂交组合获强优势组合的产量越低。     

陆地棉数量性状遗传距离与杂种优势关系的研究

利用9个不同陆地棉亲本及杂交组合,研究陆地棉亲本的遗传距离其杂交组合的杂种优势之间的关系.研究结果表明:强力、马值性状的中亲优势和超亲优势与亲本遗传距离存在显著或极显著的相关关系,单铃重的超亲优势与衣分的中亲优势与亲本遗传距离存在显著的相关关系.部分性状的杂种优势随遗传距离的增大而增大,但如马克隆、单铃重等的部分性状随亲本遗传距离的增加而减小.     

利用SSR分析滇型杂交稻亲本籼粳分化与杂种优势的关系

以滇型杂交稻不育系4个、恢复系31个及其组配的31个杂交种为试验材料,利用SSR籼粳特异引物研究亲本籼粳分化程度及与杂种优势的关系。结果表明,在所检测的18个位点上,4个不育系均以粳稻血缘为主,31个恢复系总体上偏粳,但含有不同成分的籼稻血缘,其籼性比率Pi为0～27.8%。亲本SSR遗传距离、籼粳差异与杂种优势相关分析表明,亲本SSR遗传距离与小区产量超父优势等7个性状相关显著;亲本的籼粳分化差异与百粒重超父优势等4个性状显著相关;亲本SSR遗传距离、籼粳差异与小区产量竞争优势相关不显著,说明SSR遗传距离、亲本籼粳分化差异与产量竞争优势无线性关系,但籼粳分化差异适中的亲本杂交,容易得到正向优势极端组合,可从中筛选出杂种优势强的组合。     

基于配合力和遗传距离的甜高粱杂种优势预测

【目的】对甜高粱主要农艺性状进行杂种优势、一般配合力及特殊配合力分析,同时,分析配合力、表型遗传距离以及分子遗传距离用于杂种优势预测的可行性,为甜高粱的种质创新和杂交种选育提供理论参考。【方法】采用不完全双列杂交设计,以8个甜高粱不育系为母本及8个甜高粱恢复系为父本配制64个杂交组合。对亲本及杂交后代进行2年的性状调查,包括：出苗至开花日数、生育期、株高、穗长、茎粗、分蘖、单穗粒重、千粒重、籽粒产量、单株重、生物产量和含糖量。分析不同性状的杂种优势、一般配合力、特殊配合力、表型遗传距离、分子遗传距离以及配合力、遗传距离与杂种优势的相关性。【结果】各性状的中亲优势由强到弱分别为单株重、籽粒产量、单穗粒重、生物产量、株高、穗长、千粒重、茎粗、生育期、至开花日数、分蘖和含糖量,其中,生育期、至开花日数、分蘖和含糖量等性状为负优势。不同性状的中亲优势和超亲优势由强到弱的顺序基本相同。配合力分析表明,每个性状中,不同亲本的一般配合力相差较大,且不同组合的特殊配合力也有很大差异。大多数特殊配合力高的组合,其亲本的一般配合力也较高。杂种优势与配合力和遗传距离的相关性为单株重、籽粒产量、单穗粒重、生物产量、穗长、千粒重、分蘖以及含糖量等性状的杂种优势与其亲本的一般配合力和特殊配合力均为极显著正相关。生育期的杂种优势与特殊配合力为极显著正相关,至开花日数与特殊配合力为显著正相关。亲本间的表型遗传距离为2.86—6.82,分子遗传距离为0.50—0.96。单株重、籽粒产量、单穗粒重、生物产量、株高、穗长、茎粗及含糖量等性状的杂种优势与分子遗传距离的相关性大于表型遗传距离,其中,生物产量、单株重、穗长和茎粗的杂种优势与分子遗传距离为极显著正相关。【结论】所有性状中,与产量相关性状的杂种优势较高,而含糖量和分蘖的杂种优势较低。在杂种优势预测上,利用亲本的配合力可有效预测杂种优势,预测效果优于遗传距离。与表型遗传距离相比,分子遗传距离对杂种优势的预测更有效。     

基于配合力和遗传距离的甜高粱杂种优势预测

【目的】对甜高粱主要农艺性状进行杂种优势、一般配合力及特殊配合力分析,同时,分析配合力、表型遗传距离以及分子遗传距离用于杂种优势预测的可行性,为甜高粱的种质创新和杂交种选育提供理论参考。【方法】采用不完全双列杂交设计,以8个甜高粱不育系为母本及8个甜高粱恢复系为父本配制64个杂交组合。对亲本及杂交后代进行2年的性状调查,包括:出苗至开花日数、生育期、株高、穗长、茎粗、分蘖、单穗粒重、千粒重、籽粒产量、单株重、生物产量和含糖量。分析不同性状的杂种优势、一般配合力、特殊配合力、表型遗传距离、分子遗传距离以及配合力、遗传距离与杂种优势的相关性。【结果】各性状的中亲优势由强到弱分别为单株重、籽粒产量、单穗粒重、生物产量、株高、穗长、千粒重、茎粗、生育期、至开花日数、分蘖和含糖量,其中,生育期、至开花日数、分蘖和含糖量等性状为负优势。不同性状的中亲优势和超亲优势由强到弱的顺序基本相同。配合力分析表明,每个性状中,不同亲本的一般配合力相差较大,且不同组合的特殊配合力也有很大差异。大多数特殊配合力高的组合,其亲本的一般配合力也较高。杂种优势与配合力和遗传距离的相关性为单株重、籽粒产量、单穗粒重、生物产量、穗长、千粒重、分蘖以及含糖量等性状的杂种优势与其亲本的一般配合力和特殊配合力均为极显著正相关。生育期的杂种优势与特殊配合力为极显著正相关,至开花日数与特殊配合力为显著正相关。亲本间的表型遗传距离为2.86—6.82,分子遗传距离为0.50—0.96。单株重、籽粒产量、单穗粒重、生物产量、株高、穗长、茎粗及含糖量等性状的杂种优势与分子遗传距离的相关性大于表型遗传距离,其中,生物产量、单株重、穗长和茎粗的杂种优势与分子遗传距离为极显著正相关。【结论】所有性状中,与产量相关性状的杂种优势较高,而含糖量和分蘖的杂种优势较低。在杂种优势预测上,利用亲本的配合力可有效预测杂种优势,预测效果优于遗传距离。与表型遗传距离相比,分子遗传距离对杂种优势的预测更有效。     

小麦异源(黑麦)重组系强优势杂交组合筛选研究

利用小麦异源（黑麦）重组系异源２号与１１５个品种（系）组配了杂交组合。按穗粒重从中初选出２２个强优势组合，然后对各组合的抽穗期、株高、有效穗、小穗数、穗粒数、千粒重和穗粒重等性状，分别进行了对照优势、平均优势、母本优势和父本优势分析。在此基础上，经综合评定，筛选出４个相对最佳强优势组合，即ＳＷ９０－２３２１／异源２号、绵阳２６／异源２号、４５６６１／异源２号、绵阳９４－３３４／异源２号。结果分析表明，异源２号是一个综合性状优良的亲本，与一些千粒重高、成熟期早的品种（系）组配组合，可望筛选出符合育种目标的高产强优势杂交种。     

小麦异源(黑麦)重组系杂交组合主要农艺性状优势及相关分析

利用小麦异源（黑麦）重组系异源2号为父本与115个品种（系）组配杂交组合,对其主要农艺性状进行了杂种优势及相关分析。结果表明,异源2号杂交组合农艺性状优势普遍存在,利用异源2子筛选农艺性状优良、产量高的杂交组合是可能的。杂交组合F1的抽穗期、株高、小穗数、穗粒数、千粒重和穗粒重等性状表现在一定程度上可根据母本值进行推测,而亲本及杂交组合F1中,均以穗粒数对穗粒重的直接作用最大,千粒重次之,二者的协调是提高穗粒重的关键,因此,本研究认为,在异源2号杂交组合F1穗粒数容易达到较高水平（70粒／穗以上）的情况下,更应注重F1千粒重的提商,以使二者协调,共同提高穗粒重,达到增产目的。     

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。     

Heterosis and heterotic patterns of maize germplasm revealed by a multiple-hybrid population under well-watered and drought-stressed conditions

Understanding the heterosis in multiple environments between different heterotic groups is of fundamental importance in successful maize breeding. A total of 737 hybrids derived from 41 maize inbreds were evaluated over two years, with the aim of assessing the genetic diversity and their performance between heterotic groups under drought-stressed (DS) and well-watered (WW) treatments. A total of 38 737 SNPs were employed to assess the genetic diversity. The genetic distance (GD) between the parents ranged from 0.05 to 0.74, and the 41 inbreds were classified into five heterotic groups. According to the hybrid performance (high yield and early maturity between heterotic groups), the heterosis and heterotic patterns of Iowa Stiff Stalk Synthetic (BSSS)×Non-Stiff Stalk (NSS), NSS×Sipingtou (SPT) and BSSS×SPT were identified to be useful options in China's maize breeding. The relative importance of general and specific combining abilities (GCA and SCA) suggests the importance of the additive genetic effects for grain yield traits under the WW treatment, but the non-additive effects under the DS treatment. At least one of the parental lines with drought tolerance and a high GCA effect would be required to achieve the ideal hybrid performance under drought conditions. GD showed a positive correlation with yield and yield heterosis in within-group hybrids over a certain range of GD. The present investigation suggests that the heterosis is due to the combined accumulation of superior genes/alleles in parents and the optimal genetic distance between parents, and that yield heterosis under DS treatment was mainly determined by the non-additive effects.     

基于SRAP分子标记的春大豆杂交种核心亲本杂种优势群划分

为明确杂交大豆核心亲本的遗传多样性特点及群体结构特征,以来源中国东北和国外的100份杂交大豆核心亲本为材料,通过SRAP分子标记多态性分析和UPGMA聚类分析等方法进行聚类分析。结果表明:1)SRAP标记共扩增出2 135条条带,其中多态性条带2 130条,多态性位点占比99.76%,每对引物组合扩增出的多态性谱带数为137~204条,平均为178条,引物的多态性信息含量范围在0.074 0~0.153 7,平均值为0.125 7;2)根据遗传相似系数于0.450 0处划分为2个类群,在遗传相似系数0.460 0处将类群Ⅰ划分2个亚群,又在遗传相似系数0.480 0处将类群Ⅱ划分2个亚群,并将主要来源于中国东北的保持系材料划分为类群Ⅰ,主要来源于美国的恢复系材料划分为类群Ⅱ;3)通过对10个已审定强优势杂交种的13个亲本进行分析发现,杂交种亲本间的遗传相似性多分布在0.329 2~0.637 6;4)通过遗传多样性分析发现,类群I与类群Ⅱ内遗传多样性相似,4个亚群中的亚群Ⅰ-1和Ⅱ-2遗传多样性均大于亚群Ⅰ-2和Ⅱ-1;通过主坐标分析,亲本同样被划分为2个类群,验证了聚类分析的结果。综上,基于SRAP分子标记成功将100份春大豆杂交种核心亲本划分为两大类群;其中,类群Ⅰ的中国东北材料与类群Ⅱ的国外材料之间杂交配制组合存在较强的杂种优势。     

陆地棉亲本间遗传距离与杂种优势的相关性研究

【目的】通过1 500个陆地棉杂交组合分析杂种优势与其亲本间数量性状遗传距离的相关性,探讨能否利用大规模杂交组合亲本间遗传距离提高陆地棉杂种优势预测效果,以期为棉花杂交育种和杂种优势利用提供理论指导。【方法】选择来自15个国家和中国23个省（市）的305份陆地棉核心种质为亲本,采用L×T（Line×Tester）杂交设计配制1 500个杂交组合。2012—2013年,在中国南北方13个生态环境下考察其株高、单铃重、衣分、纤维长度等10个产量和纤维品质相关性状,分析F₁杂种优势、亲本间遗传距离和群体结构,并采用4种方式（Cor1—Cor4）计算遗传距离与杂种优势的相关性。【结果】10个性状中亲优势（MPH）均值的变幅为1.70%—7.40%,平均为4.36%,按父本不同将F₁分成5组（A,E）,其MPH均值A>E>B>C>D;超亲优势（HB）均值的变幅为-4.17%—1.87%,平均为-0.17%,A、B和E组的HB均值皆为正。10个性状在5组中除D、E组的马克隆值之外,其他性状普遍具有明显的中亲优势,其中,单铃重和纤维长度的中亲优势在5组中均以正优势为主（达80%以上）,最大值分别为34.01%和9.83%,对应的超亲优势分别为24.25%和5.80%。F₁和亲本差异显著性分析表明单铃重、株高、纤维长度、伸长率和整齐度指数整体表现出一定的超亲优势。父本（测试种）与300个母本之间的遗传距离介于2.280—61.430,平均为21.550,5个测试种与母本间的平均遗传距离D>C>E>A>B,其中,最近值为11.721,最远值为33.271。按最小方差聚类,将305个陆地棉亲本划分为2个主群,包括5个亚群。4种遗传距离与杂种优势的相关性分析结果显示,因样本量、遗传距离变幅和父本不同其结果有所差异,相关性随样本量的增大而有所增强。其中,Cor1是Cor2结果的整体体现;Cor3与Cor1和Cor2相比,部分性状的中亲优势与遗传距离的相关性有所不同;Cor4的相关性最弱。综合来看,遗传距离与衣分、断裂比强度、整齐度指数和纺纱均匀性指数的中亲优势呈显著正相关,遗传距离与其他性状的中亲优势的相关性因采用的分析方案不同,结果有所不同;在4种方案中,除整齐度指数外,遗传距离与超亲优势的相关性整体表现负相关。其中,遗传距离与马克隆值、纤维长度和衣分的超亲优势相关性较强。【结论】陆地棉亲本间数量性状遗传距离与杂种优势有一定的线性关系,不同性状的杂种优势与遗传距离的相关性存在正负和强弱差异,且样本量越大相关性越强。说明基于大规模杂交组合研究陆地棉亲本间遗传距离与杂种优势的关系效果显著。     

Differential Gene Expression Between Hybrids and Their Parents During the Four Crucial Stages of Cotton Growth and Development

The study aims to clarify the differential gene expression between cotton hybrids and their parents in order to better understand the molecular basis of cotton heterosis. The research focused on cotton heterotic and lower heterotic hybrids and their parents during the four crucial stages, which were analyzed using a differential display technique. The results indicated that there were both quantitative and qualitative differences in gene expression amongst them. The quantitative differences include over- and under-expression of parental genes and the dominant expression of highly-expressed parental genes in hybrids. In contrast, the qualitative differences are the following： （i） Bands were observed in both parents but not in the F1 hybrid （BPnF1）; （ii） bands occurred in either of the parents but not in the F1 hybrid （UPnF1）; （iii） bands presented only in the F1 hybrid but not in either of the parents （UF1nP）; and （iv） bands were detected in either of the parents and the F1 hybrid （UPF1）. Overall, the major differences of gene expression occurred in the qualitative level and four related differential patterns were observed. Furthermore, the amount of differential patterns during the flowering stage was relatively higher than those of other stages. At this juncture, both the amount of hybrid-specific expression patterns at flowering stage and the silenced expression patterns at boll-forming stage in highly heterotic hybrids were found higher than those in the lower heterotic ones. It was concluded that significant differences of gene expression in leaves were present between cotton hybrid and its parents during the whole growing stages. Hence, these differences might be responsible for the observed cotton heterosis.     

利用单片段代换系的测交群体定位玉米籽粒性状杂种优势位点

【目的】粒型性状是玉米百粒重的重要组成部分,并具有较强的杂种优势,鉴定玉米粒型性状的杂种优势位点,可以为粒型性状关键杂种优势位点的克隆与分子标记辅助育种提供理论依据。【方法】利用一套中国优良自交系lx9801背景的昌7-2单片段代换系为基础材料,与自交系T7296测交构建包含184个测交种的群体。2013年,在河南浚县和长葛两点对测交群体、单片段代换系群体等材料进行了田间鉴定,完全随机区组设计,3个重复,成熟后连续收获10株对粒长、粒宽、粒厚和百粒重进行考种。利用方差分析和t测验比较每个SSSL×T7296测验种单个性状与对照种T7296×lx9801的显著性差异,对玉米粒型性状的杂种优势位点进行定位。【结果】单片段代换系的两个亲本在粒型性状上表现出明显的差异,昌7-2的粒长和百粒重高于lx9801,而粒厚低于lx9801。测交群体4个籽粒性状均表现出一定的杂种优势,粒长的平均中亲优势在长葛和浚县点分别为19.32%和15.30%,粒宽的中亲优势分别为10.86%和10.07%,粒厚的中亲优势分别为6.23%和4.78%,百粒重的中亲优势分别为20.97%和25.09%。相关分析结果表明,粒长与粒宽、百粒重呈显著正相关,粒宽和粒厚与百粒重也呈显著的正相关,粒宽与粒厚呈负相关关系。在2个环境中定位了13个粒长的杂种优势位点,其中1杂种优势位点同时被检测到。粒宽定位到14个杂种优势位点,在长葛点和浚县点分别检测到1个主效的杂种优势位点。粒厚检测到25个杂种优势位点,在第2、3、7和9染色体上分别定位到1个共同的杂种优势位点。百粒重在2种环境中共检测到24个杂种优势位点,有6个杂种优势位点同时被检测到,其中在第1染色体上检测到2个共同的杂种优势位点hKW1a和 hKW1b;在第7染色体上检测一个主效的杂种优势位点hKW7a,在长葛点和浚县的贡献分别为20.12%和11.03%;位于第8染色体的杂种优势位点hKW8b在2种环境中的贡献率分别为18.64%和8.76%。【结论】玉米粒型性状的杂种优势表现依次为粒长＞粒宽＞粒厚,在2种环境中共检测到75个杂种优势位点,其中11个杂种优势位点被同时检测到。由于粒长与脱籽率显著相关,而且在育种过程中难以对籽粒性状的杂种优势进行预测,因此在育种过程中可以通过分子标记对粒长的杂种优势进行选择,从而选育出脱籽率高的优良玉米杂交种。