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。     

不同地理来源水稻品种的SSR分子标记遗传相似性分析

为了评价云南水稻品种与国内外水稻品种间的遗传相似性,利用48个SSR分子标记对90个来自9个不同国家的水稻品种进行遗传相似性分析,结果共检测到269个等位基因（Na）,平均每个SSR标记检测到5.604个,变幅为3~10;共检测到159.775个有效等位基因（Ne）,平均为3.329,变幅为1.578~6.090;每个SSR标记的多态性信息含量（PIC）变幅为0.366~0.836,平均为0.661。90个水稻品种间的遗传相似系数（GS）变幅为0.021~0.875,平均为0.328。90个品种在相似系数0.212处分为籼、粳两亚种类群;聚类树形图能划分品种的地理来源;亚种内,粳型品种较籼型品种的遗传相似度高。云南粳稻育成品种的遗传相似性较高,云南水稻地方品种的遗传多样性较高,应加强对云南水稻地方品种的有效保护和籼粳分化等研究。     

我国水稻两用核不育系SSR遗传多样性分析

利用SSR标记分析中国水稻两用核不育系现有骨干亲本材料的遗传多样性,为创制、选择育种亲本,扩大水稻种质遗传多样性等方面提供参考。本研究利用58个SSR标记对26个中国水稻两用核不育系的遗传多样性进行分析。共检测到191个等位基因,多态性位点百分率(P)100.0%,品种间不同位点等位基因数目3~5个,平均3.29个。Nei's遗传多样性指数(He)变幅为0.074 0~0.671 6,平均为0.449 6。Shannon信息指数在0.163 0~1.224 5之间,平均0.687 1。通过UPGMA聚类分析可知,所供试的26份水稻两用核不育系的遗传相似系数(GS)变幅为0.470~0.970,平均值为0.72;在遗传相似系数0.470处将供试材料分为粳型和籼型两类。上述研究表明,中国水稻两用核不育系遗传基础狭窄,同源性较高;但粳型和籼型群系间在基因位点上具有较大的遗传差异,说明中国的两系杂交水稻骨干亲本的杂种优势利用仍具有较高的空间。     

水稻特异亲和基因S-e的分子定位

水稻籼粳亚种间杂种具有强大的优势，但亚种间杂种的不育性限制了这一优势的利用。开展杂种不育基因的定位工作，对于进一步了解杂种不育性的遗传基础，克服亚种间杂种的不育性具有重要的意义。本研究选用粳型品种台中65的近等基因系E47-1和籼型品种广陆矮4号为材料，利用74个SSR标记对杂种F2群体进行偏态分离标记的筛选，同时根据F2和F3群体花粉育性和具有偏态分离的SSR标记之间的连锁关系，对特异亲和基因(F1花粉不育基因)S-e座位进行了分子定位，取得了以下主要结果：1、利用116个均匀分布在水稻12条染色体上的SSR标记对籼粳两亲本进行多态性筛选。结果有101个SSR标记在亲本间具有多态性，15个SSR标记在亲本间无多态性，SSR标记在亲本间的多态率高达87．07％。2、选用74个亲本间具有多态性的SSR标记对E47-1／广陆矮4号组合F2群体的偏态分离进行了初步的筛选和分析。发现有6个染色体区段的9个SSR标记在F2群体中存在偏态分离，它们分别位于第3、第6、第7、第10、第11和第12染色体上，卡方值均达到显著或极显著水平。6个染色体区段中有2个严重偏态分离区段，分别位于第6和第12染色体。3、通过对F2群体的花粉育性和偏态分离区段的SSR标记基因型的相关关系分析，表明位于第12染色体上的SSR标记RMl9附近存在一个F1花粉不育基因。继而在该标记附近设计位置特异性微卫星标记PSM401、PSMl80、PSMl82，利用F3作图群体，将特异亲和基因S-e座位定位在分子标记PSM401、PSMl80和PSMl82、RMl9之间，该基因与各标记的遗传距离分别为2．3cM、1．3cM、3．7cM和4．3cM。4、选取在S-a、s-b、S-c、S-d、S-e五个座位均纯合、花粉表现为部分不育的F2单株，发展了另一R群体，表明该群体存在另一特异亲和基因座s-f。本研究利用SSR标记，对特异亲和基因S-e进行了分子定位。S-e座位的分子定位，进一步丰富和完善了特异亲和性的学术观点，并为分子标记辅助选育水稻的粳型亲籼系奠定了基础。     

水稻籼粳杂种不育性及其类型

克服栽培稻不同亚种间杂种F1的不育性是有效利用亚种间杂种优势的前提.本研究选择了籼粳两亚种不同生态型的19个水稻品种作为试验材料,研究了它们之间杂种不育性的表现特点及遗传特性.试验按p×q设计进行,以籼稻作为母本,共配置了90个籼粳交组合.调查了各组合F1的小穗育性和花粉育性.研究结果表明:(1)各组合的小穗育性和花粉     

水稻亚种间、品种间杂交揭示杂草稻的起源和进化

杂草稻是在稻田或可耕地周边生长的类似杂草并兼有野生稻和栽培稻特性的稻属植株或群体。迄今对杂草稻的发生和进化尚有很多的争论和假说,本研究通过水稻亚种间和品种间的杂交试验以及亲本与杂交后代籼粳分化分子标记的遗传分析,对杂草稻起源和进化途径进行了探讨并提出了相应的防控策略。研究结果显示:亚种间和品种间特定亲本杂交组合(7个籼/粳,4个籼/籼)的后代中均可分离出类似杂草稻的植株,其频率为籼/粳>籼/籼;籼粳交或籼籼交F2-F4代群体中产生类似杂草稻植株的频率随世代增加呈现递增趋势(F2最低为1.26%,F4最高为15.35%),这与双亲的遗传背景有密切关系,即籼、粳亚种的遗传背景差距越大,其杂交组合后代中产生杂草稻的机率越高;籼/粳交组合安山稻/9311F3代分离群体中类似杂草稻的植株以籼型为主(占52.8%);韩国粳稻品种安山稻在籼粳组合中不论作母本或父本,杂交后代都易产生类似杂草稻单株,这可能与其籼粳组分遗传异质性较高有关;粳/粳组合后代中未鉴定出类似杂草稻的植株,预示粳稻品种间杂交可能不易产生杂草稻。本研究为杂草稻的防控和利用研究提供参考依据。     

陆地棉族系种质系与陆地棉品种间的杂种优势利用研究

采用ＮＣⅡ（ＮｏｒｔｈＣａｒｏｌｉｎａⅡ）交配设计选用６个陆地棉族系种质系材料和３个常规品种组配１８个Ｆ１，对杂种及亲本进行比较研究，研究陆地棉族系种质系在杂种优势中的利用价值。研究结果表明，产量杂种优势表现明显，皮棉产量优势最大，其余依次为子棉产量、铃数、单铃种子数、单铃重。纤维品质优势表现软弱。试验表明产量杂种优势主要来源是铃数、单铃种子数、铃重增加。研究还发现亲本间遗传距离与杂种优势关系不明显；特殊配合力效应与优势率显著相关。     

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.     

粳稻亚种内杂种劣势遗传特性分析及其相关基因的克隆

杂种劣势是存在于自然种群之间的一种合子后生殖障碍,水稻杂种劣势的研究有利于探讨种间、亚种间和亚种内杂交不亲和原因,对建立新的杂种优势利用模式具有重要的理论及实践意义。本研究旨在通过对三个韩国粳稻劣势亲本"Aranghyangchalbyeo"(CH7)、"Sanghaehyangheolua"(CH8)和"Shinseonchalbyeo"(CH9)及其杂交后代(F1, F2)的生物学特征、特性进行比较,解析水稻粳稻亚种内杂种劣势的遗传模式;同时利用单倍型分析和图位克隆比对,探明CH8和CH9两个劣势亲本中所携带的劣势相关基因序列差异。结果表明,携带劣势基因的亲本自身生长正常,但正反交后F1表现稳定且明显的杂种劣势,F2群体中劣势植株与正常植株呈现9:7的分离,推断该杂种劣势的表型由两个互补的显性基因控制;劣势亲本CH8第1号染色体携带了稀有的劣势基因Hwc1;劣势亲本CH9不携带Hwc1和Hwc2基因,可能携带了其他劣势基因。该结果为揭示杂种劣势的基因多样性及分子遗传机制提供了科学依据。     

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。     

旱地杂种小麦优势测定及亲本组配模式研究

在旱作条件下,选用水旱两种生态型的小麦品种各4个,组成4×4不完全双列杂交,分折了8个主要农艺性状的超标优势和杂种优势,并对其遗传机制进行研究.结果表明水旱品种间杂交,其F1杂交优势普遍存在.F1杂种生态型是以千粒重为主,兼顾穗粒数,表现为重穗型.杂种F1产量性状变异受水地亲本影响大,旱地亲本对株高、穗下节长,单株穗数等与抗旱性密切的性状影响明显.水旱两种生态型品种杂交,易于实现抗旱与丰产的有机结合,是一种值得重视的抗旱育种杂交模式.     

北方两系杂交粳稻及亲本的籼粳成分与株型和产量性状的关系

以北方两系杂交粳稻组合及其亲本为试验材料,采用程式指数法划分亲本和杂种的籼粳成分,研究其籼粳成分与杂种部分株型性状的关系。杂种在分蘖高峰期和成熟期的叶绿素含量与父本的程式指数呈显著正相关。杂种的剑叶叶长与母本的程式指数呈显著负相关,株高与母本籼稻成分呈显著负相关。在穗部性状与亲本籼粳成分分析中得出,穗长与父本和杂种的籼粳成分相关分析达显著负相关,穗数和穗粒数都与母本的籼粳成分呈显著负相关,穗粒数还与父母本籼粳成分之差绝对值呈显著负相关。叶绿素SPAD值与亲本的籼粳成分及其差值呈线性相关,存在临界极值。因此,北方粳型两系杂交水稻要获得良好的株型性状及产量杂种优势,父母本的籼粳成分要适度搭配。     

小麦产量与品质性状杂种优势的研究

本试验在河南省从北到南4个不同纬度的地点上连续进行2年(共8个环境类型).材料包括7个小麦亲本和由此按不完全双列杂交模式组配、人工去雄授粉产生的12个杂种组合.研究结果,小麦杂种单株籽粒产量平均杂种优势及其变异幅度分别为22.01%、11.90—40.64%.每穗粒数的杂种优势大于千粒重和单株穗数的杂种优势.面团形成时间,面团稳定时间,拉伸仪面积、峰值、延伸度及其拉伸仪峰值与延伸度的比值均呈现正向杂种优势;籽粒蛋白质含量、吸水率、面筋含量和弱化度表现负向杂种优势.但单株籽粒蛋白质产量表现正向杂种优势,平均17.20%.容重表现正向杂种优势,且变异范围较窄.杂种优势的环境变异主要是受地点以及地点、年份和杂种间二级互作的显著影响.     

水稻籼粳亚种间杂种不育性的研究进展

克服杂种不育性是利用籼粳亚种间杂种优势的关键。由此对水稻亚种间杂种不育性的原因、细胞学基础及两种主要基因遗传模式进行了总结,并详细综述了利用“亲和基因”克服籼粳杂种不育性的两种有代表性的学说-广亲和基因和特异亲和基因分子定位的最新研究进展,并提出了两“亲和基因”共同利用的初步设想:将聚合了Si等位基因的粳型亲籼系与聚合了不同广亲和基因(中性亲和基因的广亲和力强、亲和谱广泛的粳型品种进行杂交和回交,选育出聚合不同广亲和基因和Si等位基因的粳型亲籼系,再与籼稻品种杂交,真正实现直接利用籼粳亚种间杂种优势。     

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.     

供试品种的遗传多样性与籼型水稻优良恢复系回交导入改良

选取53个SSR标记,分析了55份参试水稻种质的遗传多样性和亲缘关系,以期为选配组合与改良亲本提供参考.本试验共检测到267个等位变异,平均每个位点等位变异数为5.04个,变化范围为4～7个;53个SSR标记的多样性指数(PIC)平均为0.624,变化范围是0.287～0.786.55份不同材料大体上可分为籼稻和粳稻两大类,各品种间遗传距离在0.588～0.996之间.明恢86与53份供体亲本间的相似性系数为0.655～0.850,蜀恢527与53份供体亲本间的相似性系数为0.640～0.873.试验结果表明检测SSR多态性是研究水稻品种之间遗传差异的高效、准确的手段之一,为高代回交导入群体的有利基因发掘和利用提供了有益的参考.     

豌豆中控制产量、籽粒蛋白质含量和成熟期的QTL的鉴定

本研究应用小随体标记对水稻杂种进行了印迹分析，评价了亲本品系内的变异，测定了杂种种子的遗传纯度。共用10个STMS标记对11个水稻杂种及其亲本进行了印迹分析。有9个STMS具有多态性，对于11个杂种都有独特的印迹。一组4个标记(RM206、RM216、RM258和RN2263)能区分所研究的全部杂种，它们可用作确切鉴定和保护这些杂种的指定标记。应用UPGMA以Jaccard相似系数为基础的聚类分析将杂种划分为3个类群。     

36个水稻骨干系的分子聚类及其遗传育种学意义 Ⅰ分子标记多态性与杂交亲和性关系的研究

对３６个水稻骨干系进行了ＲＦＬＰ（限制性内切酶长度多态性）分析，并对这些水稻材料的１６２个杂交组合育性进行了分组分类研究。杂种育性的遗传基础研究表明，亚种内杂交组合育性显著高于亚种间杂交组合育性。亚种间杂交不育性是由籼粳两个亚种间深刻的遗传分化引起的。广亲和性品种为亲本之一的杂交组合多数（７１．７％）具有正常的育性，ＲＦＬＰ分析表明，这些杂交组合的遗传基础特殊，其遗传距离大于典型的亚种内组合距离，而小于典型的亚种间遗传距离。广亲和性水稻种质的创建、改造和利用潜力是大的，广亲和基因作用及其与杂种优势表现有关的若干遗传育种学问题要协同一并去解决。     

棉花杂种优势利用中几个问题的商榷

杂种优势是指具有不同遗传组成的两个品种(或自交系)的杂种第一代,在生产力、生活力、生长势、抗逆性以及产品品质等方面都超过它的亲本的现象。达种现象,在生物界是普遍存在的,在农业生产上的利用也已有了较久的历史。棉花同样存在着杂种优势。过去所做的试验结果证明,陆地棉品种杂种优势,有的组合在皮棉产量方面可超过亲本20%左右;陆地棉和海岛棉不同种的品种间的杂种优势更为明显,有的组合不仅皮棉产量可接近陆