大豆杂交种及其亲本苗期叶片基因差异表达与杂种优势的关系

【目的】通过基因差异表达分析揭示大豆杂种优势产生的原因,为探明大豆杂种优势的分子机理提供理论基础。【方法】采用4×5 NCⅡ设计,配制20个大豆杂交种,以大豆苗期叶片为试验材料,应用mRNA差异显示技术,分析杂交种及亲本之间的基因差异表达模式,并分析其与杂种优势的相关性。【结果】大豆杂交种和亲本之间存在着明显的基因差异表达,差异表达模式可分为单亲表达一致一型(110型)、单亲表达一致二型(011型)、双亲共沉默型(101型)、单亲表达沉默一型(100型)、单亲表达沉默二型(001型)和杂种特异表达类型(010型)6种,其中单亲表达一致一型所占比例最高(13.25%)。差异表达模式与杂种表现的相关分析结果显示,百粒质量与011型呈显著负相关,与101型呈显著正相关;节数、脂肪含量与100型呈显著正相关;差异表达模式与中亲优势(MPH)的相关分析结果显示,分枝数、单株荚数、单株粒数的MPH与110型呈显著负相关,单株粒质量的MPH与110型呈极显著负相关;差异表达模式与超亲优势(BPH)的相关分析结果显示,单株荚数的BPH与110型呈显著负相关,单株粒数和单株粒质量的BPH与110型、虫食粒率的BPH与101型均呈极显著负相关。【结论】大豆基因差异表达与杂种优势的形成存在一定程度的相关性。     

普通小麦不同优势杂交种及其亲本之间基因表达差异比较研究

为探讨小麦杂种优势形成的分子机理,本研究选用普通小麦品种（系）3338,6554和2410TD及其强优势杂种Ⅰ（3338×6655）和弱优势杂种Ⅱ（2410TD×6555）,采用mRNA差异显示技术,对生长至三叶一心（即分蘖初期）和产生二级分蘖时（即分蘖盛期）的幼苗叶片基因表达差异进行了比较研究。结果表明,小麦杂种一代苗期基因表达较亲本明显不同,表现为数量水平和质量水平上的差异,但与分蘖初期相比,小麦杂交种与亲本之间在分蘖盛期的基因表达差异更明显,并且在分蘖初期主要为量的表达差异,而生长至分蘖盛期时,质的表达差异比例显著增高,这表明小麦杂交种与亲本间的基因表达差异与发育时期有关。分析发现,强优势杂种Ⅰ与其亲本间的差异表达基因比例明显高于弱优势杂种Ⅱ。另外,无论分蘖初期或盛期,在强优势杂种组合Ⅰ中,增强型和沉默型所占比例均明显高于弱优势杂种组合Ⅱ,而单亲表达减弱型比例则较杂种组合Ⅱ低。本文还对mRNA差异显示中扩增产物的检测方法及杂种和亲本基因表达差异与杂种优势的关系进行了分析和讨论。     

水稻杂种一代及其亲本分蘖期根系基因的差异表达

以汕优６３组合为材料,运用ｍＲＮＡ差异显示技术研究了亲本与杂种一代分蘖期根系基因的差异表达。结果表明,与苗期相比,分蘖期根系基因的表达在质和量上都有显著的改变。质的改变有：Ｆ１特异表达的基因,Ｆ１特异表达的基因,Ｆ１减弱表达的基因,Ｆ１表现沉默（含父强母弱和父弱母强）和Ｆ１增强表达;量的改变有：Ｆ１弱势表达,Ｆ１强势表达２种类型。目前已回收了部分差异的ｃＤＮＡ条带,其中差异条带ＲＴ１的Ｎｏｒｔｈｅ     

芸薹种蔬菜杂交种及其亲本莲座期基因差异表达与杂种优势的关系

 以'矮脚黄'白菜自交系（97-3-2）、'黄心乌'自交系（003-27）、'上海青'自交系（98-4-2）、'黄芽菜'自交系（97-8-6）和'白蔓菁'芜菁自交系（001-24）为亲本及其杂交所得6个F1代为材料,利用cDNA-AFLP技术,分析杂种与亲本莲座期叶片的基因差异表达类型与构成主要生物学产量性状的杂种优势关系。结果表明,基因的差异表达与杂种优势的形成有密切关系,相关分析发现双亲共沉默（ABF1）与叶片数杂种优势呈显著正相关;单亲表达沉默（UNP）与株高杂种优势呈显著正相关。     

烟草根系杂种优势表现及相关基因差异表达分析

【目的】探究烟草根系性状的杂种优势表现及相关基因差异表达,为深入解析烟草根系吸收和合成相关物质杂种优势的形成机制提供理论依据。【方法】以烟碱和钾含量性状具有杂种优势的12个杂交种及其7个亲本为材料,通过测定根系长度、数量和体积等性状,分析了烟草根系性状的遗传特点及杂种优势表现,并采用实时荧光定量PCR检测烟草根系发育相关基因的差异表达。【结果】7个亲本材料的根系长度为94.80~476.77 cm,根系数量为343~820条,根系体积为0.18~0.61 cm3;12个杂交组合根系长度为285.56~734.75 cm,根系数量为576~1184条,根系体积为0.41~1.01 cm3,3个性状的变异系数为19.97%~29.68%。烟草根系长度、数量和体积的广义遗传力分别为95.49%、92.12%和85.76%,中亲优势组合率分别为91.67%、91.67%和100.00%。根系长度主要受基因的加性效应控制,根系数量和根系体积主要受基因的非加性效应控制,均表现出明显的杂种优势。不同根系发育相关基因的中亲表达优势与根系性状杂种优势存在一定的相关性,其中,NtAUX1和NtARF16基因的中亲表达优势与根系长度杂种优势呈显著(P<0.05,下同)或极显著(P<0.01,下同)相关;NtFLA18基因基因的中亲表达优势与根系数量和体积的杂种优势呈显著或极显著负相关。NtFLA18基因在K326×韭菜坪2号中的相对表达量较双亲下调表达,NtAUX1基因呈显性表达模式,NtARF16基因的相对表达量较双亲上调表达,这些基因的表达模式与烟草根系杂种优势的形成有关。【结论】烟草根系长度、数量和体积均具有较强的遗传率和普遍的杂种优势,可利用杂种优势选育出根系发达的烟草新种质。GDH88、Va116、南江三号和G70可作为改良根系的优良亲本;K326×GDH88、Va116×毕纳1号、G70×韭菜坪2号、G70×南江三号和K326×韭菜坪2号可作为培育优良根系构型的重要储备材料。     

玉米杂交种与亲本苗期叶片差异表达蛋白谱分析

【目的】建立玉米杂交种与亲本苗期叶片差异表达蛋白谱,探讨叶片大小杂种优势形成的分子机理。【方法】以玉米强优势杂交种Mo17/B73及其亲本发芽后第5天的第3片叶为材料,采用双向电泳技术（2-DE）,结合MALDI TOF MS质谱技术,建立叶片细胞分裂和生长关键区域的差异表达蛋白质谱,并对差异表达蛋白进行质谱鉴定。【结果】在检测到的630个蛋白质点中,有52个蛋白质点在杂交种与亲本之间的表达差异达到显著水平,表现为单亲沉默（15个）、偏高亲（13个）、偏低亲（8个）、杂种上调（6个）、杂种下调（7个）和杂种特异表达模式（3个）。另外,还成功鉴定出了其中的28个差异表达蛋白质点,涉及到代谢、胁迫响应、糖酵解、转录调控、蛋白折叠和降解、三羧酸循环、细胞骨架、发育及未知蛋白质等9个功能类别。【结论】玉米杂交种与亲本在蛋白丰度上存在明显的差异,并且差异表达蛋白涉及到多个功能类别,可能与玉米叶片大小杂种优势的形成有关。     

杂交粳稻亲本遗传差异及其与杂种优势的关系

以宁夏自育的3个粳型不育系、18个恢复系及其配制的54个杂交组合为材料,根据8个主要农艺性和经济性状进行成分和聚类分析,以马氏距离为指标,研究了杂交稻亲本间遗传差异状况及其与杂种优势的关系,结果表明,在210个遗传距离中,有37％以上大于10％,18个恢复系间的平均遗传距离为9．0273,3个保持系间的遗传距离为32．3185,保持系与恢复系间的遗传距离为20．6937,说明宁夏现有的杂交稻亲本间有较大的遗传差异,对亲本间遗传距离与杂种优势的相关分析表明,亲本间遗传差异与杂种优势关系不密切。     

小麦种子水分胁迫萌发的基因差异表达

旱选10号为材料,以PEG-6000为胁迫荆,利用DDRT-PCR技术研究了种子芽期水分胁迫处理和对照材料在mRNA表达上的差异。获得的5个差异表达片段,在处理前后表达丰度均呈增加趋势,并为反向Northern点杂交所验证。经查询,2个片段与GenBank中已知基因有较高同源性,3个片段与已知的EST序列同源。     

小麦亲本遗传距离与产量及杂种优势的关系

以１０个小麦品种和按双列杂交配制的４５个组合为材料,用近代回归分析的方法对小麦遗传距离与杂种优势的关系进行了逼近,研究了利用遗传距离预测杂种优势的可行性。结果表明：亲本遗传距离与产量杂种优势有极显著的非线性回归关系,为通过原点的不对称抛物线。遗传距离预测产量杂种优势的准确率为９３．０２％。     

中棉所47及其亲本苗期根和叶基因差异表达研究

 以国审高优势杂交棉中棉所47及其亲本苗期的根尖和顶尖叶为研究材料,采用差异显示技术（DDRT-PCR）分析了苗期杂种与亲本的根、叶基因表达差异,并结合中棉所47及其亲本的产量性状,分析了苗期基因表达差异与产量性状优势之间的关系。结果表明：（1）苗期根和叶基因表达有差异的带分别占总统计带数的38.8%和65.2%,叶基因表达有差异的带比根丰富得多,说明一些对杂种优势起作用的基因可能在叶中开始表达;（2）杂种和亲本间存在显著的基因表达差异,这些差异表达分为4种类型：I．双亲共沉默型;II．单亲表达沉默型;III．杂种特异表达型;IV．单亲表达一致型。在根中,这4种比例分别为6.5%、10.6%、6.5%和15.2%;在叶中,这4种类型比例分别为 4.4%、17.9%、15.1%和27.8%,两器官基因差异表达的类型比例趋势基本一致,单亲表达一致型所占比例最高,说明苗期这种表达类型可能对杂种优势的形成起主要作用;（3）进一步分析中棉所47的产量构成因素,单株铃数增加是杂种高产主要原因,进一步表明,苗期单亲基因表达一致型可能对杂交种后期单株成铃数的增加有较大的贡献。上述结果表明,苗期基因表达差异与杂种优势的形成存在着密切关系。     

小麦叶片性状的杂种优势及配合力分析

为了研究小麦叶片性状的遗传,选用9个亲本,组配成20个不完全双列杂交组合进行试验,对9个小麦品种冠层叶片性状的配合力和遗传特点进行了分析研究.结果表明:各性状的一般配合力都较高,其中旗叶基角、倒二叶基角、倒二叶张开角性状遗传以加性效应为主,遗传率高且表现为负向中亲优势.藁麦6、郑麦004、百泉3039、济麦20使后代有叶片变宽、叶片角度变小的作用,可以作为培育具有光合效率高和通风透光性好的优良株型小麦品系的优良亲本材料.     

Differential Gene Expression Between Cross-Fertilized and Self-Fertilized Kernels During the Early Stages of Seed Development in Wheat

In order to understand molecular basis of cross-fertilized kernel advantage and heterosis, improved differential display of mRNA was used in this study to analyze alterations in gene expression between cross-fertilized and self-fertilized kernels at 2, 4, 6, 8, 10 and 12 days after pollination (DAP) by using 3 wheat hybrids with different level of heterosis. Four patterns of differential expression were observed: (i) bands observed in cross-fertilized kernels but not in self-fertilized kernels (BCnS); (ii) bands occurring in only self-fertilized kernels but not in cross-fertilized kernels (BSnC); (iii) cDNA over-expressed in cross-fertilized kernels compared to self-fertilized kernels (OEC);(iv) cDNA under-expressed in cross-fertilized kernels compared to self-fertilized kernels (UEC). Further analysis showed that BCnS is positively correlated with heterosis, but BSnC is negatively correlated with heterosis. Four differentially expressed cDNA fragments were verified by reverse-northern blot and sequence homology search in GenBank showed that one of them was new sequences; the other exhibited higher similarity to NBS-LRR type resistance protein, 1;6-bisphosphatase and photosystem Ⅱ chlorophyll a-binding protein psbB, respectively, which indicated diverse pathways may be involved in heterosis formation.     

小麦品种(系)籽粒产量与其他若干性状关系初探

[目的]寻求小麦高产和超高产育种的关键指标。[方法]以安徽省种植的10个小麦品种（系）为试验材料,研究不同品种（系）的产量与产量构成因素（有效穗数、千粒重、穗粒数、穗粒重、单位面积粒数、穗长、结实小穗数、不实小穗数）、生物学产量、株高、收获指数等性状之间的相关性。[结果]产量与其他若干性状在相关方向和程度上均有差异,且其他性状之间相关性及差异显著性均有不同;大多数品种（系）的产量与产量构成因素中的生物学产量及穗粒重显著相关,同时某些品种（系）的产量与其他性状之间显著相关。[结论]以产量作为小麦高产及超高产育种的选择指标之一是有效的。     

扬稻6号差异表达基因与杂种优势关系分析

为探讨扬稻6号的杂种优势分子机理,以扬稻6号、特膏和明恢63配制的强、中、弱优势组合及其亲本为材料,利用DD-PCR技术。分析剑叶和幼穗的基因差异表达类型与主要农艺性状的杂种表现及杂种优势的关系。结果表明：千粒重与剑叶的DMP2（F1和父本表达的条带）和幼穗的UNP1（母本特异表达的条带）、UMONO（F1和双亲都沉默的条带）呈显著正相关,而与幼穗的UNF1（F1特异表达的条带）和MONO（F1和双亲都表达的条带）呈显著负相关。在超亲优势方面千粒重与幼穗的UNF1呈显著负相关。推测杂种优势可能受父本基因型影响较大。此外,分别克隆强、弱优势F1闻差异表达的条带,反Southem鉴定出40个差异表达基因。涉及光合作用、生物运输、逆境应答、转录调控、信号转导、糖代谢、氨基酸代谢等。     

玉米基因差异表达与杂种优势的关系研究进展

综述了玉米基因的差异表达、DNA甲基化、遗传群体等与杂种优势之间的关系等方面的研究进展。     

黄瓜表型性状与杂种优势的早期预测研究

选用2个强优势组合95149、518及其亲本,研究黄瓜苗期子叶面积、真叶面积、鲜重、干重、第1雌花节位、出苗至第1雌花开放天数、苗期茎粗、下胚轴长度、株高、前期产量、总产量进行测定、分析,结果表明:可以利用黄瓜子叶面积、苗期叶面积、苗期鲜重、第1雌花节位、叶面积指数等指标在早期预测黄瓜的杂种优势。     

mRNA差异显示技术研究中外猪种肉质性状差异表达基因

利用mRNA差异显示技术对广东省地方品种蓝塘猪和引进品种大白猪达到经济成熟时的眼肌组织mRNA进行比较分析,并对差异显示条带同收产物进行PCR扩增,检测到与肉质性状相关的5条ESTs在2个猪种中存在表达差异,其中ESTsp7在大白猪种中表达量高,而ESTsp8、ESTsp9、ESTsp10和ESTdp11在蓝塘猪中表达...     

小麦“T”型胞质雄性不育杂种优势的表现及其遗传机理的研究

本试验用“Ｔ”型胞质不育系，对应保持系及恢复系为材料进行了两个问题的研究，即杂种优势的表现及杂各种优势的遗传机理。结果表明，在所研究的１１个性状上，平均优势普遍存在，超亲优势也较为明显，但超标优势较低。这种“超亲容易超标准”的现象是影响杂种小麦在生产上推广利用的重要因素之一。对杂种优势的遗传机理分析结果表明，在总遗传方差中，加性效应方差与非加性效应方差所占的比重因性状不同而有异，加性效应与非加性效     

向日葵主要农艺与品质性状配合力及杂种优势分析

选用6份不育系和6份恢复系材料为亲本,按照NCⅡ不完全双列杂交设计配制36份向日葵杂交组合,对其组合的7个主要农艺性状和2个品质性状的亲本配合力及杂种优势进行分析。结果表明:36份杂交组合的主要农艺和品质性状间存在显著的遗传差异。其中株高、茎粗、叶片数、盘径、百粒质量、粗蛋白各性状同时受基因加性效应和非加性效应的共同作用,但基因非加性效应大于加性效应;单盘实粒数、单株产量、粗脂肪等性状受基因加性效应主导;广义遗传力大小顺序为:百粒质量单株产量单盘实粒数。亲本一般配合力(GCA)和特殊配合力(SCA)与向日葵杂交组合竞争优势呈极显著正相关。强优势组合特点是双亲或亲本之一具有较高的GCA效应或SCA效应。12份亲本材料中,恢复系X3639R、318R、LD5009R在单株产量、农艺性状、单盘实粒数均表现为较大的正向GCA效应值;不育系S10-390-3A、S10-336-2A、S10-390-1A在百粒质量、单株产量、粗脂肪、粗蛋白方面均表现为较大的正向GCA效应值,故均为较好的亲本材料。此外,除茎粗外,恢复系的GCA效应对杂种优势的贡献明显高于不育系。向日葵杂交组合主要农艺和品质性状存在广泛的杂种优势。叶片、单盘实粒数、单株产量平均超亲优势分别为66.13%、73.58%、61.17%。粗蛋白平均超亲优势值为68.96%,各性状正向超亲优势组合数超过83%。