小麦杂交种及其亲本拔节期根系基因差异表达与杂种优势关系的初步研究

 以一套小麦 4× 5双列杂交组合的根系为材料 ,利用mRNA差异显示技术结合重复PCR扩增 ,分析了拔节期杂种与其亲本根系间基因表达的差异 ,并与杂种的 10个农艺性状表现和杂种优势进行相关分析。cDNA 2次PCR重复扩增中可稳定出现的带 (992 .4条 )占总带数 (12 4 1条 )的 79.97%。统计结果显示 ,杂种和其亲本间存在显著的基因表达差异 ,可概括为双亲共沉默型 (W 1)、单亲表达沉默型 (W2 )、杂种特异表达型 (W3)和单亲表达一致型 (W 4 )这 4种差异表达类型 ,其所占比例分别为 6 .74 %、5 .93%、4 .38%和 10 .4 8%。相关分析发现 ,各种差异表达模式与杂种性状表现的相关中有 3个呈显著相关 ,与性状杂种优势的相关中则有 7个呈显著相关 ,其中双亲共沉默型 (W 1)和单亲表达沉默型 (W 2 )与主穗长和单株生物产量杂种优势均呈显著正相关 ,单亲表达一致型 (W4 )与千粒重杂种优势呈显著正相关。双亲共沉默型 (W 1)和杂种特异表达型 (W 3)与根冠比杂种优势呈显著正相关。以上研究结果表明 ,基因的差异表达与作物杂种优势的形成可能有密切关系。     

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。     

烟草叶片数杂种优势表现及其相关基因差异表达分析

【目的】探究烟草叶片数杂交优势表现,并分析烟草叶片数相关基因的差异表达情况及杂种优势形成的原因,为深入研究烟草叶片数的分子遗传基础和选育叶片数较多的杂交种提供理论依据。【方法】以叶片数差异较大的9个烟草品种（系）为亲本,按照NCⅡ遗传交配设计组配20个杂交组合,并测定亲本和杂交组合的叶片数,计算其杂种优势,从中筛选出强、弱优势组合,利用实时荧光定量PCR检测其叶片相关基因BRI1、BSK3、FLC、FPF1和PHYC的相对表达量。最后,对叶片数相关基因中亲表达优势间及其与叶片数中亲优势进行相关分析。【结果】9个亲本材料的叶片数为20.33～33.22片,以GDH94的叶片数最多,其次是南江三号和毕纳1号,三者间无显著差异（P> 0.05,下同）,但GDH94显著高于其余6个亲本（P< 0.05,下同）,表明供试亲本间的叶片数存在真实的遗传差异。20个杂交组合的叶片数存在明显差异,为20.89～31.33片,以GDH94×南江三号的叶片数最多,以NC82×青梗的叶片数最少,说明采用杂种优势育种方法可选育出烟草叶片数较多的杂交种。20个杂交组合叶片数的杂种优势差异较大,其中中亲优势为-14.71%～11.77%,表现为正向中亲优势和负向中亲优势的组合分别占25%和75%,其中,以K326×GDH88叶片数的正向中亲优势最强,为11.77%,以GDH94×湄潭大蛮烟叶片数的负向中亲优势最强,为-14.71%;NC82×南江三号叶片数的中亲优势最弱,为-0.22%,故选择K326×GDH88和GDH94×湄潭大蛮烟为强优势组合、NC82×南江三号为弱优势组合。不同叶片数相关基因的中亲表达优势之间存在一定的相关性,其中BRI1和BSK3基因的中亲表达优势之间存在显著正相关;FPF1和PHYC基因的中亲表达优势与叶片数杂种优势存在显著负相关。FPF1基因在正向强优势杂交组合K326×GDH88和弱优势组合NC82×南江三号中较其相应亲本下调表达,但负向强优势组合GDH94×湄潭大蛮烟较其亲本上调表达。PHYC基因在正向强优势组合K326×GDH88和弱优势组合NC82×南江三号中较其相应亲本下调表达,但在负向强优势组合GDH94×湄潭大蛮烟较其亲本上调表达。【结论】K326×GDH88组合的叶片数杂种优势最大,具有较大的高产潜力。FPF1和PHYC基因参与调控烟草叶片数杂种优势的形成,其下调表达是烟草叶片数性状杂种优势形成的分子基础,可指导亲本选配,提高烟草杂交选育效率。     

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。     

玉米杂交种产量性状杂种优势及其与亲本自交系的相关研究

为了更好地协调利用产量性状杂种优势,了解杂交种及其亲本产量性状对产量影响的相对重要性,为杂交种及亲本自交系产量性状的改良提供参考。选用4个优良玉米杂交种及其亲本自交系为试验材料,研究10个产量性状的杂种优势、杂交种与亲本自交系产量性状以及产量与其他性状的相互关系。结果表明,除母本自交系的秃尖长、杂交种的轴粗差异不显著外,杂交种和亲本自交系各产量性状均存在显著或极显著差异;不同杂交种及不同性状的中亲优势和超高亲优势均存在差异,小区产量、秃尖长和穗粒质量的杂种优势较大,穗行数、穗长、百粒质量的杂种优势较小。杂交种的穗行数、籽粒长、小区产量与母本自交系呈极显著正相关,杂交种的秃尖长、穗行数与父本自交系分别呈极显著和显著正相关。母本自交系的穗粒质量、穗行数与小区产量分别呈极显著和显著正相关,父本自交系的籽粒长和行粒数与小区产量呈显著正相关,杂交种的穗粗、秃尖长、行粒数、轴粗与小区产量呈显著正相关。     

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。     

玉米自交系维生素含量与F1杂种优势关系研究

本试验以玉米骨干自交系郑58为母本、7个亲缘关系不同的自交系为父本配制杂交种,测定和分析其亲本和F₁代种子的烟酸、肌醇、生物素含量,研究F₁代种子烟酸、肌醇、生物素含量及株高、穗位高等性状的杂种优势,并对亲本(父本)种子维生素含量与其F₁代种子维生素含量和株高相关性状的关系进行分析。结果表明：(1)亲本与F₁代种子维生素含量关系表现多样化,其中F₁代种子烟酸含量表现为近低亲或超低亲遗传,表现为杂种劣势;生物素含量往往倾向表现为近高亲遗传,存在一定的杂种优势;肌醇含量往往倾向于近低亲或低于亲本遗传,杂种优势较弱。(2)F₁代株高与穗位高呈极显著正相关,与穗高系数的相关性不显著;株高中亲优势与穗位高中亲优势呈显著正相关,与穗高系数杂种优势的相关性不显著;F₁代穗位高与穗高系数呈显著正相关,穗位高和穗高系数中亲优势和超亲优势呈显著或极显著正相关。(3)亲本自交系种子的烟酸含量与F₁代株高、穗位高、株高中亲优势呈显著正相...     

甜玉米维生素E含量变异及杂种优势分析

【目的】分析不同甜玉米杂交种的杂种优势,筛选高维生素E（VE）组合及优异亲本,为高效创制高VE甜玉米品种提供材料基础和理论依据。【方法】采用正相高效液相色谱法（NP-HPLC）,对11份不同来源且表型差异明显的甜玉米自交系及其11个杂交种进行VE组分含量测定,并分析其杂种优势,筛选高VE甜玉米材料。【结果】甜玉米自交系及杂交种中的VE组分间含量差异均达极显著水平（P<0.01,下同）。自交系26F白、金皇和杂交种粤甜41号、粤甜29号、粤甜35号的总生育酚（TTF）、总生育三烯酚（TT3）和总VE（TVE）含量较高。杂交种VE组分含量与双亲均值和高值亲本相关,其中α-生育酚（αT）和α-生育三烯酚（αT3）含量与高值亲本和双亲均值呈显著（P<0.05）或极显著正相关。11个杂交种VE组分含量的杂种优势主要表现为负向中亲优势,TVE含量的中亲优势变幅为-39.07%~56.97%,超亲优势变幅为-52.44~49.28%。11个杂交种中有4个表现出超亲优势,其中TY6和农宝2021白组配的杂交种粤甜41号、粤甜38号和粤甜35号具有较强的超亲优势,且TVE含量较高。【结论】不同基因型甜玉米间VE组分含量存在明显差异,VE含量的杂种优势主要表现为负向中亲优势;高VE亲本间杂交并不一定能够获得具有强杂种优势的杂交种。要提高甜玉米杂交种VE含量,选择高VE含量尤其是高αT和αT3含量的材料进行组配或许可加速品种培育进程。     

采用AU-PAGE技术聚类分析法对玉米自交系类群的划分

玉米自交系的类群划分，是合理选配亲本，构建玉米杂种优势群，及预测杂种优势的依据。本研究利用醋酸尿素聚丙烯酰胺凝胶电泳（AU-PAGE）技术分析玉米自交系亲缘关系、划分自交系类群，为育种家选配亲本提供参考。     

RAPD标记遗传距离与猪杂种优势相关性的研究

【目的】探讨利用RAPD分子标记技术预测杂种优势的可能性。【方法】利用RAPD技术测定6个亲本群体间的遗传距离，对亲本群体间遗传距离与10个经济性状的杂种优势率进行相关性分析。【结果】亲本间遗传距离与日增重、料重比、屠宰率和平均背膘厚的杂种优势率呈正相关，与瘦肉率、瘦肥肉比、皮率、眼肌面积的杂种优势率呈负相关。并且遗传距离与料重比和眼肌面积杂种优势率的相关系数达到显著程度（P＜0.05），而与肥肉率、内脂率等性状杂种优势率的相关系数则非常小。【结论】亲本间的遗传距离与杂种优势的相关程度随不同性状而异。     

芸薹作物杂种优势形成的生理生化特征

以芸薹种(Brassica campestrisL.,synB.rapaL.)的3个亚种,即白菜(B.campestrisL.ssp.chinensisM ak ino)、大白菜(B.campestrisssp.pekinensisO lsson)和芜菁(B.campestrisssp.rapifera(M atzg.)S insk)等芸薹作物为研究材料,对其杂种优势形成进行了生理生化分析,结果表明,莲座期为芸薹蔬菜杂种优势表现最佳期,大部分生理生化指标在这一时期显示出最高的杂种优势。     

从芸薹属作物同工酶和蛋白质表型差异探讨杂种优势机理

以芸薹种(Brassica campestrisL.,syn.B.rapaL.)的3个亚种,即白菜(B.campestrisL.ssp.chinensisM ak ino)、大白菜(B.campestrisssp.pekinensisO lsson)和芜菁(B.campestrisssp.rapifera(Matzg.)S insk)等芸薹作物为研究材料,对其杂种优势形成进行同工酶和蛋白质分析,结果表明:不同品种在同一生育期或同一品种在不同生育期酶谱和蛋白质表型有差异,但把各品种不同生育期的谱带叠加,所得到的总谱带是相同的;品种间杂交其F1的同工酶和蛋白质谱带不存在“杂种带”或“互补带”;酶谱和蛋白质表型上的差异,可能是芸薹属作物杂种优势产生的生理基础之一。     

芸薹属两个亚种间杂种光合作用优势及其机理

 【目的】探讨芸薹属作物杂种是否具有光合作用优势及其机理。【方法】利用气体交换和叶绿素荧光技术系统地研究了‘矮脚黄’白菜和‘白蔓菁’芜菁及其正反交杂种的叶片光合作用的特性，并对卡尔文循环中的关键酶核酮糖1，5-二磷酸羧化/加氧酶（RuBisCO）进行了相对定量研究。【结果】在整个试验期间，杂种F1的净光合速率（Pn）显著高于双亲，具有较强的杂种优势。杂种气孔导度（Gs）也高于亲本，但其胞间CO2浓度（Ci）和气孔限制值（l）与亲本间没有明显的差异。杂种总叶绿素含量介于双亲之间，仅表现出微弱的中亲优势。杂种PSII光合电子传递量子效率（ΦPSII）及光合电子传递速率（ETR）显著高于亲本，其变化趋势和PSII反应中心开放程度（qP）一致。RuBisCO最大羧化速率（Vcmax）、最大电子传递速率（Jmax）和RuBisCO蛋白含量在杂种中均有所增加。【结论】气孔导度、叶绿素含量和光呼吸均不是杂种光合优势产生的主要原因。光合优势的产生很可能是由于碳固定效率的增加反馈上调了光合电子传递速率引起的。     

用cDNA-AFLP技术构建白菜转录图谱

 【目的】构建白菜（Brasscia campestris ssp. chinensis）分子转录图谱。【方法】以矮脚黄白菜自交系（97-3-2）和白蔓菁芜菁自交系（001-24）,以及以两者为亲本杂交建立的F6重组自交系群体为材料,在莲座期取嫩叶提取RNA并反转录成cDNA,采用cDNA-AFLP技术,利用256对cDNA-AFLP引物对亲本97-3-2、001-24之间的多态性进行检测,筛选出56对多态性引物用于F6群体分析,通过对cDNA-AFLPs分子标记的遗传分析构建图谱。【结果】构建了一个包括164个 cDNA-AFLPs 分子标记的分子转录图谱。该图谱由13个连锁群组成,图谱总长度为1 401.2 cM,标记间平均图距9.7 cM。【结论】这是第一份利用cDNA-AFLP标记构建的白菜分子转录图谱。     

orf224基因与芸薹属种间杂种雄性不育性的相关性

orf224是在甘蓝型油菜(Brassica napus)波里马(Polima)胞质中发现的一个与细胞质雄性不育(Cytoplasmicmale sterility,CMS)相关的线粒体基因.大白菜(B.campestrisssp.pekinensis)CMS系CMS3411-7是由Polima不育系和大白菜自交系3411-7杂交后,以3411-7为轮回亲本经多代回交选育得到的.以CMS3411-7为母本分别与小白菜(B.campestrisssp.chinensis)自交系S71、大白菜自交系K1和菜心(B.campestrisssp.chinensisvar.utilis)自交系B1杂交得到3个杂交种CS71、CK1和CB1.以CMS3411-7、CS71、CK1和CB1为材料,以Polima为对照,利用多聚酶链式反应(Polymer-ase chain reaction,PCR)技术与田间实验育性观察相结合的方法,研究了orf224与几个芸薹属种间杂种雄性不育性之间的相关性.结果显示:在这4个材料中尽管均含有orf224基因,但CMS3411-7和CB1表现为雄性不育,CS71和CK1表现为雄性可育.这就表明,orf224虽是CMS的因子,但它必须和核基因进行互作才能发挥作用.     

白菜型油菜亚种间杂种的合成

采用蕾期人工去雄与辅助授粉的方式,以白菜型油菜十月红菜薹和黄芽白进行正反交,以较高的频率获得了杂种后代。杂种后代叶型、株型和花等形态均表现为双亲的中间型。叶片颜色比黄芽白更深,均偏向十月红菜薹的紫红色;植株表现出较强的杂种优势,株高大于双亲,产生大量的分枝,角果数远多于双亲。杂种后代花器官发育正常,可育花粉为99%以上,且自交结实率较高。花粉母细胞减数分裂比较正常,95%的花粉母细胞在终变期所有染色体进行同源配对,形成10个二价体,减数第二次分裂中期有部分出现染色体落后现象。杂种后代极强的杂种优势和较好的自交结实性为进一步选育具有优良特性的新型白菜型油菜提供了可能。     

利用cDNA-AFLP分析大白菜、萝卜及其杂交种差异表达基因

为更好地理解十字花科蔬菜杂种优势的分子机理,对大白菜(Brassica rapa L.ssp.pekinensis)、萝卜(Raphanus sativus L.)及其杂交种的差异表达基因进行了初步研究.利用cDNA-AFLP技术对杂种F1及其双亲进行基因差异表达分析,共得到44个在杂种F1特异表达的差异片段,分属40...     

白菜和芜菁杂种小孢子培养研究

对白菜和芜菁的6个杂种F1代进行游离小孢子培养，结果表明，不同组合间小孢子胚胎发生频率存在很大差异，胚产量最高的两个组合“矮脚黄×气死孩”和“苏州青×气死孩”平均每蕾分别产生21.1和17.2个胚。诱导杂种胚状体发生的最佳时期是单核中期至单核靠边期。33℃、24h热激处理可明显提高杂种小孢子胚的诱导率，培养基中加入活性炭也可改善胚的分化。     

中国白菜与同属其它类群种皮形态的比较和分类

扫描电镜观察结果表明中国白菜、日本水菜和芜菁的种皮均呈网状纹饰，可分为基本网纹和次生网纹，中国白菜的次生网纹呈链环状加厚，其中结球白菜欠明显，不结球白菜各类群中的绝大多数品种明显．日本水菜的次生网纹呈链环状不均匀角质加厚．芜菁的次生网纹不明显，基本网纹同中国白菜一样呈清晰网状．甘蓝的种皮纹饰为非链环状不均匀角质加厚的穴坑状．据此，提出中国白菜、日本水菜和芜菁作为芸薹种ＢｒｓｓｉｃａｃａｍｐｅｓｔｒｉｓＬ．的三个亚种，结球白菜为中国白菜ｓｓｐ．ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ的一个变种的建议．