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。     

甜高粱主要农艺性状的遗传性及其在杂交育种中的应用

[目的]对甜高粱主要农艺性状的遗传性和性状间相关性进行分析,明确亲本在杂交育种中的作用及杂交后代的性状表现,为甜高粱的种质创新和杂交种选育提供理论依据。[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,对杂交后代进行2年的主要农艺性状调查。分析性状的遗传特性及性状间的相关性,并对主要农艺性状及配合力进行方差分析。[结果]出苗至开花日数、株高、穗长、单穗粒重、千粒重、籽粒产量、生物产量和含糖量等性状的遗传均以加性遗传效应为主。杂交后代性状的差异性来源于亲本的多样性。其中,至开花日数、穗长、千粒重、籽粒产量和生物产量等性状主要由母本决定,而株高、单穗粒重和含糖量性状主要由父本决定。株高的广义遗传力和狭义遗传力均高于其它性状,受环境影响较小,而出苗至开花日数、穗长、单穗粒重、千粒重、籽粒产量、生物产量和含糖量等性状受环境影响较大。含糖量与株高和千粒重为极显著正相关(P0. 01)。生物产量与至开花日数为极显著正相关(P0. 01),与籽粒产量、单穗粒重及株高为显著正相关(P0. 05)。籽粒产量与单穗粒重及株高为极显著正相关(P0. 01),与生物产量和穗长为显著正相关(P0. 05)。[结论]对甜高粱主要农艺性状的遗传改良应以基因累加和选择育种为主要手段,杂种优势利用为辅助手段。在杂交育种时,要重点对母本的至开花日数、穗长、千粒重、籽粒产量和生物产量性状以及父本的株高、单穗粒重和含糖量性状进行选择。同时,利用性状间的相关性进行品种改良。由于含糖量、生物产量及籽粒产量等主要性状受环境影响较大,需要对杂交组合进行多年多点的试验以选择不同环境下的适宜品种。     

玉米自交系性状的遗传差异与杂种优势及特殊配合力的关系

以9个玉米自交系和完全双列杂交设计配制的72个单交种(包括反交)为材料,测定了株高、果穗长等13个植株和穗部性状,用主成份法测定了遗传距离D~2,模拟了遗传距离D~2与杂种优势和特殊配合力的关系,但相关不显著。而用了13个性状差异(两亲本同一性状之差的绝对值)与杂种优势和特殊配合力的相关比较表明:杂种优势与两亲本风干穗重、单穗粒重差异呈极显著负相关,相关值为—0.730,—0.770,与其余性状的差异相关不显著。特殊配合力与两亲本的风干穗重、单穗粒重呈显著负相关,相关值为—0.386,—0.404,与其余性状差异亦不显著。因此,本研究认为选配亲本时应考虑双亲单穗粒重高,且差异小,易奏效。     

穗分枝小麦与普通小麦的配合力分析

选用12个普通小麦和4个穗分枝小麦品种采用p×q不完全双列杂交模式对8个主要农艺性状的配合力进行了分析,以期为明确穗分枝小麦在小麦杂种优势中的利用价值提供参考资料。结果表明,母本在8个农艺性状上的一般配合力方差均达到了极显著水平,父本的单株穗数、千粒重和单株粒重的一般配合力方差不显著,其它也均为极显著水平。特殊配合力方差仅株高、穗粒数和单穗粒重达到了显著或极显著水平,其它均不显著。配合力分析表明,单株产量为加性遗传,一般配合力高的亲本,其杂种优势也高,后代可保持较高的产量水平。本实验中杂种优势最高的两个组合p1×f1和p10×f1,它们的亲本的一般配合力都比较高。     

甜高粱与粒用高粱正反交F_1代农艺性状差异分析

对甜高粱与粒用高粱正反交F1代杂交种的杂种优势及其主要农艺性状进行了比较分析。结果表明:只有穗粒重表现出明显的群体超亲优势,按均值大小排顺序为:单株生物产量穗粒重株高穗长锤度生育期。甜高粱与粒用高粱正反交F1代主要农艺性状单株生物产量、含糖量、穗粒重、株高、穗长和生育期6个性状之间的差异不明显。     

燕麦主要农艺性状与产量的相关性及灰色关联度分析

应用相关性和灰色关联度方法分析了18个燕麦品种的农艺性状与产量的关系,结果表明:在皮燕麦品种中,鲜草产量与苗数、分蘖、茎数、株高、穗长、穗粒数正相关,各农艺性状与鲜草产量的关联度依次为:生育期苗数穗长小穗数株高成穗率单株穗数分蘖茎数穗粒重千粒重穗数穗粒数,籽粒产量与分蘖、穗数、成穗率、单株穗数、小穗数、穗粒数、穗粒重正相关,各农艺性状与籽粒产量的关联度依次为:成穗率千粒重单株穗数分蘖穗长生育期株高小穗数穗粒重穗数苗数茎数穗粒数。在裸燕麦品种中,鲜草产量与苗数、分蘖、生育期、茎数、穗数、单株穗数、株高、穗长、小穗数正相关,各农艺性状与鲜草产量的关联度依次为:穗长小穗数单株穗数生育期穗数株高穗粒重千粒重茎数分蘖苗数成穗率穗粒数,籽粒产量与茎数、小穗数显著正相关,与苗数、分蘖、生育期、穗数、株高、穗长正相关,各农艺性状与籽粒产量的关联度依次为:小穗数穗长茎数单株穗数苗数成穗率穗粒数株高生育期千粒重穗粒重分蘖穗数。从主要农艺性状之间的关联度和相关性来看,皮燕麦和裸燕麦品种表现不尽相同,在品种选育时,应根据不同育种目标,确定相应的技术路线。     

SSR分子标记遗传距离预测大豆亲本杂种优势的研究

[目的]应用SSR分子标记技术分析大豆亲本的遗传距离,探索利用分子标记技术预测大豆亲本杂种优势的可能性。[方法]以选自国内外的大豆育成品种及其杂交种为材料,分别计算亲本间的遗传距离及亲本的杂种优势,并对特殊配合力及杂种优势的相关性进行了分析。[结果]根据相关性分析,虽然相关系数较小,但是亲本间遗传距离与其杂交种的中亲优势在株高、蛋白质性状上达到了0.01水平的极显著相关;亲本间的遗传距离与单株荚数、单株粒数、单株粒重、茎粗4个性状也达到了0.05水平的显著负相关。[结论]亲本间的遗传距离与部分性状达到了一定水平的相关,但利用SSR分子标记遗传距离预测大豆亲本间的杂种优势还需大量的工作。     

冬小麦杂种一代优势及亲本选配研究

选用9个冬小麦亲本按不完全双列杂交设计配制20个组合进行研究表明,杂种一代的千粒重、单株籽粒重和单株穗数有较高的超标优势,单株粒重优势是产量三因素优势互相补充、累积的结果;亲子间性状遗传相关程度与中亲值和双亲一般配合力效应间相关高低趋势基本一致,选择单株粒重、生物学产量、千粒重性状值高及配合力高的亲本杂交,可获较强的杂种优势;强优势组合各种遗传效应的相对贡献差异较大,不能忽视亲本一般配合力效应中包含的品种优势效应。     

普通小麦品质性状及其它农艺性状的研究 Ⅰ.杂种优势及配合力

利用5个品质亲本与7个农艺亲本杂交组成5×7 NC Ⅱ设计,分析了普通小麦品质及其它农艺性状的杂种优势和配合力,结果表明:1.杂种优势:产量及产量性状具有较大的正向杂种优势。籽粒蛋白含量、面筋含量及沉淀值等品质性状的杂种优势低于产量性状的杂种优势,其中籽粒蛋白含量和面筋含量主要表现负向优势,而沉淀值主要是正向优势。2.配合力:籽粒蛋白质含量、面筋含量、千粒重、株高及有效小穗数主要受基因加性遗传效应影响。沉淀值、单株粒重及单株粒数既受基因加性效应的影响,又受基因非加性效应的影响。亲本的一般配合力效应和组合内双亲的特殊配合力效应因性状不同表现有很大差异,亲本的一般配合力效应同亲本本身的发现没有必然的联系。讨论了配合力在亲本选配中的作用,并对参试亲本进行了评价。     

冬小麦亲本间遗传距离与F_2代性状相关研究

在测定冬小麦亲本间遗传距离的基础上，研究了１４个杂交组合的Ｆ２代性状与亲本间遗传距离的相关性，结果亲本间遗传距离与Ｆ２代的单株生物产量、单株粒重、单株穗数、抽穗期和株高等的表型变异系数呈显著正相关，而与主茎穗长和主茎穗粒重的表型变异系数的相关性不显著；亲本遗传距离与Ｆ２代性状均值无明显关系，但亲本的自身性状表现与Ｆ２代性状均值有关。     

胡麻两系杂交亲本的配合力及杂种优势分析

【目的】研究胡麻两系杂种优势的亲本配合力遗传基础,为胡麻两系杂交种亲本选配提供理论依据。【方法】选用7份温敏型雄性不育系和11份国内外主栽油用及纤用亚麻优良品种为亲本材料,按照遗传交配设计NCⅡ不完全双列杂交设计配置77（7×11）份杂交组合,利用DPS软件分析两系胡麻杂交亲本14个主要农艺性状和品质性状的遗传效应、亲本一般配合力（GCA）和特殊配合力（SCA）效应及与杂种优势的关系。【结果】胡麻两系杂交组合主要农艺性状和品质性状存在显著的遗传差异,其主要表现为加性基因效应遗传的性状有：株高、工艺长度、分茎数、分枝数、每果粒数、千粒重和含油率、油酸、亚油酸、硬脂酸、棕榈酸;同时受加性和非加性基因效应共同影响的性状有：单株果数、单株产量和亚麻酸组分。主要农艺性状与品质性状的狭义遗传力大小顺序分别为：工艺长度>千粒重>株高>每果粒数>分枝数>单株产量>分茎数>单株果数;含油率>亚麻酸>硬脂酸>棕榈酸>亚油酸>油酸。亲本一般配合力（GCA）和特殊配合力（SCA）在同一亲本（组合）的不同性状间和同一性状的不同亲本（组合）间存在较大差异,且亲本的GCA效应与SCA效应没有直接的关系。在供试的18份亲本材料中,不育系113S、16-1-1-2、24-1-1-1、T-11和1S,恢复系陇亚10号、天亚9号、轮选3号、Macbeth和AC Watson在某些农艺和品质性状上具有较突出的一般配合力（GCA）效应,是较优的亲本材料。所组配的77份杂交组合14个主要农艺性状和品质性状存在广泛的超亲优势和竞争优势,优势大小因性状而异,其竞争优势与亲本一般配合力（GCA）和特殊配合力（SCA）呈极显著正相关,且与亲本GCA的相关性多高于SCA,与恢复系的GCA相关性多高于不育系,强优势组合的特点是双亲或亲本之一具有较高的GCA效应,或具有较高的SCA效应。此外,亲本GCA效应,特别是恢复系的GCA效应对杂种优势的贡献要明显高于不育系。【结论】胡麻两系杂种优势表现与亲本一般配合力（GCA）和特殊配合力（SCA）紧密相关,其亲本一般配合力（GCA）,特别是亲本一般配合力（GCA）高的恢复系的选配,是组配强优势胡麻两系杂交育种的关键。     

孔雀草杂交组合遗传效应分析

【目的】孔雀草( Tagetes patula )是菊科万寿菊属一年生花卉,具有很高观赏价值和经济价值。优势育种是培育草花新品种的重要途径。本研究探究四倍体孔雀草优势育种后代是否具有杂种优势,并分析其遗传效应,为孔雀草的优势育种提供理论依据。【方法】对孔雀草6个母本（K2、K3、K4、K5、K15、K17）和3个父本（K6、K8、K13）采用NCII不完全双列杂交设计,并测量亲本和18个杂交组合的始花期、盛花期、株高、冠幅、分枝数、花朵数、花葶长、花径、花心径、舌状花数和管状花数等11个园艺性状。利用Excel软件对后代园艺性状进行杂种优势分析;利用DPS软件分析后代园艺性状的配合力和遗传力,选出优良亲本和杂交组合,并进一步分析其遗传表现。【结果】杂种优势分析表明,冠幅、花朵数、花径的超亲优势为正值;盛花期、株高、舌状花数的中亲优势为正值;始花期、分枝数、花葶长、花心径、管状花数的超亲优势和中亲优势均为负值。根据各亲本的一般配合力效应值表明：K6可用作培育低矮、紧凑、多花品种的父本;K13可用作培育早花、大花、复瓣和较长观赏期品种的父本;K3可用作选育株型紧凑、早花、复瓣和较长观赏期品种的母本;K5可用作培育低矮、紧凑、早花、多花和较长观赏期品种的母本;K17可用作培育低矮、大花和复瓣品种的母本。特殊配合力分析表明,同一亲本所配组合之间以及同一组合不同的园艺性状间的特殊配合力效应值差异很大。K2×K6和K3×K8在株高、花心径上特殊配合力表现出较强的负向效应,在花朵数、舌状花数上表现出较强正向效应,符合孔雀草低矮、多花和复瓣的育种目标;K4×K13在始花期、株高、冠幅、分枝数上特殊配合力表现出较强负向效应,在盛花期、花径、舌状花数上表现出较强正向效应,适合培育株型紧凑、早花、大花、复瓣和较长观赏期的品种。遗传力分析表明,始花期、盛花期、分枝数、花径、花心径、管状花数的一般配合力方差占主要因素,且其对应的广义遗传力和狭义遗传力都在中等以上,而株高、花朵数、舌状花数一般配合力方差和特殊配合力方差相差不大,且对应广义遗传力远大于狭义遗传力。【结论】孔雀草园艺性状的杂种优势明显,有利于培育早花、大花、多花、复瓣和较长观赏期的品种。K6、 K13、 K3、K5、K17为综合性状优良的亲本;K2×K6、K3×K8 和K4×K13为符合育种目标的优良组合。始花期、盛花期、分枝数、花径、花心径、管状花数主要受基因加性效应控制,株高、花朵数、舌状花数主要受基因非加性效应控制;除了始花期外,其它园艺性状在杂交育种中易受环境影响。     

水稻产量性状杂种优势的QTL定位

 【目的】利用QTL定位方法检测水稻产量性状杂种优势QTL,并解释杂种优势产生的可能分子机理。【方法】利用重组自交系与亲本协青早B构建BC1杂种群体,通过两地重复试验,以中亲优势考察6个产量性状的杂种优势表型,利用Windows QTL Cartographer 2.5的复合区间作图法检测其QTL。【结果】多数产量性状均表现出较强的杂种优势。在两地试验中,共检测到20个产量性状杂种优势QTL,分布在水稻第2、3、6、7、8、10等6条染色体上,包括3个控制单株产量杂种优势的QTL、2个控制单株穗数杂种优势的QTL、6个控制每穗总粒数杂种优势的QTL、4个控制每穗实粒数杂种优势的QTL、4个控制结实率杂种优势的QTL和1个控制千粒重杂种优势的QTL。单个QTL对群体性状表型变异的贡献率为4.90%—12.85%。【结论】检测到控制6个产量性状杂种优势的20个QTL,其中qHNP-3、qHTNSP-7、qHNFGP-7、qHSF-7、qHTGWT-3 5个QTL在两地试验中稳定表达;检测到的20个杂种优势QTL中,有13个与在RIL群体中检测到的QTL重叠,重叠率达65%,因此,认为来自纯系的产量性状加性效应对杂种优势产生具有重要贡献。     

杂交水稻干物质生产和光合特性与籽粒饱满度研究

对籼型和籼粳杂交稻干物质生产和光合特性及其与籽粒饱满度关系的研究表明，籼粳杂交水稻比籼型杂交稻具有更强的干物质４产优势，但器官间干物质分配率及其不同生长时期干物质积累率不平衡，导致茎叶干物质转换率和灌浆盛期群体净同化率较低，后期叶面积指数较大。影响籼粳杂交稻籽粒饱满度的主要因素是茎叶干物质转换率和孕穗后的群体净同化率以及群体生长率。     

苏南粳稻杂种优势的利用研究

选用3个粳型光敏核不育系,30个粳型父本配组,对8个农艺性状的亲本一般配合力和组合的杂种优势及特殊配合力进行分析.结果表明:F1单株谷重的优势最强,超亲优势变幅为-20.00%～110.06%,平均76.45%;竞争优势-36.32%～101.74%,平均为14.77%;播始历期、穗长、单株有效穗、每穗总粒数、千粒重的超亲优势和竞争优势明显;结实率的优势大部分呈负向;株高的优势大部分呈正向.亲本4002、99-25、5193的单株产量一般配合力较好,组合N422S/4002、HP41S/5193、HP41S/香糯99033的单株产量特殊配合力较高.并对一些亲本和强优组合的利用进行了评价.     

基于部分NCII设计的陆地棉F1表现预测

【目的】探寻预测陆地棉F₁表现的方法,降低育种成本,提高育种效率。【方法】采用60个陆地棉亲本,通过部分NCII交配设计,形成一个由亲本和180个F₁杂交组合组成的部分NCII群体,用亲本加性效应（additive effect,A）、一般配合力（general combining ability,GCA）和表型中亲值（mid-parent value,MP）等3种预测方法对F₁的产量和纤维品质性状进行预测。【结果】陆地棉皮棉产量杂种优势明显。皮棉产量正向中亲优势的组合占97.78%,中亲优势平均达19.63%;正向超亲优势的组合占79.44%,超亲优势平均达8.47%。3种预测方法对F₁表现具有不同的预测效果,其中,以亲本加性效应对F₁的表现预测效果最优,其对皮棉产量、铃数、铃重、衣分、纤维长度、纤维强度和马克隆值等7个目标性状预测精度（pearson相关系数）达到0.738—0.928。性状的加性方差分量和亲本杂交次数对预测效果有影响。加性方差分量越大,所有方法的预测精度都越高;随着每个亲本杂交次数的增加,加性效应预测和GCA预测的精度提高,但表型中亲值预测的效果基本无变化。【结论】陆地棉F₁的表现可以通过利用包含亲本的部分NCII设计群体和亲本的加性效应进行有效预测,采用“大群体、少杂交”的策略可以在保持预测效果的同时降低预测的工作量。     

利用基础导入系分析粳稻基因的遗传效应

 【目的】为了有效地评价粳稻等位基因在籼稻遗传背景中的遗传效应，为籼粳亚种间优良基因的利用提供理论和实践依据。【方法】以粳稻品种日本晴（Nipponbare）为供体亲本、籼稻品种珍汕97B（Zhenshan 97B）为受体亲本，经过杂交、回交，结合分子标记辅助选择，构建了88个基础导入系, 每个导入系具有相同的籼稻遗传背景，且只含有一个或少数粳稻的导入片段，每个导入系的导入片段叠加起来能覆盖整个粳稻的染色体。利用基础导入系群体进行单株产量、有效分蘖数、千粒重和每穗实粒数的数量性状基因（QTLs）定位和遗传效应分析。【结果】共检测到29个具有显著遗传效应的位点（QTLs）。其中6个QTL具有正向的加性效应和超显性效应，其余23个QTL具有负向的加性效应和超显性效应。【结论】一些粳稻基因导入到籼稻中能表现出不同程度的增产效应；超显性效应对水稻籼粳杂种优势起重要作用。     

滇型不育系和恢复系的配合力分析

用生产上广为应用的9个粳稻不育系和8个粳稻恢复系为亲本,采用p×q不完全双列杂交(NCⅡ)设计,对其F1代10个农艺性状的配合力进行了分析。结果表明,10个性状的一般配合力和特殊配合力均达显著(P0.05)或极显著(P0.01)水平。单株产量、穗总粒数、有效穗主要受非加性效应的影响,实粒数、结实率、着粒密度同时受加性效应和非加性效应影响,千粒重、穗长、株高、播抽历期主要受加性效应的影响。单株产量、穗总粒数、结实率、穗长、着粒密度受不育系影响较大,而实粒数、千粒重、有效穗、株高、播抽历期受恢复系的影响较大。高配合力的亲本是选育强优势组合的重要基础,要选育高产量的杂交组合,不育系的选择比较重要。不育系以滇粳优2号A、合系41A、滇粳优5-1A、大理香谷A较好,有较大的应用潜力。恢复系以南34、香糯选、南29选和南34选较好。     

南方地区120份甜、糯玉米自交系重要目标性状和育种潜力分析

[目的]评价120份甜、糯玉米自交系的产量、品质和农艺性状,解析各性状间的相关性,筛选优良自交系,开展育种潜力评价.[方法]测定120份甜、糯玉米自交系的农艺性状(花期、株高、穗位高)、产量性状(鲜苞穗重、鲜穗重、鲜粒重等)及品质性状(皮渣率、糖度、粗蛋白、粗淀粉、脂肪含量等).选择产量、糖度、皮渣率最优的前50％自交...     

粳型水稻光温敏核不育系配合力及遗传力研究

选用 6个粳型光敏核不育 ,7个粳型父本 ,按NCⅡ设计 ,共配 42个组合 ,对亲本的一般配合力及杂种的特殊配合力、各性状的遗传力进行了研究 ,结果如下 :( 1)筛选了 4个优良的两系亲本材料 ,不育系中 2个是 2 9130S、35 0 2S ,父本中 2个是416 78和mp40 2。 ( 2 )在本研究中各性状的加性效应均大于非加性效应 ,因此在粳杂亲本选配上要注重选亲本优点多 ,缺点少 ,以期有利基因累加。 ( 3)粳杂中广义遗传力较高的有株高 ,穗长 ,着粒密度 ,千粒重 ,播始历期 ,达 88.0 %～ 92 .1%。狭义遗传力高有株高 ( 84.5 % )、穗长 ( 85 .0 % ) ,还有着粒密度、生育期、穗粒数等也都在 70 %以上 ,这些性状早代选择有效。文中还就两系杂交粳稻育种等有关问题进行了讨论