作物杂种优势的遗传机理和研究进展

杂种优势是生物界普遍存在的一种现象,在现代农业生产中有非常重要的应用,但是其形成的机理现在仍不十分明确.国内外学者根据农业生产实践和科学研究结果已经提出了多种杂种优势理论假说,但至今没有形成一个较为统一的观点.文中将主要从杂种优势的发现和研究,显性假说和超显性假说、上位性效应、甲基化作用、基因调控与杂种优势等方面介绍了杂种优势的遗传机理和研究进展.     

作物杂种优势机理研究进展

杂种优势是农业生产中非常重要的遗传现象之一.杂种优势虽然已经被成功应用了数个世纪,但其形成的机理仍不十分明了.不同时期的学者在不同层次上进行了大量的研究和探索并相应地提出了一些解释或假说,但至今都没有形成一个较为一致的解释.本文综述了作物杂种优势机理相关的重要假说以及近年来国内外的相关研究进展.     

杂种优势的分子机理研究进展

阐述了杂种优势的概念及杂种优势遗传基础的研完现状,主要从杂种优势与显性效应、超显性效应、上位性效应、基因表达调控、表观道传调控、赤霉素表达水平等方面的关系阐述杂种优势产生的可能原因,并提出了杂种优势机理研究有待解决的问题.     

植物杂种优势分子机理研究进展

杂种优势是自然界的一种普遍现象。文章对植物杂种优势分子机理研究从数量遗传学、基因表达差异分析、DNA甲基化分析和核质互作、小RNA等几个方面作一综述并对今后植物杂种优势的研究方向进行展望,以期对近年来科学家在植物杂种优势机理方面的研究有一个全面、详尽的了解,并进一步促进植物杂种优势分子遗传机理的研究。     

作物杂种优势预测研究进展

杂种优势是一种天然现象,即杂交后代在产量、适应性和对生物胁迫及非生物胁迫方面表现出超过双亲的特点。由于杂种优势能够使农作物产量和抗性等方面显著提升,故在农业生产中得到广泛应用。目前植物学家们已经初步解释了作物杂种优势形成机理和遗传机制,但是杂种优势的形成原因复杂有待深入研究。本研究阐述了杂种优势预测方法及主要农作物对杂种优势的应用进展,可以预见未来的研究会通过先进的测序技术结合多组学研究来逐步阐明杂种优势的复杂机理。同时更多地挖掘与杂种优势相关的基因、分子标记;创新杂种优势的预测方法,从而为杂种优势利用提供准确的方向。     

从遗传学、基因组学回顾与展望杂种优势的应用

早在3 000年前人类就发现了杂种优势现象,但在农业生产上较大面积种植杂交种,是在20世纪30年代.经过大半个世纪的发展,杂种优势已在多种作物上推广,为解决人类的食品供给发挥了重大作用.回顾孟德尔遗传学的研究历史,从正向遗传学的方法所得结果,来研讨杂种优势利用的成效和机理.DNA分子结构的发现,使遗传学得到升华;基因组学又把遗传学带入崭新的领域,极大地促进了生物科学的创新.从现有分子生物学的研究和基因组分析所获得的知识将成为理解杂种优势的重要基础.同时,分析了杂种优势的研究方向和突破途径.     

农作物杂种优势的遗传基础及其预测研究概述

植物杂种优势的利用是大幅度提高农作物产量最主要的措施之一,在几种主要农作物上获得了极大成功。有关杂种优势遗传理论的探讨从未间断,特别是近年来分子生物学在植物遗传领域的广泛应用,使人们对杂种优势的遗传本质有了更加深入的了解。本文综述了杂种优势遗传机理研究、杂种优势的分子生物学基础及其预测研究的进展情况。     

冬小麦部分基因杂合性与杂种优势表达

农作物杂种优势的遗传机理是作物遗传育种学的重要基础理论问题。研究证明遗传杂合性是杂种优势的遗传基础，但需要进一步回答的问题是，杂种优势的表达与整个基因组杂合性有关，还是只与部分基因组位点的杂合性有关。最近，随着农作物QTL定位的研究进展，发现玉米杂种优势表达不仅与基因组杂合性（即超显性）有关，同时QTL在杂种优势表达中也起着重要作用。对于杂种优势遗传机理研究，若能创造出在相似遗传背景下杂合程度不同的一系列杂合体，即可以研究部分基因组位点杂合是否与杂种优势表达中也起着重要作用。对于杂种优势遗传机理研…     

分子标记在作物杂种优势研究中的应用

在介绍了杂种优势的显性假说、超显性假说、上位性假说3种遗传机理假说的基础上,综述了在杂种优势群划分中常用的几种分子标记的原理、特点,并对分子标记在杂种优势研究中的进一步利用进行了展望。     

水稻杂种优势应用基础研究

<正>为探明自花授粉作物—水稻有无杂种优势,杂种优势的程度、表现、与栽培条件的相关性,以及生产上如何利用杂种优势,同时进行主要经济性状构成产量优势的遗传机理分析。其主要研究结论如下: 1.采用六种统计方法对水稻杂种优势分析表明:杂交水稻普遍具有优势,平均竞争优势为35.52±20.05;平均超亲优势为32.58±29.42;平均杂种优势为53.13±32.92。     

小麦组织氮和果糖积累及含量的杂种优势

研究结果表明,组织氮,果糖积累和含量的杂种优势因品种和取样日不同而异,植株,茎秆的果糖积累在开花期前表现正向杂种优势,而叶片为负向优势;不同生育期组织氮积累一般为正向中亲优势,而果糖和组织氮含量一般为负向优势,籽粒产量,籽粒氮（蛋白质）产量和含量的平均中亲优势分别为8.55%,7.31%和-0.90%,果糖积累的杂种优势与籽粒产量,籽粒氮（蛋白质）产量的和含量优势一般无显著相关关系;开花期和灌浆末期植株果糖含量的杂种优势正相关于籽粒产量优势,负相关于籽粒氮（蛋白质）含量优势,组织氮积累和含量的杂种优势与籽粒产量的优势无显著相关关系,而与籽粒氮（蛋白质）产量和含量优势多为正相关,这表明很有可能通过间接选择高的组织氮积累和含量杂种优势,以提高籽粒氮（蛋白质）产量和含量优势多为正相关。这表明很有可能通过间接选择高的组织氮积累和含量杂种优势,以提高籽粒氮（蛋白质）产量和含量杂种优势,而不降低或者提高籽粒产量杂种优势。     

亚海陆杂种棉主要经济性状优势表达规律初探

亚海陆杂种棉在经济性状方面表现的优势特征如下:植株高度一般无明显竞争优势,但单株结铃数有正向竞争优势,单铃重的竞争优势多为负向;不孕籽率与亚海岛棉亲本相比普遍表现下降趋势;籽棉和皮棉产量的中亲优势皆为正向优势,但竞争优势多为负向优势;霜前花率大多数组合具有正向竞争优势,而僵瓣花率的竞争优势皆为负值;纤维绒长普遍表现正向竞争优势;比强度也普遍具有明显的正向竞争优势;马克隆值的中亲优势虽然多为正向,但竞争优势皆为负向。     

作物杂种优势遗传基础研究进展

杂种优势是生物界的一种普遍现象,可以大幅度提高作物产量和改良作物品质,具有巨大的商用价值。杂种优势遗传基础的研究一直是近百年来遗传和育种学家研究的热点和难点问题。笔者综述了杂种优势遗传基础的两个经典假说-显性假说和超显性假说的基本观点、不足之处。同时概括了利用分子生物学手段解释杂种优势遗传基础的一些新的学术见解,如:上位性效应与杂种优势、基因网络系统与杂种优势、遗传平衡与杂种优势、活性基因效应与杂种优势、遗传差异与杂种优势、QTL效应与杂种优势、基因表达调控与杂种优势,并列举了部分学说的分子证据。以期使人们能够了解杂种优势遗传基础的发展历程和最新研究动态。     

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。     

甘蓝型油菜利用自交不亲和性的杂种优势

以一个自交不亲和系1010为共同母本与6个品种杂交,产生6个F_1代.用平均优势率、超亲优势率和对照优势率测定了F_1代的优势表现。结果表明,小区产量、主花序长、叶丛期叶长叶宽及主花序角果数的优势较强.讨论了三个优势指数的关系、杂种优势形成的原因及亲子间的相关性。     

油用亚麻杂交种产量及性状优势研究

利用亚麻温敏型雄性不育系1S为母本,12个来源不同的亚麻品种为父本组配了12个杂交组合,对其F1代产量及其性状的杂种优势、性状相关性和亲子相关性进行了分析.结果表明,亚麻杂交种产量的超标优势变幅为-0.76%~21.48%,平均超标优势为7.50%.单株产量具有较强的超标优势、超亲优势和超中优势,有效分茎数和每果粒数具有较强的超中优势,其它各性状的超标优势不显著.有效分茎数、有效分枝数和单株果数与单株产量呈极显著正相关,F1代产量性状受亲本影响较大.有效分茎数、有效分枝数和单株果数是影响产量性状的主要因子,是亚麻单株产量杂种优势的主要来源.     

普通玉米单交种与高油玉米杂交当代子粒杂种优势效应的研究

以吉林省主推的普通玉米单交种为母本，以高油玉米为父本进行人工杂交，研究了杂交当代子粒的百粒重、千粒体积和脂肪含量的杂种优势效应。结果表明：普通玉米单交种与高油玉米杂交当代子粒的百粒重、千粒体积和脂肪含量均具有杂种优势效应。这种优势效应表现出正效应和负效应2种。子粒百粒重的最大正平均优势和最大负平均优势分别为34．6％和-7．6％，而最大正超亲优势为10．8％，无负超亲优势；子粒千粒体积的最大正平均优势和最大负平均优势分别为36．9％和-6．9％。而最大正起亲优势为6．5％。无负超亲优势；子粒脂肪含量的杂种优势只有负效应，最大平均优势为-20．5％，无超亲优势。     

乘数关系――从局部性状优势到整体杂种优势的预测性模型

探讨了杂种优势理论无法充分解释育种实践上的杂种优势的现象及原因.认为局部优势并不一定导致整体的杂种优势,已有的理论可以解释局部性状优势,但无法解释作为整体的杂种优势.对局部优势与整体优势的关系做初步分析,提出局部性状优势主要通过乘数关系组织为整体杂种优势的观点,认为乘教关系和乘数效应是整体杂种优势形成的重要基础,还就此观点做进一步的讨论.     

CHA杂种小麦籽粒品质性状的杂种优势

利用化学杂交剂 (CHA)GENESIS配制了 11个小麦杂交种 ,研究了CHA杂交种籽粒品质性状的杂种优势。结果表明 :CHA杂交种在蛋白质含量、湿 (干 )面筋含量方面表现出较强的正向杂种优势和超亲优势 ;而沉淀值和降落值的平均杂种优势和超亲杂种优势较小 ,但通过合理选配亲本 ,利用杂种优势改善小麦的烘烤品质和加工品质仍有可能。     

作物杂种优势遗传研究进展

杂种优势已经在许多作物上广泛应用,但对杂种遗传基础的认识仍显不足。显性和超显性假说是传播最广的两种学术观点,也得到一些DNA分子标记研究结果的支持。现在已经明确杂种优势是由多个基因共同控制的,基因位点间的上位性互作发挥了重要作用,存在控制杂种优势的遗传网络。这些研究将为有效预测杂种优势和利用分子设计更好地利用杂种优势奠定了良好基础。