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。     

花生含油量杂种优势表现及主基因+多基因遗传效应分析

 【目的】了解是花生遗传改良主要目标含油量的杂种优势和遗传特点,指导花生育种实践。【方法】利用植物数量性状主基因与多基因混合遗传模型的P1、P2、F1、F2 4个世代联合分析方法,分析以花生野生种为高油基因源的4个组合后代群体含油量的遗传效应。【结果】4个组合均存在一定的杂种优势,中亲优势率分别为1.41%～9.42%。不同亲本组合含油量基因遗传特点差异明显。SW9721-3×特21和SW9721-12×濮花22号2个组合分离世代F2含油量次数分布均呈混合正态分布,符合主基因+多基因遗传特征。D-0模型是这2个组合含油量的最佳遗传模型,其含油量遗传受1对加性-显性主基因+加性-显性-上位性多基因控制,主基因遗传率为45.00%～47.51%,多基因遗传率为18.72%～22.75%。SW9721-23×95-3和SW9721-38×鲁花11号2个组合F2含油量次数分布均呈正态分布,符合多基因遗传特征,多基因遗传率为66.09%～66.51%。【结论】花生含油量杂种优势和超亲分离普遍存在;控制含油量性状的基因在效应上存在较大差异,有的出现主基因特性;加性基因在花生含油量遗传中起主要作用,通过高油单株定向选择育种可以实现含油量的有效改良。     

烟叶含梗率的配合力及杂种优势表现

以13个烟草材料(K326、VA116、G70、NC82、GDH94、GDH88、韭菜坪2号、TN90、南江三号、青梗、巴斯玛、毕纳1号、湄潭大蛮烟)为亲本,采用NCII不完全双列杂交设计,组配40个杂交组合,测定亲本和杂种F1代的烟叶含梗率,分析烟叶含梗率的配合力和杂种优势表现。结果表明:杂交组合间的烟叶含梗率存在显著或极显著差异;烟叶含梗率广义遗传力为96.11%,狭义遗传力为72.32%,表明其性状传递力强,由表型选择基因型的可靠性大;一般配合力方差和特殊配合力方差均达极显著水平,说明烟叶含梗率受加性效应和非加性效应的共同控制,且一般配合力方差大于特殊配合力方差:DGH88、青梗和湄潭大蛮烟3个亲本一般配合力负向效应值小,是改良烟叶含梗率的优良亲本;烟叶含梗率杂种优势表现以负向中亲优势和负向超亲优势为主,占所有杂交组合的77.5%,VA116×GDH88、K326×GDH88、VA116×韭菜坪2号的特殊配合力和杂种优势的表现较好,是选育低烟叶含梗率的优良杂交组合。     

大豆杂种产量和品质性状早世代优势和亲本配合力分析

 【目的】研究黄淮地区一组优良大豆亲本早世代（F1～F3）产量与品质性状的杂种优势和自交衰退表现,分析杂种早世代亲本产量与品质性状配合力的变化特点,为大豆杂种品种和家系品种选育的亲本选配和后代选择提供依据。【方法】以来自黄淮地区及美国的8个大豆重要亲本及其组配的28个双列杂交组合为材料,以中亲优势率、超亲优势率作为杂种优势的指标,以自交衰退率作为自交衰退的指标,采用DIALLEL-SAS05软件进行多世代数据的联合方差分析和配合力分析。【结果】（1）黄淮地区大豆亲本间产量性状普遍存在杂种优势和自交衰退现象,产量优势最大,单株荚数和单株粒数次之,百粒重无优势。F1 杂种优势大的性状,其F2、F3自交衰退率一般也较大。生育期及品质性状（蛋白质和脂肪含量）杂种优势不明显,自交衰退也不明显。（2）大豆产量存在显著的一般配合力×世代和特殊配合力×世代的互作,杂种F1表现配合力高的亲本不一定在后代表现出高配合力。亲本品质性状的一般配合力×世代和特殊配合力×世代的互作效应不显著,由杂种一代的配合力预测杂种后代的可靠性较高。（3）亲本本身产量性状的的高低不能估计其一般配合力效应。但亲本本身蛋白质、脂肪含量的高低是估计其一般配合力效应的重要指标。【结论】黄淮地区大豆亲本间各性状中以产量的杂种优势最大,自交衰退率也较大,不宜直接利用杂种二代。杂种优势利用和杂种后代家系选育可能有不同的最佳亲本和组合。杂种早世代开始对籽粒蛋白质与脂肪含量进行定向选择,有利于及早提高后代的含量。     

红麻产量和纤维品质性状的杂种优势及其与配合力效应的关系

以7个亲本作7(7+1)/2双列杂交,估算了21个组合11个产量与品质性状的杂种优势及其与配合力效应的关系.结果表明:红麻杂种优势是显著的,可利用的较强的杂种优势主要表现在单株干皮重、鲜茎重、精麻重和纤维强力性状上,以7804×耒阳红麻、7380×耒阳红麻、非洲裂叶×粤红1号杂种优势最强,产量杂种优势超过青皮3号(CK)32.7％—37.7％.杂种优势与特殊配合力和配合力总效应相关达极显著,与多数性状的一般配合力相关达显著水平;亲本性状水平与亲本性状gca呈较密切正相关;亲本gca性状互补与组合杂种优势有关.本文还讨论了亲本配合力、性状的基因效应以及杂种优势利用的一些问题.     

附加秋水仙素培养基对烟草单倍体的加倍效应

【目的】探索秋水仙素在烟草单倍体染色体加倍应用中的新途径,并构建烟草DH(双单倍体)群体。【方法】以烟草‘TMK-12’ב吉烟5号’和‘NC71’ב净叶黄’2个杂交组合F₁代花药为材料,在单倍体诱导培养基上进行单倍体诱导,待单倍体幼苗生长至1~2 cm时,采用培养基附加秋水仙素加倍法,研究秋水仙素对烟草单倍体加倍效果的影响。【结果】在单倍体诱导培养基上烟草花药发育产生大量的白色胚状体并进一步发育为单倍体苗。0.02%秋水仙素处理4 d时,‘TMK 12’ב吉烟5号’和‘NC71’ב净叶黄’2个杂交组合烟草单倍体幼苗的存活率为66.56%~76.56%,染色体加倍率分别为50.60%和39.83%,利用这一技术体系建立了2个分别含61和68个加倍单倍体株的DH群体。【结论】烟草单倍体幼苗在附加0.02%秋水仙素的培养基中处理4 d时加倍效果最佳,利用这一技术体系能够有效建立烟草DH群体。     

烟草主要香味物质含量的配合力分析

利用9个烤烟品种（系）和一个白肋烟品种TN90,按NC域设计方法配置25个杂交组合,对影响烟草香型风格的3种主要香味物质含量的配合力进行分析。结果表明,影响烟草香型风格的3种主要香味物质的遗传特性主要受基因非加性效应控制。以改良烟叶浓香型风格为育种目标时,红花大金元、革新3号是比较理想的亲本曰以改良烟叶清香型风格为育种目标时,G80、GDH88是比较理想的亲本。选育浓香型烟叶风格品种时,较理想的组合有NC2326、GDH88、Va116×GDH88、G140×TN90;选育清香型烟叶风 格品种时,较理想的组合有NC82×G80、NC82×TN90、NC2326×TN90。     

烤烟上部叶叶面积相关性状的遗传及杂种优势分析

[目的]探讨不同烤烟品种(系)上部叶叶面积相关性状的配合力及其杂种优势表现,为选育上部叶开片良好的烤烟杂交种提供亲本选配依据和组合选择技术.[方法]以叶面积差异明显的8个烤烟品种(系)为亲本,采用NCⅡ遗传设计组配16个杂交组合,打顶前测定各亲本及杂交组合的自然株高和自然叶片数,打顶后7 d测定株高及顶上部往下5片烟叶的叶长和叶宽,计算叶面积,并分析上部叶叶面积相关性状的遗传及其杂种优势表现.[结果]亲本间和杂交组合间的上部叶叶面积及相关性状存在真实的遗传差异.叶面积与自然叶片数、叶长和叶宽呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)正相关,相关系数分别为0.26、0.87和0.94;烤烟自然叶片数、叶长、叶宽及叶面积性状的广义遗传率高,分别为83.91%、66.33%、52.22%、50.67%,其中叶长和叶面积主要受加性效应基因的影响,而叶宽和叶片数受非加性效应基因的影响较大.对于一般配合力(GCA)和特殊配合力(SCA),自然叶片数性状中最大的分别是南江3号(3.64)和G28×南江3号(5.70);叶宽性状中最大的分别是G28(7.06)和G28×韭菜坪2号(10.91);叶面积性状中最大的分别是毕纳1号(12.54)和G28×韭菜坪2号(13.63).G28×韭菜坪2号的叶宽和叶面积性状及G28×南江3号的自然叶片数均表现为正向的超亲优势和超标优势.[结论]通过优势育种改良烤烟上部叶开片时要重视上部叶片叶宽和自然叶片数2个性状的有效利用.毕纳1号、G28和南江3号是改良烤烟上部叶开片度的优良亲本,G28×韭菜坪2号、G28×南江3号和Va116×毕纳1号的特殊配合力、超亲优势和超标优势值大,是上部叶开片较好的优良杂交组合,有较大的应用潜力.     

杜仲杂交子代苗期表型性状的遗传分析

【目的】研究2年生杜仲杂交子代苗期表型性状的变异情况,以揭示杜仲重要性状的遗传参数。【方法】以10个杜仲优良品种（或无性系）为亲本,按照析因交配设计进行控制授粉,根据2年生杜仲杂种苗的苗期表型性状测定结果,估算苗高、地径、叶面积、叶长、叶宽、叶长宽比、叶脉数目和叶柄长度的遗传参数。【结果】杜仲杂交子代苗高、地径、叶面积、叶长等性状在各家系间和家系内存在极显著差异;一般配合力效应在同一亲本不同性状间及同一性状不同亲本间存在明显差异,母本“小叶”各性状的一般配合力效应相对较大;不同家系各个性状的特殊配合力差异显著,21号家系(“华仲2号×秦仲1号”)苗高和地径的特殊配合力效应值最大,1号家系(“小叶×秦仲1号”)叶面积和叶长的特殊配合力效应值最大;各性状的广义遗传力都较高,均在50%以上。【结论】杜仲杂交子代的苗期表型性状差异显著,可以进行家系间和家系内的初步选择,1号、2号、9号、21号和25号家系各性状的特殊配合力相对较高,可用于进一步杂交选育杜仲良种。     

不同烤烟品种(系)烘烤特性研究

【目的】了解贵州种植烤烟品种(系)烘烤特性,提升烟叶烘烤品质。【方法】研究散叶烘烤中K326、毕纳1号、韭菜坪2号、红花大金元(红大)、贵烟2号和南江3号中部烟叶生理、颜色、变黄程度以及烤后烟叶经济性状与外观质量的差异。【结果】散叶烘烤中(0～96 h) K326、毕纳1号和贵烟2号变黄与失水协调性较好,变黄快,较易定色,烤后烟叶经济性状较好;韭菜坪2号、南江3号变黄稍慢,色素降解速率居中,耐烤性相对偏好,经济性状中等至偏好;红大变黄慢,失水快,色素含量高,颜色褪绿慢,烤后烟叶外观质量和经济性状相对偏差。烘烤过程中不同烤烟品种(系)的烘烤特性与POD、LOX抗氧化防御能力密切相关;叶绿素酶、LOX与烟叶的易烤性状密切相关,而POD、PPO与烟叶耐烤性状密切相关。【结论】根据不同烤烟品种(系)烘烤特性研究结果,建议K326、毕纳1号和贵烟2号应一边变黄一边排湿,促进烟叶适度失水变黄;韭菜坪2号和南江3号应适度保湿变黄,延长变黄时间10～15 h;之后转入正常定色。对于红大,变黄前期应保湿变黄,变黄中后期适当排湿,适度延长变黄时间20～30 h,定色期应适当调高定色湿度,进一步促使烟叶变黄和内在物质转化。这为不同烤烟品种(系)烘烤提供了重要参考依据。     

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。     

杂交小麦苗期光合特性分析及其对强优势组合的早期预测

【目的】通过分析不同杂交小麦组合及其亲本苗期叶片的光合特性与籽粒产量的相关性,为杂交小麦强优势组合早期筛选和预测提供理论依据。【方法】以2个恢复系和4个不育系及其配制的6个杂交小麦组合为材料,在大田种植条件下测定小麦苗期叶片的光合特性,包括净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、胞间CO₂浓度（C_i）、蒸腾速率（T_r）、水分利用效率（WUE）、叶绿素含量、Rubisco活性及其大小亚基编码基因rbcL、rbcS相对表达量;调查成熟期的产量性状,包括株高、主穗穗长、单株地上生物量、有效穗数、穗粒数、单株籽粒产量、主穗小穗数、千粒重、收获指数,并分析杂种优势以及光合性状与产量性状的相关性。【结果】杂交小麦苗期的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率均表现出显著的超高亲优势,其中净光合速率的平均超高亲优势为15.4%,气孔导度为21.3%,蒸腾速率则为11.46%,净光合速率值高的恢复系所配制的杂交组合具有更高的净光合速率和杂种优势,而胞间二氧化碳浓度、水分利用效率则少数有负向优势。成熟期有效穗数、单株籽粒产量及单株生物量具有较高的超高亲优势,其中穗数的超高亲优势值达到最高,平均优势值为34.21%。相关性分析表明,净光合速率与气孔导度、蒸腾速率、单株生物量和单株籽粒产量呈显著或极显著正相关,说明气孔导度、蒸腾速率可辅助筛选高光合小麦,同时苗期净光合速率与产量关系密切。叶绿素含量、Rubisco活性、大小亚基编码基因rbcL、rbcS相对表达量的杂种优势差异较大,其中杂交小麦Rubisco活性均高于双亲,且具有显著的超高亲优势,平均超高亲优势为5.38%。编码基因中,与rbcL相比rbcS具有更高的超高亲优势和中亲优势,而叶绿素含量主要表现为负向优势,少数表现出中亲优势,极少数表现出超高亲优势,且各项指标与净光合速率均无显著相关性。【结论】杂交小麦在苗期已表现出显著的杂种优势,尤其是净光合速率、气孔导度和蒸腾速率,而净光合速率与单株产量、单株生物量显著正相关,因此结合小麦杂交组合的田间表现,苗期净光合速率高低可以作为早期预测杂交组合的产量潜力的参考依据。     

菊花花器性状杂种优势与混合遗传分析

【目的】花器是菊花观赏价值的最直观表现,了解花器性状的杂种优势和遗传基础以指导菊花育种实践。【方法】以单瓣型秋菊品种‘雨花落英’为母本和重瓣性高的夏菊品种‘奥运含笑’为父本配制F1杂种,调查F1世代6个花器性状在2008-2009两个年度的表型资料,运用单个分离世代的主基因+多基因混合遗传模型,对6个花器性状进行遗传分析。【结果】6个花器性状均存在一定的杂种优势,除管状花数外,花径、舌状花数、舌状花长、舌状花宽和心花直径5个花器性状的中亲优势值均达极显著水平,其中亲优势率分别为-3.19%,-25.17%,-4.46%,-12.81%和5.06%。舌状花长和舌状花宽2个性状无主基因控制;花径符合A-1模型,主基因加性效应(0.618)大于显性效应(0.168);舌状花数符合B-2模型,第一对主基因加性效应(24.575)大于第二对(13.120),显性效应均为0;管状花数符合A-4模型,主基因表现为负向完全显性;心花直径符合表现为加性效应的两对主基因控制的B-3模型。花径、舌状花数、管状花数和心花直径4个花器性状的主基因遗传率分别为66.69%,80.99%,58.24%和56.49%,属于高度遗传力。【结论】杂种优势和超亲分离现象普遍存在,其中花径、舌状花数、舌状花长和舌状花宽4个性状的杂种优势存在显性效应;在花径、舌状花数、管状花数和心花直径4个性状上存在主基因控制且多表现为加性遗传效应,这些主基因存在的发现为菊花花器性状的QTL定位分析和分子标记辅助育种的深入研究奠定了理论基础。     

利用单片段代换系的测交群体定位玉米籽粒性状杂种优势位点

【目的】粒型性状是玉米百粒重的重要组成部分,并具有较强的杂种优势,鉴定玉米粒型性状的杂种优势位点,可以为粒型性状关键杂种优势位点的克隆与分子标记辅助育种提供理论依据。【方法】利用一套中国优良自交系lx9801背景的昌7-2单片段代换系为基础材料,与自交系T7296测交构建包含184个测交种的群体。2013年,在河南浚县和长葛两点对测交群体、单片段代换系群体等材料进行了田间鉴定,完全随机区组设计,3个重复,成熟后连续收获10株对粒长、粒宽、粒厚和百粒重进行考种。利用方差分析和t测验比较每个SSSL×T7296测验种单个性状与对照种T7296×lx9801的显著性差异,对玉米粒型性状的杂种优势位点进行定位。【结果】单片段代换系的两个亲本在粒型性状上表现出明显的差异,昌7-2的粒长和百粒重高于lx9801,而粒厚低于lx9801。测交群体4个籽粒性状均表现出一定的杂种优势,粒长的平均中亲优势在长葛和浚县点分别为19.32%和15.30%,粒宽的中亲优势分别为10.86%和10.07%,粒厚的中亲优势分别为6.23%和4.78%,百粒重的中亲优势分别为20.97%和25.09%。相关分析结果表明,粒长与粒宽、百粒重呈显著正相关,粒宽和粒厚与百粒重也呈显著的正相关,粒宽与粒厚呈负相关关系。在2个环境中定位了13个粒长的杂种优势位点,其中1杂种优势位点同时被检测到。粒宽定位到14个杂种优势位点,在长葛点和浚县点分别检测到1个主效的杂种优势位点。粒厚检测到25个杂种优势位点,在第2、3、7和9染色体上分别定位到1个共同的杂种优势位点。百粒重在2种环境中共检测到24个杂种优势位点,有6个杂种优势位点同时被检测到,其中在第1染色体上检测到2个共同的杂种优势位点hKW1a和 hKW1b;在第7染色体上检测一个主效的杂种优势位点hKW7a,在长葛点和浚县的贡献分别为20.12%和11.03%;位于第8染色体的杂种优势位点hKW8b在2种环境中的贡献率分别为18.64%和8.76%。【结论】玉米粒型性状的杂种优势表现依次为粒长＞粒宽＞粒厚,在2种环境中共检测到75个杂种优势位点,其中11个杂种优势位点被同时检测到。由于粒长与脱籽率显著相关,而且在育种过程中难以对籽粒性状的杂种优势进行预测,因此在育种过程中可以通过分子标记对粒长的杂种优势进行选择,从而选育出脱籽率高的优良玉米杂交种。     

早熟陆地棉亲本遗传距离与杂种优势的相关性分析

[目的]为早熟陆地棉杂交亲本选配及杂种优势预测提供参考信息.[方法]将12个早熟陆地棉品种初步划分成两组亲本,田间调查17个主要性状,并进行SSR分子标记检测,对基于表现型和基因型差异的遗传距离与F1代主要性状杂种优势的相关性进行分析.[结果]基于5个主成分因子得分两组亲本间的平均遗传距离为5.535,最大为9.097,最小为3.097;基于SSR扩增结果两组亲本间的平均遗传距离为4.186,最大为5.099,最小为2.646.36个组合F1代生育期、铃数、单铃重、衣分、绒长、籽棉产量和皮棉产量的平均中亲优势分别为0.367、-1.256、14.176、6.691、1.000、11.206和15.235,平均超亲优势分别为-0.966、-1.464、6.457、0.110、-2.500、7.561和10.816.基于性状主成分因子得分的遗传距离只与F1代衣分的中亲优势呈极显著正相关;基于SSR扩增结果的遗传距离与生育期的中亲优势、衣分和绒长的超亲优势呈显著负相关.[结论]早熟陆地棉的铃重和产量具有较强的杂种优势;衣分具有较强的中亲优势.亲本的遗传距离只与F1代个别性状的杂种优势具有显著相关,且与产量不是简单的线性关系.部分性状的杂种优势随遗传距离的增大而增大,但部分性状则减小.     

不同株高杂交种玉米抗倒伏特性及杂种优势

【目的】研究不同株高玉米杂交种的抗倒性状的变化规律及杂种优势。【方法】以9个不同株高的玉米杂交种及其亲本为材料,测定与倒伏有关的植株形态、三节形态、茎秆穿刺强度、倒伏率指标。【结果】随着杂交种玉米株高增加,玉米杂交种穗位高及穗位系数升高。基部节间长度变长,茎粗系数变小。茎秆穿刺强度变弱,田间倒伏率增加。玉米杂交种茎秆穿刺强度与株高、穗位高、基部节间长度呈显著负相关关系。玉米杂交种株高具有较高的杂种优势,且高秆类型明显高于矮秆类型。穗位高的超母优势和杂种优势指数均表现为随植株高度的升高而增大。玉米基部节间长度杂种优势均表现比较高,且超母优势大于超父优势,高秆类型也高于矮秆类型。茎秆穿刺强度的杂种优势指数较强,且超父优势大于超母优势。【结论】玉米株高的母本优势大于父本优势,穿刺强度的父本优势大于母本优势,着重选择母本的株高较低、父本的穿刺强度较高的组合,有利于培育高产抗倒的玉米杂交种。     

小麦亲本及其杂交后代苗期氮代谢相关指标的遗传与表达差异

【目的】分析小麦氮代谢相关指标的遗传与表达差异,为选育小麦氮高效品种提供理论依据。【方法】选用6个不同氮效率小麦品种及其组配的3个杂交组合,采用霍格兰营养液进行苗期试验,设置3个氮水平：低氮（LN）、正常供氮（CK）、高氮（HN）,分别为0.2、4和8 mmol•L-1,在3个氮水平下对小麦苗期形态、氮代谢相关酶、氮含量和氮素积累量进行遗传分析,同时探讨了根叶的氮代谢相关基因的表达量差异。【结果】根长和根鲜重在低氮水平下明显高于正常供氮,杂种优势表现为负向。苗高和苗鲜重随着氮水平的增加呈抛物线增长趋势,杂种优势表现为超中亲甚至超高亲。根长随氮水平增加先大幅降低后趋于平缓,而苗高则先大幅下降后趋于平缓。根苗鲜重变化规律与根长和苗高一致。根含氮量随着氮水平增加呈上升趋势,而叶片含氮量和氮素积累量则先大幅升高后小幅下降,高氮水平下根叶含氮量杂种优势显著。硝酸还原酶活性和谷氨酰胺合成酶活性均随着氮水平升高而升高,硝酸还原酶活性的杂种优势均为负向,而谷氨酰胺合成酶活性表现为正向杂种优势。硝酸还原酶活性的杂种优势变化与根系性状基本一致,谷氨酰胺合成酶活性杂种优势与地上部幼苗性状基本一致。根系硝酸转运蛋白的3个基因的表达量趋势一致,均随着氮水平升高呈先大幅下降后趋于平缓,且杂种优势整体表现为正向。叶片NRT1.1和GS1c的表达量均随着氮水平增加呈先大幅上升后小幅下降趋势,杂种优势整体表现为正向。小麦根系与叶片NRT1.1的表达变化趋势不一致,根系NRT1.1的表达量在氮胁迫时大幅升高,而叶片NRT1.1的表达量在氮胁迫时大幅下降。综合所测15项指标结果显示,在低氮水平下低氮高效品种YM35和高氮水平下高氮高效品种DK138多数指标较高。组合YM35×DK138是由低氮高效品种和高氮高效品种杂交而成,该组合在低氮水平15项指标中有10项指标较高,且在正常供氮和高氮水平下有6项和5项指标较高。【结论】与氮素吸收密切相关的根系指标随着氮水平增加先大幅下降后趋于平缓。与氮素利用相关的指标和基因表达随着氮水平增加先大幅增加后趋于平缓。3个组合在不同氮水平下大多数指标表现为正向杂种优势。以低氮高效和高氮高效品种作亲本组配利于在低氮环境下对优良后代的选择,以氮高效品种作亲本有利于后代在正常供氮时的生长。