水稻籼爪交和粳爪交杂种优势的研究Ⅰ.杂种农艺性状的表现

研究了籼爪交和粳爪交杂种在长沙、三亚两地农艺性状和干物质产量的表现. 由引进爪哇稻品种所配的籼/爪和粳/爪交杂种F1代表现为植株高大, 生长茂盛, 具有强大的干物质产量优势. 绝对干物质产量(单株穗期干重)为: 籼爪杂种＞粳爪杂种＞对照(籼籼交杂种), 干物质生产率(单株日干物质产量)为: 籼爪杂种＞粳爪杂种＞对照. 供试籼     

Cre/loxP定位重组系统在植物雄不育和杂种优势中的利用研究

Cre—loxP是来源于噬菌体P1的一种位点特异性重组系统。目前，它已广泛应用于基因功能鉴定，动植物及微生物基因组的修饰以及基因的表达和调控。雄性不育系在杂种优势的利用中具有重要意义。本实验是以Cre—loxP系统调控细胞毒素基因barnase在植物雄性器官发育的特异时期在特异组织表达，从而达到控制植物育性的目的。1．在本实验中，通过PCR方法克隆了解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens的barnase基因，及其抑制因子barstar的DNA序列，同时，构建成功双元表达载体及基因枪转化载体，并已获得经分子险测呈阳性的小麦植株。2．osg6B是来源于水稻花药绒毡层的特异性的启动子，它在小孢子发育的四分体时期至单核花粉期在花药绒毡层中特异启动基因的表达，它具有较为严紧的时空特异性。以osg6B为启动子，构建了一组受控于Cre／loxP位点特异性重组系统的适用于基因枪法转化小麦的载体系统。其中，转不育基因(og6B—barnase)小麦植株生长正常，但开花后，花粉量明显减少，自交不能得到正常种子。进行花粉活力检测发现，转基因小麦大部分花粉表现为败育。花粉离体萌发试验表明，转不育基因小麦的花粉离体萌发率极低，几近败育。说明以osg6B驱动barnase在小麦花药中的表达可以导致雄性不育。3．以osg6B为启动子，构建了一组受控于Cre／loxP的用于控制双子叶植物育性的双元表达载体系统。以转cre基因的烟草作为受体，以含阻断序列的质粒农杆菌进行二次转化。二次转化株营养生长正常，但开花期花器官表现异常。具体表现为花瓣异常开裂或不开裂，花丝变短或粘连，花药提早萎蔫或异常开裂。推测这种现象的出现与启动子的组织特异性或barnase的渗露表达有关。4．二次转化株花粉染色因不同株系出现全部败育、部分不育和多数可育的情况。花粉离体萌发实验也得到了相似的结果。这说明通过筛选，利用Cre／loxP得到完全不育的植物株系是完全可行的。5．获得了9个barnase的突变体，初步推测第十四位氨基酸及第八十位氨基酸与核糖核酸酶活性有关。同时，发现barnase的第316位核苷酸序列为易突变位点，自然发生的突变多插入一个C，从而产生终止位点的改变。这或许会为今后barnase的克隆与利用提供一些参考。     

利用基因渗入系研究水稻杂种优势与基因差异表达的关系

根据以籼稻（Oryza sativa ssp.indica）品种IR24为遗传背景的粳稻（O.sativa ssp.japonica）品种Asominori基因渗入系与IR24回交F1在多年、多点杂种优势的表现,筛选出1个强优势组合和1个弱优势组合,其杂种优势的差异主要来源于每穗实粒数.利用cDNA-AFLP技术分析了强优势和弱优势组合在幼穗分化至抽穗的叶片基因表达差异,获得了35个差异表达片段.差异带可分为4类,即超亲或减弱表达、杂种特异表达、双亲基因沉默和单亲表达一致型,其中与单亲表达一致型占比例最大（约83%）,杂种超亲或减弱表达占比例最小（约9%）.无论是强优势组合还是弱优势组合,这4种差异表达类型均有,且出现的比例也相近,差异表达片段类型与杂种优势之间没有直接的联系.对8个差异表达片段的克隆、测序、染色体登陆和功能分析,其中2个片段登陆在亲本基因型有差异的区段,且有1个在强优势杂种中特异表达的片段登陆在每穗实粒数杂种优势的位点上.本研究首次将基因的差异表达与亲本基因型、杂种优势位点及杂种优势的表型性状联系起来,为建立表现型-基因型-QTL定位-杂种优势相关基因表达-杂种优势分子生物学机理解释的技术平台奠定了的基础.     

水稻籼爪交和粳爪交杂种优势的研究:Ⅲ.籼爪交杂种品质性状的表现

研究了长沙和三亚生态条件下籼爪交和对照杂交稻品质性状的表现。籼爪交杂交稻在长沙的整精米率极显著低于对照。垩白粒率显著低于对照，精米长、精米长宽比均显著大于对照；而在三亚的精米长、精米长宽比极显著大于对照。籼爪交杂交稻在三亚垩白面积率比长沙极显著变小、蛋白质含量显著升高。对照组合在三亚表现为整精米率、垩白面积率和胶稠度显著降低。     

水稻早恢402体培后代及测交F1主要性状的变异分析

对早熟恢复系早恢402体培后代及其测交F1的变异研究表明，体培R2代性状变异与R1代测交F1性状变异及各性状超亲优势变异的趋势均不同。R1代测交F1与其亲本测交F1在播始天数、有效穗及单株粒重3个性状上的超亲优势差异达极显著水平。R1代F1播始天数的超亲优势变异方向多倾早熟变异，而有效穗及单株粒重的超亲优势变异方向多倾大值变异。     

水稻籼爪交和粳爪交杂种优势的研究:Ⅳ.籼爪交杂种品质性状的杂种优势分析

长沙生态条件下籼爪交杂交稻在整精米率、精米长宽比、垩白粒率、垩白面积率、碱消值和直链淀粉含量方面表现为正向超亲优势；在精米长宽比、碱消值和直链淀粉含量方面表现为正向对照优势。三亚生态条件下籼爪交杂交稻在糙米率、总精米率、情米长宽比和胶稠度方面表现出正向对照优势，三亚籼爪交杂交稻的糙米率、总精米率、整精米率、精米长宽比和胶稠度对照优势极显著高于长沙相应性状的对照优势；三亚的垩白粒率对照优势显著高于长沙的垩白粒率对照优势；三亚的碱消值和直链淀粉含量对照优势显著低于长沙相应性状的对照优势。     

梅山猪、大白猪和梅大杂交猪背最长肌中差异表达的14个表达序列标签的分离、鉴定及组织表达分析

为了揭示猪杂种优势的分子机理,利用mRNA差异显示技术研究梅山猪,大白猪和梅大杂交猪背最长肌中基因表达的差异,分离14条在杂种与纯种背最长肌中差异表达的表达序列标签(EST),并用半定量RT-PCR鉴定.核苷酸序列分析表明,这14个EST与已知的基因或表达序列标签没有明显的同源性,随后这14条EST被提交到GenBank数据库.组织表达谱分析揭示了这些EST在心、脾、肝、肾、小肠、卵巢、肺等绝大多数组织中表达,说明这些基因对生命过程很重要.这些研究结果表明梅山×大白杂交组合的杂种与纯种之间的不同基因差异表达的方向存在巨大差异,猪杂种优势可能是在一定阶段有诸多不同的必不可少的基因向各种方向差异表达共同作用的结果.     

主成分累计贡献率和性状选择对苦瓜遗传距离与产量杂种优势关系的影响

将9个苦瓜高世代自交系分成两组,按不完全双列杂交设计配制18个杂交组合。以茎粗、叶长、节间长、第一雌花节位、播种-始花天数和冷害指数等6个反映苦瓜植株形态、熟性和生态适应性的性状为基础性状组,当构成遗传相关系数矩阵的性状数目依次从6个增加到1 2个时,7组遗传距离在累计贡献率70%~95%内表现稳定,累计贡献率大于95%时表现不稳定。遗传距离与产量杂种优势之间的相关系数在7个和8个性状时最大,随性状数目增加,相关系数减小。对7个和8个性状在主成分累计贡献率70%~85%时的遗传距离与产量杂种优势之间的关系进行了线性回归分析,回归方程分别为Y=0.1293 0.0284X和Y=0.1867 0.0324X,均达到极显著水平。     

苦瓜产量杂种优势与配合力研究

选用8个高世代绿苦瓜自交系,按Griffing完全双列杂交第2种方法设计试验,对苦瓜产量的杂种优势和配合力效应进行研究。结果表明:28个杂交组合有26个呈现正向离中优势,有23个呈现正向超亲优势,22个组合比对照增产;在8个试验亲本中,4个亲本的一般配合力效应为正向效应,另外4个为负向效应,亲本B的一般配合效应值极显著高于其它亲本;21个组合双亲间特殊配合力效应表现为正向效应,效应值最高的组合为E×H(2.15),其次是B×H(1.51)、D×H(1.28)、A×G(1.23)和C×G(1.05)。并对苦瓜丰产性育种的亲本选择选配进行了讨论。