玉米产量QTL和杂种优势遗传基础研究进展

综述了分子标记在玉米产量QTL和杂种优势遗传基础方面的概况。对玉米产量QTL的研究方法,QTL数目、位置和遗传效应及应用作了介绍。比较了多种利用QTL结果对杂种优势的解释。作者认为,杂种优势的产生是显性效应,超显性效应和上位性效应共同作用的结果,不可能只是一种基因效应在起作用。并提出杂种通过自组织理论而形成的最优基因表达调控是杂种优势形成的理论基础。     

玉米产量数量基因位点与杂种优势遗传基础探讨

综述了玉米产量QTL的研究方法，QTL数目、位置、遗传效应及应用。在比较了多种利用QTL结果对杂种优势的解释的基础上，认为杂种优势的产生是显性效应、超显性效应和上位性效应共同作用的结果，杂种通过自组织理论而形成的最优基因表达调控是杂种优势形成的理论基础。     

皖杂40杂交棉产量与品质性状的杂种优势表现及遗传分析

 以生产上大面积推广的陆地棉杂交种皖杂40为基础材料，配制多世代群体，进行多年多点多世代群体联合试验，研究该组合杂种优势的表现及杂种优势形成的遗传基础。皖杂40杂交棉的皮棉产量、籽棉产量、单株铃数、铃重、衣分的平均中亲杂种优势F1代分别是26.1％、23.7%、15.1%、6.6％和2.0%；F2代分别是21.1％、19.2%、13.0%、6.4％和1.5%。皖杂40杂交棉的纤维品质性状杂种优势低。高产杂交棉的杂种二代具有在生产上利用价值的产量杂种优势。通过主基因-多基因遗传体系分离分析和多世代平均数联合尺度测验验证，表明控制皖杂40杂交棉皮棉产量、霜前花产量、铃数和衣分的遗传效应主要是显性效应，控制铃重的遗传效应包括加性效应和显性效应。因此，显性效应是该杂交棉产量性状杂种优势形成的主要遗传基础。棉花产量和品质性状存在主基因遗传效应。     

选育高产、高配合力玉米自交系的途径与方法

阐述了玉米近交衰退的理论基础，强调了加性遗传效应对杂种优势的作用以及穗部性状的配合力与产量的相关性，分析了系谱法不同世代家系的测交产量与家系世代的关系。提出了采用系谱法与家系内小群体轮回选择相结合的选育方法，并从S3家系开始进行家系内轮回选择和选育高产、高配合力玉米自交系的技术方案。     

玉米自交系主要性状的遗传距离与杂种优势的研究

本文以16个常用玉米自交系和按完全双列杂交设计[1/2P(P-1)]选配的120个单交种为材料,对遗传距离与 F_1产量杂种优势、特殊配合力效应值及氨基酸杂种优势的关系进行了研究。测出的自交系间的遗传距离 D~2与 F_1产量杂种优势及特殊配合力效应值分别呈极显著或显著的回归曲线关系,并且遗传距离在 D~2±S 范围内时杂种优势强、特殊配合力效应值高的组合出现的频率高。氨基酸遗传距离与F_1玉米籽粒的氨基酸杂种优势的研究表明,两个亲本自交系间的氨基酸遗传距离较近时,可显示出 F_1玉米籽粒的氨基酸的杂种优势,但不显著。     

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。     

作物杂种优势分子遗传基础研究进展

杂种优势是生物界的一种普遍现象,杂种优势遗传基础的研究受到了广泛的关注。近年来,随着DNA分子标记的发展和应用,杂种优势的遗传研究取得了许多有意义的进展。在综述了杂种优势遗传基础经典理论和假说的基础上,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见解,如:上位性效应、遗传差异、QTL效应、基因表达调控、基因组的杂合性、遗传振动合成、基因网络系统、基因结构变化、基因组互补、遗传平衡、活性基因效应等理论或假说,并列举了部分理论及假说的分子遗传学证据。     

热带玉米种质在山区的改良与应用

综述了热带玉米种质在山区的改良与应用情况,并分析了热带玉米种质在山区玉米种质扩增、改良及创新中的作用.认为利用热带、亚热带种质可以拓宽山区玉米种质的遗传基础,有利于形成新的杂种优势群和杂种优势模式,提高玉米育种的技术创新和产品创新能力.     

热带,亚热带玉米种质的研究与利用

针对我国玉米种质基础狭窄、研究滞后与创新能力较低等问题,分析了热带、亚热带种质在我国玉米种质扩增、改良及创新中的作用。研究认为,利用热带、亚热带种质可以拓宽温带种质的遗传基础,有利于形成新的杂种优势群和杂种优势模式,提高玉米育种的技术创新和产品创新能力。     

热带、亚热带玉米种质的研究与利用

针对我国玉米种质基础狭窄、研究滞后与创新能力较低等问题,分析了热带、亚热带种质在我国玉米种质扩增、改良及创新中的作用.研究认为,利用热带、亚热带种质可以拓宽温带种质的遗传基础,有利于形成新的杂种优势群和杂种优势模式,提高玉米育种的技术创新和产品创新能力.     

不同世代玉米株系配制组合产量杂种优势表现规律研究

【目的】系统研究不同世代玉米株系配制组合产量杂种优势表现规律,为玉米早代选择,实现自交系和杂交种同步定向选育,提高玉米育种效率提供参考。【方法】本研究以阿单9号为基础材料,研究S_2与S_4代株系配制组合产量杂种优势的表现规律,及其与双亲遗传距离的相关性。【结果】(1)同一世代不同株系配制组合,其杂种优势均表现出较大差异,用同一测验种在S_2代株系所配组合杂种优势高的,其衍生的S_4代株系,组配高杂种优势组合的概率较大,且S_2与S_4杂种优势最大值组合具有较高的同源一致性,不同世代株系配制组合的杂种优势表现达极显著相关;(2)SSR标记的早代组合双亲间遗传距离与其产量SCA和杂种优势间的相关系数较小,未达显著水平,但产量SCA相对效应值与杂种优势之间有很好的一致性。【结论】在玉米育种实践中,可用早代组合杂种优势的高低作为指标,对早代株系及组合进行选择;但测验种的选择十分重要,且不能随意淘汰S_2株系,在不同世代适时更换测验种,可能会收到更好的育种效果;亲本间的遗传距离不足以预测杂种优势。     

叶酸对玉米生长发育的影响

为寻找新型的植物生长调节剂,我们于1987年开始,根据作物杂种优势的遗传理论和生理生化理论在医用西药中筛选促进DNA 合成的药物,以增加玉米杂交种的杂种优势,通过4年的研究,初步筛选出叶酸(folic acid)对玉米有良好的生物效应和增产效应。     

热带、亚热带外来玉米种质的利用

我国近几年平均每年种植玉米２４５０万公顷,平均产量为每公顷４．９６吨,种植面积和总产量居世界第二位。但７０年代以来我国玉米增产率呈下降趋势,玉米生产一直处于徘徊状态,其主要原因是国内种质资源匮乏,缺乏新的杂种优势群和杂种优势模式。分析热带、亚热带外来玉米种质在我国玉米 种中的作用后,指出利用玉米起源中心的热带、亚热带种质可以拓宽温带种质的玉米遗传基础,构建新的杂种优势模式,产生出超强优势的杂交玉米     

热带玉米种质在山区的改良与应用

本文综述了热带玉米种质在山区的改良与应用情况,并分析了热带玉米种质在山区玉米种质扩增、改良及创新中的作用。研究认为利用热带、亚热带种质可以拓宽山区玉米种质的遗传基础,有利于形成新的杂种优势群和杂种优势模式,提高玉米育种的技术创新和产品创新能力。文章还讨论了热带玉米种质今后在山区的改良利用趋势。     

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。     

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.     

吉林省玉米新品种现状及杂种优势模式利用分析

吉林省新世纪初2001~2005年育成各类玉米新品种171个,通过对其中155个普通玉米品种的优势潜力、亲缘关系及杂种优势模式利用情况的分析,有的新品种在产量、品质、抗性及综合农艺性状方面达到了生产的要求,但其遗传基础相对狭窄,应加强种质改良与创新,丰富遗传基础,探索新的杂种优势利用模式,不断提高玉米育种及生产水平。     

玉米杂种优势预测和固定的研究

本文首先从玉米杂种的生理、生化代谢特点和生物学表现进行研究,杂种优势表现的生理基础为,杂种的光合强度和呼吸强度高于亲本自交系,对生化指标的测定表明,杂交种生物学上比自交系耐热能力强。其次,对玉米各性状的遗传规律进行分析研究,包括产量性状,品质性状,抗病性的遗传,了解各性状的遗传规律,可针对育种目标,选育优良自交系,进行杂交种生产,使杂种Fl表现出强大的杂种优势。再次,阐述玉米杂种优势固定方法,包括传统的固定方法,无性繁殖,无融合生殖,多倍体的应用,染色体易位的应用。最后对QTL在杂种优势预测和固定中的作用加以阐述。     

中国玉米骨干亲本黄早四杂种优势形成的遗传基础解析

【目的】杂种优势利用是实现玉米高产育种的重要途径。解析玉米骨干亲本黄早四杂种优势形成的遗传基础,对指导中国玉米骨干亲本高效利用和高产育种具有重要的理论研究意义与生产利用价值。【方法】以玉米黄改系杂种优势类群的骨干亲本黄早四为共同亲本与11个代表性自交系构建的、包含2 000个重组自交系（recombination inbred line,RIL）的巢式关联分析群体（nested association mapping population,NAM）为试验材料,分别与改良瑞德×黄改系杂优利用模式的代表自交系郑58和昌7-2进行测交,并在全国4个玉米主产区10个试验点开展测交群体的多环境产量及重要农艺性状鉴定。在开展NAM测交群体产量和重要农艺性状相关性分析、各性状在NAM群体及其测交群体之间相关性分析基础上,基于高密度遗传图谱,利用联合逐步回归（Joint stepwise regression）模型进行了NAM及其测交群体QTL定位和产量QTL的复等位遗传分析,并对NAM及其测交群体定位QTL所在区域的遗传重组率进行了比较。【结果】表型分析结果表明,2个测交群体的株高和产量相关性状（主要是行粒数和百粒重）与小区产量均表现出较高的正相关关系。但强优势测交组合（郑58测交群体）的产量表现与NAM群体自身的产量表现相关性较低,表明相对于弱优势测交组合（昌7-2测交群体）,强优势测交组合的产量表现受RIL家系自身的产量影响较小。QTL定位结果表明,与NAM群体相比,利用其测交群体检测到的QTL数目较少,但能解释更高的表型变异。昌7-2和郑58测交群体定位到的QTL中,分别仅有27%和25%的位点与NAM群体定位结果重叠或相邻。主效位点的复等位分析结果表明,对于郑58测交群体（强优势测交组合）,在单穗产量QTL中,68.69%的增产等位变异来自骨干亲本黄早四。但在昌7-2测交群体中（弱优势测交组合）,仅有36.36%的增产等位变异来自黄早四。利用郑58测交群体共鉴定到13个重要的产量相关基因组区段,来自黄早四的等位变异在其中的11个区段表现为增产,这些区段对黄早四杂种优势的形成可能具有重要作用。QTL所在区域的重组率分析结果表明,利用郑58测交群体检测到的QTL所在区域具有较低的遗传重组率,符合杂种优势相关位点更容易分布于低重组区的基因组基本特征。【结论】在强优势测验种郑58遗传背景下,来自黄早四的等位变异对测交组合的产量具有重要遗传贡献,定位到的相关遗传区段与玉米杂种优势形成密切相关。     

中国玉米骨干亲本黄早四杂种优势形成的遗传基础解析

【目的】杂种优势利用是实现玉米高产育种的重要途径。解析玉米骨干亲本黄早四杂种优势形成的遗传基础,对指导中国玉米骨干亲本高效利用和高产育种具有重要的理论研究意义与生产利用价值。【方法】以玉米黄改系杂种优势类群的骨干亲本黄早四为共同亲本与11个代表性自交系构建的、包含2 000个重组自交系(recombination inbred line,RIL)的巢式关联分析群体(nested association mapping population,NAM)为试验材料,分别与改良瑞德×黄改系杂优利用模式的代表自交系郑58和昌7-2进行测交,并在全国4个玉米主产区10个试验点开展测交群体的多环境产量及重要农艺性状鉴定。在开展NAM测交群体产量和重要农艺性状相关性分析、各性状在NAM群体及其测交群体之间相关性分析基础上,基于高密度遗传图谱,利用联合逐步回归(Joint stepwise regression)模型进行了NAM及其测交群体QTL定位和产量QTL的复等位遗传分析,并对NAM及其测交群体定位QTL所在区域的遗传重组率进行了比较。【结果】表型分析结果表明,2个测交群体的株高和产量相关性状(主要是行粒数和百粒重)与小区产量均表现出较高的正相关关系。但强优势测交组合(郑58测交群体)的产量表现与NAM群体自身的产量表现相关性较低,表明相对于弱优势测交组合(昌7-2测交群体),强优势测交组合的产量表现受RIL家系自身的产量影响较小。QTL定位结果表明,与NAM群体相比,利用其测交群体检测到的QTL数目较少,但能解释更高的表型变异。昌7-2和郑58测交群体定位到的QTL中,分别仅有27%和25%的位点与NAM群体定位结果重叠或相邻。主效位点的复等位分析结果表明,对于郑58测交群体(强优势测交组合),在单穗产量QTL中,68.69%的增产等位变异来自骨干亲本黄早四。但在昌7-2测交群体中(弱优势测交组合),仅有36.36%的增产等位变异来自黄早四。利用郑58测交群体共鉴定到13个重要的产量相关基因组区段,来自黄早四的等位变异在其中的11个区段表现为增产,这些区段对黄早四杂种优势的形成可能具有重要作用。QTL所在区域的重组率分析结果表明,利用郑58测交群体检测到的QTL所在区域具有较低的遗传重组率,符合杂种优势相关位点更容易分布于低重组区的基因组基本特征。【结论】在强优势测验种郑58遗传背景下,来自黄早四的等位变异对测交组合的产量具有重要遗传贡献,定位到的相关遗传区段与玉米杂种优势形成密切相关。