我国节瓜遗传育种研究进展

节瓜是我国的特产蔬菜,也是华南地区重要的蔬菜作物,主要在广东、广西、海南等地种植,产品除本地销售外还销往港澳市场,作为高经济价值作物在农业产业结构调整中发挥重要作用。概述了我国数十年来节瓜遗传育种的研究进展：总结了节瓜种质资源搜集、保存、鉴评工作;综述了节瓜育种技术及相关遗传机理研究进展,包括雌性系材料创制、性型遗传机制和调控机理研究,节瓜枯萎病病原菌和抗病性鉴定研究、抗性材料鉴评及创制技术研究、抗枯萎病机理研究,节瓜耐热性鉴评和耐热机理研究,产量、品质等重要性状的遗传研究和相关基因 / QTL 定位及克隆,节瓜分子育种技术及细胞工程技术研究等;展示了数十年来我国在节瓜雌性系育种和杂种优势利用、抗病抗逆育种、品质育种等方面取得的成就。在此基础上,分析了目前节瓜遗传育种研究工作中存在的问题,并对未来节瓜种质资源鉴评和创制、实用化分子育种技术等应用基础研究、特色优质多样化品种选育及其产业化发展进行了展望。     

基于多组学解析作物杂种优势机制及其利用展望

近年来,多种粮食和蔬菜作物的杂种优势利用,培育和改良了大量的高产、优质的品种,但杂种优势的遗传机制研究一直是育种家研究的重点、难点问题。本文综述了基于多组学技术解析作物杂种优势机制研究的最新动态,结果表明不同遗传背景材料和不同性状的杂种优势遗传基础解释并不相同,单一的模式并不能够完全解释其遗传机制。前期多组学分析解析表明,杂种优势分子机制主要与植物生长和发育相关通路上的特定基因表达有关,促使其他基因发挥最大遗传贡献,提高杂种植物对环境的耐受性。本文还总结了预测农作物产量等相关性状杂种优势育种值的方法,以期为解析作物杂种优势机制及杂交种选育提供参考。最后,文章展望了作物杂种优势利用面临的新机遇,基于新型基因组技术构建控制杂种优势的等位基因数据库,创制符合育种目标新种质,推动我国作物工程化育种进程。     

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。     

水稻多基因型群体品种杂种优势机理研究

杂种优势可以大幅度提高作物产量和改良作物品质,水稻的发展很大程度得益于杂种优势的利用,截止目前,杂种优势的遗传机理仍未解决,需继续进行深入的研究;杂交粳稻相对于杂交籼稻发展相对滞后,其中杂种优势问题和杂交粳稻制种产量问题是影响杂交粳稻应用推广的主要因素。笔者通过研究亲本中产量优势位点(QTL)、基因互作模式及这些QTL在F2群体中的遗传频率和优势效应,探讨多基因型群体杂种优势机理,为杂交粳稻的发展提供新的思路和参考。     

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。     

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…     

玉米叶夹角的遗传与分子调控研究进展

培育高产品种是玉米育种的主要目标之一,而叶夹角是株型选择进而提高产量的重要指标,对叶夹角的形成及相关基因的克隆和分子机理解析是开展耐密高产玉米品种选育的基础。从叶夹角对玉米生长发育的影响,叶夹角的形态建成、遗传基础、分子调控机制及QTL定位和基因克隆等方面归纳了国内外对玉米叶夹角的遗传与分子调控研究进展,总结现有研究存在的问题,初步提出未来玉米叶夹角的主要研究方向,为利用分子标记辅助选择培育耐密型品种,提高玉米产量潜力提供信息参考。     

花生分子遗传图谱构建与QTL定位研究进展

近年来,随着分子标记技术及统计分析方法的迅速发展,许多作物已构建了较为饱和的分子遗传连锁图谱,利用这些图谱已定位了很多重要性状的 QTL。综述了近年来花生分子遗传图谱构建以及重要性状的 QTL定位研究进展,包括花生野生种、栽培种、栽培野生种间分子遗传图谱的构建,以及抗病性、产量、品质、形态和生理等性状的 QTL定位,并对今后的发展方向进行了展望。     

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。     

棉花分子遗传图谱构建与QTL定位研究进展

构建高密度饱和的分子遗传图谱是全面系统进行QTL定位的基础。近年来,随着分子标记技术及统计分析方法的迅速发展,许多作物已构建了较为饱和的分子遗传图谱,利用这些图谱已定位了不少重要性状QTL。棉花的分子标记及QTL定位研究较晚,但进展很快。为此,综述了近年来棉花的分子遗传图谱构建,以及重要性状,包括产量、纤维品质、抗性、形态、生理、早熟性等QTL定位的研究进展,并对当前存在的问题进行了分析和探讨。     

水稻产量构成因素QTL精细定位的研究进展

水稻是世界上重要的粮食作物之一,其产量在全球粮食安全中发挥着重要作用。产量构成因素是水稻增产的关键因素,为多基因控制的复杂数量性状,挖掘有利的产量基因对水稻高产具有重要意义。QTL定位是作物农艺性状优异基因挖掘的重要方法。阐述了QTL精细定位策略与群体选择,综述了水稻产量构成因素穗数、穗粒数、粒质量QTL精细定位、图位克隆和功能分析的研究进展,并提出合理利用水稻产量构成因素基因的育种策略,为水稻产量性状优异基因克隆和遗传机制解析提供理论依据。     

水稻数量性状研究进展

分子生物技术的迅速发展和QTL定位方法的日趋完善 ,为水稻数量性状基因 (QTL)的研究提供了基础。大量研究充分地揭示了QTL的基本特征 ,剖析了重要农艺性状的遗传基础 ,从而给水稻品种的遗传改良带来了新的方法。笔者从QTL的定位群体、定位方法、研究现状 ,以及QTL利用等方面 ,对作物数量性状基因的研究进行了综述 ,并对今后的研究提出了一些见解。     

小麦耐热性的生理遗传研究进展

小麦是中国第二大口粮作物,其产量直接关系人民的生活水平,所以高产和稳产一直是中国小麦的首要育种目标。小麦起源于温带,属喜凉作物,生长季节内的高温对生长发育会产生不利影响,使其产量下降,品质变劣。由于耐热性是复杂的数量遗传性状,其机制的解析一直是生物学研究难点,也是研究热点。为了解析小麦耐热的生理遗传学及分子生物学基础,国内外研究人员通过正向遗传学方法,构建遗传分离群体,以冠层温度、灌浆持续时间、细胞膜稳定性和叶绿素含量等生理学参数,以及穗粒数和千粒重热感指数为指标,在小麦不同染色体上定位了多个耐热相关的QTL位点。同时利用反向遗传学方法,特别是通过转录组、蛋白组和表观遗传组等组学方法鉴定了大量的高温胁迫响应的基因、mi RNA及长片段非编码RNA,并通过转基因等手段证明了部分候选基因在小麦抵御高温胁迫中的重要作用。另外,虽然植物中高温受体至今尚未发现,但是钙离子信号通道以及ABA和SA等激素在高温信号传导中的作用也逐渐引起人们的关注。文中主要综述了现阶段高温对小麦产量品质及生理性状的影响、小麦耐热相关QTL的定位,以及小麦响应高温胁迫的转录组、蛋白组和表观遗传组的研究进展;提出应针对小麦种质资源进行系统的耐热性评价,筛选优异等位基因、解析其分子遗传机理,通过创新再利用,为选育适合中国气候条件的耐热小麦品种提供新材料,实现品种耐热性与丰产性的统一。     

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。     

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。     

利用分子标记预测玉米杂种优势的研究

 利用 RFLP、SSR、AFLP和 RAPD分子标记对 1 5个玉米 (Zea mays L.)骨干自交系进行遗传多样性分析 ,继而研究分子标记遗传距离与 1 0 5个双列杂交组合的产量及特殊配合力的相关性 ,探讨预测杂种优势的可能性。结果表明 :(1 )利用分子标记把 1 5个供试材料划分为唐四平头、旅大红骨、兰卡斯特、瑞德和 PN共 5个类群 ,与系谱分析基本一致 ;(2 )分子标记遗传距离与 F1产量、分子标记特殊遗传距离与特殊配合力之间都呈显著正相关 (P<0 .0 1 ) ,相关系数介于 0 .52～ 0 .72之间 ,但相关程度还不足以预测杂种优势。使用与杂种优势相关的 QTL连锁的分子标记位点可能提高杂种优势的预测能力 ,但最终解决将依赖于杂种优势遗传机理的阐明     

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。     

植物杂种优势遗传机制的分子遗传学研究进展

杂种优势是提高作物产量的重要途径。综述了针对植物杂种优势遗传机制的研究进展与现状，从分子水平上提出了杂种优势与QTL效应、基因组杂合性、基因表达调控及基因组互补的关系，并对植物杂种优势的研究方向进行了展望。     

玉米倒伏影响因素及其QTL定位研究进展

倒伏不仅严重影响玉米产量及品质,而且还影响机械化收获,是当前玉米生产中亟待解决的主要问题之一。近年来,利用分子标记技术揭示了大量与玉米倒伏相关QTL的基本特征及遗传基础,为分子标记辅助育种奠定基础,为玉米抗倒伏的遗传改良提供了新策略。本文综述了玉米倒伏相关影响因素及QTL定位研究进展,并对玉米倒伏相关QTL研究的趋势进行了展望。     

水稻产量性状QTL研究进展

为深入理解水稻产量性状的遗传基础,促进水稻产量性状QTL在分子标记辅助选择育种中的应用。从QTL初定位群体、QTL验证与分解等方面进行总体概述;对当前水稻主要产量性状的QTL定位、验证与克隆等方面的研究进展进行综述,并根据已验证和克隆的水稻产量性状QTL的遗传效应,提出这些QTL在分子标记辅助选择育种中的应用方向。