芸薹种蔬菜杂交种及其亲本莲座期基因差异表达与杂种优势的关系

 以'矮脚黄'白菜自交系（97-3-2）、'黄心乌'自交系（003-27）、'上海青'自交系（98-4-2）、'黄芽菜'自交系（97-8-6）和'白蔓菁'芜菁自交系（001-24）为亲本及其杂交所得6个F1代为材料，利用cDNA-AFLP技术，分析杂种与亲本莲座期叶片的基因差异表达类型与构成主要生物学产量性状的杂种优势关系。结果表明，基因的差异表达与杂种优势的形成有密切关系，相关分析发现双亲共沉默（ABF1）与叶片数杂种优势呈显著正相关；单亲表达沉默（UNP）与株高杂种优势呈显著正相关。     

中棉所47及其亲本苗期根和叶基因差异表达研究

 以国审高优势杂交棉中棉所47及其亲本苗期的根尖和顶尖叶为研究材料，采用差异显示技术（DDRT-PCR）分析了苗期杂种与亲本的根、叶基因表达差异，并结合中棉所47及其亲本的产量性状，分析了苗期基因表达差异与产量性状优势之间的关系。结果表明：（1）苗期根和叶基因表达有差异的带分别占总统计带数的38.8%和65.2%，叶基因表达有差异的带比根丰富得多，说明一些对杂种优势起作用的基因可能在叶中开始表达；（2）杂种和亲本间存在显著的基因表达差异，这些差异表达分为4种类型：I．双亲共沉默型；II．单亲表达沉默型；III．杂种特异表达型；IV．单亲表达一致型。在根中，这4种比例分别为6.5%、10.6%、6.5%和15.2%；在叶中，这4种类型比例分别为 4.4%、17.9%、15.1%和27.8%，两器官基因差异表达的类型比例趋势基本一致，单亲表达一致型所占比例最高，说明苗期这种表达类型可能对杂种优势的形成起主要作用；（3）进一步分析中棉所47的产量构成因素，单株铃数增加是杂种高产主要原因，进一步表明，苗期单亲基因表达一致型可能对杂交种后期单株成铃数的增加有较大的贡献。上述结果表明，苗期基因表达差异与杂种优势的形成存在着密切关系。     

滇型杂交稻亲本籼粳分化与杂种优势关系的初步研究

 以滇型杂交稻不育系 10个、相应的保持系 10个和恢复系 38个 ,以及由上述不育系和恢复系组配的 4 0个杂交种为试材 ,研究了亲本材料的RAPD籼粳分化程度与杂种优势的关系。结果表明 ,亲本籼粳差异与产量杂种优势存在抛物线的关系。利用籼粳分化存在一定差异的亲本杂交 ,易得到正向优势组合 ,平均杂种优势较强 ;但并非双亲籼粳分化差异越大越好 ,双亲差异过大则不易获得正向优势组合 ,使杂种优势减弱 ,甚至为负。双亲籼稻成分差值以 12 %～ 16 %为宜     

棉花F1性状与亲本关系分析

从36 个F1优势组合中筛选出强优势组合,将P1、P2、F1 随机区组排列,3 次重复,生育期内测定植株性 状、黄萎病、产量构成要素及品质变化。通过对杂交棉强优势组合子一代与亲代间优势关系分析,揭示杂种一代变化 趋势。结果表明院杂种一代与两亲本相比,株高、果枝数超过高值亲本Y5-1,生育期与早熟亲本一致,果枝始节位、第 一果枝高接近两亲本均值;抗病能力超过病重亲本,但低于病轻亲本;铃重极显著高于双亲,籽皮棉产量均表现出明 显的正向中亲优势和超亲优势,优势分别达到76.6%、25.4%。品质性状中,没有表现出超亲优势,纤维长度和成熟度 指数与高值亲本P2相同,其余性状数值都接近于中亲值。指出种质创新、选择在杂优利用中的重要作用,同时应根据 新疆实际情况加强对杂交二代的选育研究。     

利用SSR分析滇型杂交稻亲本籼粳分化与杂种优势的关系

以滇型杂交稻不育系4个、恢复系31个及其组配的31个杂交种为试验材料,利用SSR籼粳特异引物研究亲本籼粳分化程度及与杂种优势的关系。结果表明,在所检测的18个位点上,4个不育系均以粳稻血缘为主,31个恢复系总体上偏粳,但含有不同成分的籼稻血缘,其籼性比率Pi为0～27.8%。亲本SSR遗传距离、籼粳差异与杂种优势相关分析表明,亲本SSR遗传距离与小区产量超父优势等7个性状相关显著;亲本的籼粳分化差异与百粒重超父优势等4个性状显著相关;亲本SSR遗传距离、籼粳差异与小区产量竞争优势相关不显著,说明SSR遗传距离、亲本籼粳分化差异与产量竞争优势无线性关系,但籼粳分化差异适中的亲本杂交,容易得到正向优势极端组合,可从中筛选出杂种优势强的组合。     

Heterosis and heterotic patterns of maize germplasm revealed by a multiple-hybrid population under well-watered and drought-stressed conditions

Understanding the heterosis in multiple environments between different heterotic groups is of fundamental importance in successful maize breeding. A total of 737 hybrids derived from 41 maize inbreds were evaluated over two years, with the aim of assessing the genetic diversity and their performance between heterotic groups under drought-stressed (DS) and well-watered (WW) treatments. A total of 38 737 SNPs were employed to assess the genetic diversity. The genetic distance (GD) between the parents ranged from 0.05 to 0.74, and the 41 inbreds were classified into five heterotic groups. According to the hybrid performance (high yield and early maturity between heterotic groups), the heterosis and heterotic patterns of Iowa Stiff Stalk Synthetic (BSSS)×Non-Stiff Stalk (NSS), NSS×Sipingtou (SPT) and BSSS×SPT were identified to be useful options in China's maize breeding. The relative importance of general and specific combining abilities (GCA and SCA) suggests the importance of the additive genetic effects for grain yield traits under the WW treatment, but the non-additive effects under the DS treatment. At least one of the parental lines with drought tolerance and a high GCA effect would be required to achieve the ideal hybrid performance under drought conditions. GD showed a positive correlation with yield and yield heterosis in within-group hybrids over a certain range of GD. The present investigation suggests that the heterosis is due to the combined accumulation of superior genes/alleles in parents and the optimal genetic distance between parents, and that yield heterosis under DS treatment was mainly determined by the non-additive effects.     

转Bt基因棉杂交组合性状优势及遗传差异分析

分析了转Bt基因棉杂交组合F_1和F_2产量性状、农艺性状、纤维品质的杂种优势以及这些性状在F_1,F_2间的遗传差异,结果表明:转Bt基因棉杂交组合F_1霜前皮棉产量、株高、铃重、衣分、霜前花率等性状具有明显的正向优势,而果枝数、单株铃数、生育期、2.5％跨长等则呈现负效应;这些性状优势在F_2代均不同程度下降,其中产量、霜前花率、单株铃数降幅较大,铃重、衣分、籽指虽比F_1有所降低,但仍表现为正向优势。     

鹅掌楸种间杂交组合叶芽发育时期基因表达的差异

以鹅掌楸属植物正反交2个组合为材料,利用DDRT-PcR技术,研究其在不同生长发育阶段基因表达的差异.结果表明:2组合总条带表达数都是在生长旺盛期最大,休眠期次之,萌动期最小.杂种鹅掌楸H×M和BM×J的双亲共沉默型(Ⅰ)、杂种特异表达型(Ⅱ)在不同生长时期均存在极显著差异.而单亲表达一致型(Ⅲ)、单亲表达沉默型(Ⅳ)...     

水稻基因差异表达与杂种优势的关系分析

【目的】分析水稻强、弱优势组合的基因差异表达模式特征,探讨其与杂种优势之间的关系。【方法】以扬稻6号、明恢63、特青配置的9个杂种F1为材料,利用差异显示PCR技术（differential display polymerase chain reaction,DD-PCR）分别分析分蘖期（叶片）、孕穗期（幼穗）、抽穗期（剑叶）的基因差异表达模式。【结果】同一时期内强优势组G1（父本扬稻6号）、中优势组G3（父本特青）以及弱优势组G2（父本明恢63）在母本特异表达（UNP1）、父本特异表达（UNP2）、F1特异表达（UNF1）、F1特异缺失表达（ABF1）4个基因差异表达模式上存在明显差异;相关分析表明分蘖期叶片UNP2与单株产量呈极显著正相关,来自父本的基因特异表达有利于提高杂种优势;同一优势组在不同时期的表达模式也存在明显差异,反映了基因的时空表达特征;获得19个G1、G2间特异性差异表达的基因片段,分布在除第12染色体以外的其余11条染色体上,主要涉及物质合成与运输、能量代谢、糖类代谢等重要途径。【结论】水稻强、弱优势组合F1在不同生育期基因表达模式存在显著差异,表型性状的差异可以从基因表达模式上得以反映。     

抗虫棉杂交种杂种优势及亲子相关分析

利用5个具有抗虫基因的棉花品种(系)作母本与6个非抗虫棉品种(系)作父本,采用NCⅡ交配设计进行杂交,研究抗虫杂交棉F1代产量与品质性状的杂种优势、性状相关和亲子相关。结果表明,整齐度和单铃重具有较强的中亲优势和竞争优势;2.5%跨长与整齐度、比强度和籽指之间极显著正相关;杂种一代大多性状不同程度的受到亲本的影响,亲子相关分析为利用亲本初步预测杂种一代性状表现、杂交制种亲本选择选配和性状改良提供理论依据。     

转iaaM高衣分棉花种质IF1-1杂种优势分析及育种应用

转iaa M(色氨酸单加氧酶基因)高衣分棉花种质已经培育出来,但应用于育种研究较少。我们利用转iaa M高衣分棉花种质IF1-1做父本、16个陆地棉品种(系)做母本,分别配制杂交组合,检测了亲本及其F1和F2群体的iaa M遗传;田间调查了材料的抗病性及农艺性状,室内考查了产量构成因子,同时进行了产量统计分析;通过系统选育结合分子辅助选择对杂交后代进行定向培育,获得了新的高衣分种质,实现了该种质的育种应用。结果表明:(1)FBP7-iaa M是1对显性基因;(2)与高衣分亲本IF1-1相比,F1和F2代衣分不具备超中与超亲优势,但与16个母本品种(系)相比,却能明显提高现有品种(系)的衣分率;(3)F1代产量尤其是皮棉产量具备较明显的超亲优势,皮棉产量优势值为13.4%,这就意味着可以选择生产上产量较高的品种与IF1-1配制杂交组合,选择高优势杂交种直接利用;(4)F1和F2代抗病性明显好于IF1-1,但与母本相比较差,所以,在杂交后代的选择中应注意观察枯萎病和黄萎病的发病情况,选择抗病性好的后代;(5)子棉产量的提高主要是通过铃重和单株铃数的增加来实现,皮棉产量的增加则是通过子棉产量与衣分的共同提高来完成;(6)杂交后代具备选择出高衣分新品系的潜力。本研究实现了将国家科技重大专项获得的第2代转基因棉花种质应用于棉花育种,对提升我国生物育种水平具有重大意义。     

Differential Gene Expression Between Cross-Fertilized and Self-Fertilized Kernels During the Early Stages of Seed Development in Wheat

In order to understand molecular basis of cross-fertilized kernel advantage and heterosis, improved differential display of mRNA was used in this study to analyze alterations in gene expression between cross-fertilized and self-fertilized kernels at 2, 4, 6, 8, 10 and 12 days after pollination (DAP) by using 3 wheat hybrids with different level of heterosis. Four patterns of differential expression were observed: (i) bands observed in cross-fertilized kernels but not in self-fertilized kernels (BCnS); (ii) bands occurring in only self-fertilized kernels but not in cross-fertilized kernels (BSnC); (iii) cDNA over-expressed in cross-fertilized kernels compared to self-fertilized kernels (OEC);(iv) cDNA under-expressed in cross-fertilized kernels compared to self-fertilized kernels (UEC). Further analysis showed that BCnS is positively correlated with heterosis, but BSnC is negatively correlated with heterosis. Four differentially expressed cDNA fragments were verified by reverse-northern blot and sequence homology search in GenBank showed that one of them was new sequences; the other exhibited higher similarity to NBS-LRR type resistance protein, 1;6-bisphosphatase and photosystem Ⅱ chlorophyll a-binding protein psbB, respectively, which indicated diverse pathways may be involved in heterosis formation.     

A Preliminary Study on the Relationship Between the Indica-Japonica RAPD Differentiation of Parents and Heterosis in Dian Type Hybrid Rice

The relationship between the indica-japonica differentiation of parents and heterosis of hybridin rice was studied with 10 sterile lines, 10 maintainer lines of the sterile lines, 38 restorer lines of Dian typehybrid rice and 40 hybrids derived from the sterile lines and restorer lines. The results indicated that there wasa parabolic correlation between the indica-japonica differentiation of parents detected by RAPD markers andheterosis of hybrid rice. When certain indica-japonica differentiation of parents exists, the percentage of com-binations with positve heterosis and the mean heterosis of hybrids were high. But that didn‘t mean too muchdifference of parents could lead to stronger hetesosis, that meant overdiffernt parents seldom bring positve het-erotic hybrids. Suitable difference of percent of indica alleles of parents of stronger heterotic hybrid was 12 -16%.     

陆地棉不同铃期和铃位籽棉产量杂种优势的遗传研究

关于陆地棉品种间 F1产量杂种优势的表现及其遗传机理 ,自 50年代以来 ,国内外曾作了大量的研究 ,但尚未见从生育动态和空间构成方面研究产量杂种优势的报道。本文从时空角度研究产量杂种优势 ,以深入了解杂种优势在时间上和空间上的特点 ,指导生产和选配优良组合。1　材料与方法1 .1　试验材料本试验选用 4个栽培品种 (泗棉 3号、徐州 1 84、浙 9和中 1 3 ) ,5个美国引进材料 (51 8151 8 3、52 3 2、51 0 2和 51 0 5)和 3个自选系 (52 54、52 4 2和 52 58)及配制成的 1 7个杂交组合。1 .2　试验方法1 .2 .1　试验设计　田间试验于 1 995年…     

基于SRAP分子标记的春大豆杂交种核心亲本杂种优势群划分

为明确杂交大豆核心亲本的遗传多样性特点及群体结构特征,以来源中国东北和国外的100份杂交大豆核心亲本为材料,通过SRAP分子标记多态性分析和UPGMA聚类分析等方法进行聚类分析。结果表明:1)SRAP标记共扩增出2 135条条带,其中多态性条带2 130条,多态性位点占比99.76%,每对引物组合扩增出的多态性谱带数为137~204条,平均为178条,引物的多态性信息含量范围在0.074 0~0.153 7,平均值为0.125 7;2)根据遗传相似系数于0.450 0处划分为2个类群,在遗传相似系数0.460 0处将类群Ⅰ划分2个亚群,又在遗传相似系数0.480 0处将类群Ⅱ划分2个亚群,并将主要来源于中国东北的保持系材料划分为类群Ⅰ,主要来源于美国的恢复系材料划分为类群Ⅱ;3)通过对10个已审定强优势杂交种的13个亲本进行分析发现,杂交种亲本间的遗传相似性多分布在0.329 2~0.637 6;4)通过遗传多样性分析发现,类群I与类群Ⅱ内遗传多样性相似,4个亚群中的亚群Ⅰ-1和Ⅱ-2遗传多样性均大于亚群Ⅰ-2和Ⅱ-1;通过主坐标分析,亲本同样被划分为2个类群,验证了聚类分析的结果。综上,基于SRAP分子标记成功将100份春大豆杂交种核心亲本划分为两大类群;其中,类群Ⅰ的中国东北材料与类群Ⅱ的国外材料之间杂交配制组合存在较强的杂种优势。     

利用谷蛋白分析小麦强优势组合亲本遗传差异

利用SDSPAGE方法对小麦（黑麦）异源重组系异源2号组配的22个强优势杂交组合的亲本进行了谷蛋白分析。结果表明,谷蛋白图谱能将所有亲本区分开。统计了电泳分离出的HMW亚基和部分LMW亚基谱带,共25条相对迁移率不同的谱带,其中,24条具多态性。父本异源2号与其强优势组合母本问谷蛋白遗传距离较大,平均值为0．54。聚类结果表明,所有亲本可划分为两大类,异源2号可单独划分为一亚类。谷蛋白遗传距离与亲本各性状表型差异及F1各性状杂种优势间相关均不显著,难以用于预测杂种优势。     

抗虫棉品种间杂交组合F_1和F_2的产量比较

为探讨杂交棉二代的生产利用价值,于2002~2003年在临清对6个抗虫棉杂交组合的F1 和F2代产量进行了比较研究。结果表明,参试6个组合的F1 代皮棉产量皆表现出显著的优势,其中H3和H4比对照鲁棉研15显著增产,说明利用现有常规抗虫棉品种(系)可以选配出产量超过鲁棉研15的组合。6个组合的F2 代也表现出一定的产量优势,其中H3和H4比对照鲁棉研21显著增产,说明有些抗虫杂交棉的F2 代仍有生产利用价值。     

超级杂交稻杂种优势基因组水平的转录因子分析

本研究利用超级杂交稻组合两优培九及亲本(93-11、培矮64S)和已完成基因组测序的籼稻93-11和粳稻日本晴所配的籼粳杂交稻及亲本为材料,采用包含36926个单一基因的的寡聚核苷酸基因芯片进行亲本和杂交组合基因表达差异分析.结果表明在两优培九杂交组合中发现3488个差异表达基因,在Nipponbare/93-11组合中只发现有2416个差异表达基因.差异表达基因表现为多基因修饰模式,主要有加性效应,高或低亲本的显性效应,超显性和低显性.两优培九杂交组合中表现为加性效应有2317个主要差异基因,而Nipponbare/93-11组合中只有1055个主要差异基因表现为加性效应.两个杂交组合的差异表达基因的保守功能包括多个生物化学代谢途径的有关基因.比较亲本同源性基因调控区域发现大量的序列变化,这些变化在差异表达基因中更为丰富.上述发现证明了杂种优势产生的存在较复杂的分子机理.     

生长素与高粱杂种优势关系分析

【目的】研究高粱生长素(IAA)与杂种优势之间的潜在关系，为高粱育种中杂种优势的利用提供重要理论依据。【方法】以11个亲本及组配的11个杂交种为材料，采用高效液相色谱技术测定杂交种及其亲本生长素在抽穗期和成熟期的含量，利用实时荧光定量PCR技术比较抽穗期、成熟期高粱不同品种的生长素基因表达的差异。【结果】11个杂交种成熟期的生长素含量均高于抽穗期，成熟期杂种辽粘3号、辽杂19、辽杂35、辽杂36、辽2297、辽2697、辽5397、辽糯7号、辽糯11号、辽夏梁1号的生长素含量与其亲本相比，子代生长素含量更高，成熟期只有辽粘6号的生长素含量比其亲本的低。以对应的母本或父本为对照，杂交种辽粘3号和辽杂19在抽穗期的生长素基因表达量低于其亲本，杂交种辽粘3号、辽粘6号、辽杂36在成熟期的生长素基因表达量低于其亲本，其余杂交品种在抽穗期、成熟期生长素基因表达量均高于其亲本。【结论】内源生长素是调节高粱生长杂种优势的一个因素，但不是唯一因素。     

杂种小麦籽粒品质性状的杂种优势

利用６个Ｔ型不育系及其保持系和５个恢复系配制３０个Ｔ质杂种和３０个相应的Ａ质杂种,另外选用４个Ｋ型不育系与２个Ｋ型恢复系配置８个Ｋ质杂种和８个相应的Ａ质杂种,研究杂种Ｆ１和杂种Ｆ２品质性状的杂种优势。研究结果表明：Ｔ质、Ｋ质及Ａ质杂种Ｆ１和Ｆ２的籽粒胚乳蛋白质含量、干、湿面筋含量均表现较强的杂种优势,杂种优势变异范围大,多数组合呈正向优势且具有较高的超亲优势,与前人的结论不一致,说明利用杂种优势提