高等作物主要品质性状遗传研究进展

本文对国内外作物品质性状遗传规律的研究进展进行综述,并对今后作物主要品质性状的遗传研究和育种利用进行了展望.     

作物品质性状的分子遗传改良

近年来,人们对蔬菜、水果和农作物的品质要求不断提高,而品质性状多为多基因或寡基因控制的数量性状或数量-质量性状,其表型易受到环境影响。一些品质基因常表现隐性且品质检测操作复杂,制约了品质育种的发展。随着分子标记技术的发展,寻找与优良品质性状紧密连锁的分子标记,并用以进行标记辅助选择育种,将大大提高品质性状选择效率和遗传改良速度,分子标记、分子标记辅助育种和转基因技术将为改善作物品质提供有效手段。总体来说,作物品质在分子水平上的研究尚处于起步阶段,但取得了一些令人鼓舞的成果,本文对小麦、水稻、黄瓜、番茄、西瓜等作物外观品质、营养品质和风味品质在分子水平上的研究进展进行了综述,并探讨转基因技术和分子标记辅助育种在改善作物品质性状方面的前景。     

作物抗病性生化机制的遗传研究进展

回顾了国内外作物抗病性生化机制及遗传研究进展，着重综述了一些次生代谢酶类与抗性的关系及其遗传研究成果。     

近15年国家自然科学基金稻、麦类作物遗传育种领域项目申请情况分析

国家自然科学基金是国家支持基础研究的主要渠道之一。本文以15年(1998—2012年)来国家自然科学基金中稻、麦类作物遗传育种面上类项目申请数据为依据,对稻、麦类作物遗传育种学研究的现状与趋势从研究领域和研究层次2个维度进行了深入分析。分析数据显示,15年来稻、麦类各类型项目申请量呈上升趋势,其中稻类项目的申请总量高于麦类项目。从研究领域来看,稻类研究项目申请量最多的是发育生物学,占稻类申请量的37.4%;其次是抗性,占27.6%。麦类作物研究主要集中在抗性研究领域上,占麦类申请量的38.1%;其次是发育及品质,分别占23.7%和21.5%。从研究层次来看,随着水稻基因组测序的完成,稻类研究领先于小麦研究。稻类研究项目申请量最多的基因克隆与功能分析,占稻类申请量的41.6%;其次是分子标记与基因定位,占28.8%。麦类研究申请量最多的是分子标记与基因定位,占麦类申请量的36.5%;其次是基因克隆与功能分析,占28.2%。综合国内外研究现状,建议今后在继续加强对围绕高产、优质、高效、抗逆等研究持续资助的基础上,积极支持将基因组学、生物技术和生物信息学与传统作物学相结合的基础研究。     

荧光原位杂交在麦类作物育种中的应用研究进展

综述了荧光原位杂交技术（florescence in situ hybridization,FISH），主要特点及其在麦类作物育种中的应用现状，包括算源染色体和染色体片段的鉴定，染色体物理图谱构建及麦类作物基因组进行和亲缘关系方面的应用，并对其中存在的问题进行了探讨。     

瓜类作物白粉病抗性遗传机制

白粉病是一种危害瓜类作物的重要病害,引起瓜类产量和品质的下降。本文主要综述了瓜类作物白粉病菌的生理小种分化,瓜类作物白粉病的抗性遗传规律,与抗病基因连锁的分子标记研究进展,抗性基因的QTL定位以及抗性基因的分离与鉴定,同时对瓜类作物白粉病抗性研究进行了展望。     

籼粳交稻米品质性状遗传研究进展

本文综述了水稻籼粳亚种间杂交稻米品质性状的遗传研究，对籼、粳稻在品质性状上的差异作了归纳，指出了对亚种间杂交稻米品质性状进行遗传研究的困难及其克服办法，对有关的研究作了评述，以期为稻米品质改良提供一定的理论依据。     

种子性状遗传研究进展

农作物种子是由世代不同的母体部分和子代部分组成的,种子性状包括胚乳成分决定的胚乳性状以及胚成分决定的胚性状。由于种子着生在母株上,其遗传表达有别于普通的农艺性状。因此,探究种子性状的遗传基础对于作物改良有着重要意义。本文总结了种子性状特殊的遗传特性,综述了近年来在种子性状遗传基础研究方面所取得的进展,并对当前种子性状研究所面临的一些问题进行了讨论。     

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。     

棉子品质性状的遗传研究

本研究采用6个陆地棉亲本的Griffing双列杂交设计模式Ⅱ对5个棉子品质性状进行了Hayman双列遗传模型分析.结果表明,种子蛋白质和油分百分含量、种子蛋白质和油分指数及仁指都适合“加性—显性”模型.种子蛋白质百分含量和指数以显性效应为主且表现超显性;种子油分百分含量和指数以加性效性应为主且表现部分显性;仁指加性和显性效应都较重要,接近完全显性.在所研究的亲本中,不同性状的显、隐性基因频率,正负效应基因的比例,显、隐性基因的方向及狭义遗传力等都明显不同.     

不同麦类作物籽粒灌浆特性研究

为研究不同麦类作物籽粒的灌浆特性,以小麦品种‘宁麦13’、大麦品种‘龙啤1号’和青稞品种‘昆仑15号’为试材,利用Logistic模型对籽粒灌浆过程进行拟合,分析了3种作物粒重增长进程和灌浆参数的差异。结果表明：小麦、大麦和青稞千粒重分别为51.60、49.01、46.43 g/(1000grain),三者之间差异显著(P<0.05)。小麦籽粒有效灌浆时间为45.89 d,分别比大麦和青稞长9.84 d和3.59 d (P<0.05);小麦粒重快增期和缓增期持续时间显著长于大麦和青稞,青稞与大麦无显著性差异。大麦籽粒平均灌浆速率为1.37 g/(1000grain·d),高于小麦和青稞18.10%和24.55%(P<0.05);大麦籽粒粒重快增期灌浆速率、缓增期灌浆速率和最大灌浆速率显著高于小麦和青稞,青稞与小麦无显著性差异,但大麦在快增期灌浆速率下降最快。可见,小麦与大麦、青稞之间粒重的差异主要取决于籽粒灌浆持续时间,大麦与青稞之间粒重的差异主要取决于籽粒的灌浆速率。     

陆地棉品质性状遗传效应分析

采用数量性状的加性-显性遗传模型和统计分析方法,对陆地棉30个杂交亲本及其部分F1的纤维长度、整齐度、马克隆值、强度等纤维品质性状进行分析,估算各项遗传方差分量、参试亲本的加性效应值以及组合的显性效应值。结果表明,纤维长度、整齐率、强度受显性与加性遗传效应共同控制,其中以加性效应为主,而马克隆值主要受基因的显性效应控制。各主要纤维品质性状遗传率均较小,选择时宜在中晚期世代。 A5、A9、A17、A20、A28和A30等亲本可以作为杂交后代提高纤维品质性状的首选亲本材料加以利用。     

大豆种子颜色遗传调控机制研究进展

大豆种子颜色是重要的形态标记和进化性状,在驯化过程中种皮从黑色逐渐演变成黄、绿、褐及双色,子叶从绿色进化出黄色。深色种子中含有较多的天然色素——花色素,具有药用和营养价值。因此,种子颜色的遗传调控机制研究对进化理论和实际应用均具有重要意义。种子中色素含量及组分构成导致多样的种皮颜色,其分子调控机制复杂。本文主要阐述了控制大豆种子颜色的遗传位点、相关基因与调控机制、类黄酮生物合成途径三方面的研究进展。具体介绍了9个经典遗传位点I、R、T、O、W1、K1、G、D1、D2和相关分子标记,以及位点间的相互作用; 23个调控种子颜色的相关基因,与部分基因等位变异的调控机制;相关基因参与的类黄酮生物合成途径和主要代谢产物的生理功能。通过综述归纳了大豆种皮、种脐、子叶颜色的遗传调控研究进展,利用遗传位点、基因、等位基因调控机制及类黄酮代谢途径绘制出调控网路,以期为种子外观品质及花色苷组分遗传改良等研究提供参考。     

粳稻稻米外观和碾磨品质性状与植株农艺性状的遗传关系分析

研究了不同环境条件下粳稻稻米外观品质、碾磨品质与植株农艺性状间的遗传关系.结果表明,糙米长、糙米宽、垩白率、透明度等外观品质性状以及糙米率、精米率、整精米率等碾磨品质性状与大多数植株农艺性状间存在极显著的正向或负向协方差.稻米外观品质性状与单株穗数、千粒重等性状间主要表现为遗传主效应协方差,垩白率、透明     

玉米籽粒主要品质性状的分子遗传研究进展

玉米是全球最主要的粮食作物之一,提高玉米籽粒品质是当今世界玉米育种领域高度关注的问题。因为传统常规育种方法具有育种时间长且转化率低等限制因素,所以解决这一问题最经济有效的方法就是利用分子标记进行辅助选择育种。为了给今后玉米品质性状的分子设计育种提供参考,本研究总结了国内外玉米籽粒品质性状的QTL定位、分子标记辅助改良和候选基因克隆及转基因技术应用的相关研究进展。指出玉米优质基因资源的利用还不够充分,现有分子标记技术在玉米育种中的应用还不够广泛,今后应改进育种方法和品质鉴定技术,以缩短玉米育种周期。     

小麦品质遗传研究进展与品种选育

本文从小麦品质育种的角度,根据麦谷蛋白、小麦面团稳定时间、淀粉糊化特性、含1BL/1RS易位系小麦品种对小麦品质性状的影响研究成果,提出了不同类型小麦品种品质改良途径.     

陆地棉种子品质性状与棉花产量性状的遗传相关性分析

采用包括基因型与环境互作的双子叶作物种子遗传模型和农艺性状遗传模型，分析了陆地棉五个亲本及其Ｆ１、Ｆ２棉子仁的油分含量、油分指数、蛋白质含量和蛋白质指数、棉子的子指、容重、仁壳比和仁指以及棉花植株单株产量、革株铃数、单铃重的两年实验资料，估算了棉仁营养品质性状及棉子物理性状与棉花在艺性状间的各项近传协方差分量。结果表明，棉子仁营养品质和种子物理性状与单株产量遗传相关均不显著，油分含量、油分指数、蛋白质指数、子指、容重和仁指的细胞质效应、母体遗传效应与单株铃数的相应遗传效应存在显著的负向协方差，其互作协方差也为显著的负值。这６个种子性状与单铃重的遗传关系列相反，这些效应均为负相关。衣分与大多数种子性状不存在明显的遗传相关性，仅与蛋白质指数、子指和仁指有明显的细胞质和母体效应的正相关。     

小麦主要品质性状的遗传模型研究

以６个小麦品种及其双列杂交组合为材料，研究了小麦子粒蛋白质含量和主要品质性状的遗传模型，估算了各性状的遗传参数。结果表明：（１）子粒蛋白质含量、容重、干面筋含量、湿面筋含量、降落值及沉淀值等性状符合加性－显性模型。（２）降落值的高值与隐性基因有关，低值与显性基因有关；子粒蛋白质含量、容重、湿面筋含量、干面筋含量及沉淀值等性状的高值与显性基因有关，低值与隐性基因有关。（３）除沉淀值的遗传表现为超显性外，其余各性状的遗传均以基因的加性效应为主，且平均显性度（Ｈ１／Ｄ）均小于１，表现为部分显性。（４）除沉淀值外，各性状的狭义遗传力表现较高，说明可在早代进行选择