不同环境下水稻化感作用的动态杂种优势分析

 采用包括基因型与环境互作的数量性状加性 显性发育遗传模型 ,研究了按双列杂交设计 {P(P +1) / 2 }配制成 1套包括亲本、F1两个世代的水稻遗传材料在不同环境条件下化感作用的动态杂种优势。结果表明 ,杂种F1和F2 在大部分叶龄时期具有抑制受体植物茎长和根长的杂种优势。F2 的化感作用潜力与F1相比有所下降 ,在不同环境条件下其群体平均优势均为F1的 1/ 2。在温度较低、光照较弱的田间环境条件下 ,水稻化感作用杂种优势较大。暗示着环境胁迫会增强化感作用的性状表现 ,解释了植物在不利环境下产生化感物质数量有所增加的遗传原因。     

甜玉米距离分析与杂种优势的研究

根据 70个甜玉米自交系数量性状的表现计算了遗传距离 ,又计算了由其中 4 2个自交系间随机组配的 89个杂交组合F1 代小区产量、含糖量的对照优势。其结果表明 :F1 代产量的对照优势与其双亲之间的遗传距离呈显著的二次曲线关系 ,而F1 代含糖量的对照优势与其双亲之间遗传距离无确定性关系。因此 ,可以根据遗传距离预测杂种F1 代产量的杂种优势 ,而聚类分析对于甜玉米产量杂种优势的预测和亲本选配没有指导意义。     

不同生态环境下陆地棉转基因抗虫杂交棉遗传效应及杂种优势分析

 【目的】探讨不同生态环境下陆地棉转基因抗虫杂交棉遗传效应及杂种优势，为抗虫杂交棉选育和应用提供指导。【方法】采用MINQUE统计方法、ADE遗传模型对10陆地棉亲本材料及其24个F1转基因抗虫棉杂交组合（6×4）的产量和品质性状的3个生态区试验资料进行分析。【结果】单铃重、衣分、皮棉产量和伸长率、2.5%跨长、比强度、麦克隆值主要受遗传主效因控制,子棉产量、亩铃数和整齐度受环境效应影响非常明显；在遗传主效应中，除铃重外，其余4个产量性状中显性效应值大于加性效应值,5个品质性状加性效应值均大于显性效应值；通过群体平均优势（Hpm）和群体超亲优势（Hpb）与环境互作效应分析，皮棉产量、衣分稳定性较好，子棉产量和铃数稳定性较差；产量性状与环境互作效应值较大，而品质性状与环境互作效应值较小。【结论】产量性状表现出一定的杂种优势，而品质性状的杂种优势表现不明显；棉花品质性状在一个环境可选育，而产量性状必需结合生态环境选育,才能达到育种目标。     

水稻化感作用的遗传效应及其亲本育种潜力分析

采用包括基因型与环境互作的数量性状加性—显性发育遗传模型,分析了供试水稻对受体植物莴苣幼苗根长化感作用的动态遗传及与环境的互作效应.结果表明,Lemont和多产稻的化感作用潜力较弱;TN1、Dular和NC化感作用潜力较强,是水稻化感育种较理想的亲本.这3个品种在3、5和8叶期加性效应基因作用稳定性较好,表明在这3个叶龄期进行选择,效果较理想.     

基因型×环境互作效应对水稻茎秆抗倒性杂种优势的影响

用包括基因型×环境互作效应的加性—显性—加性×加性上位性遗传模型和统计方法 ,对水稻茎秆抗倒性杂种优势进行了研究 .结果表明 ,评价水稻茎秆抗倒性的 5个性状 (秆长、茎粗、茎基抗折力、秆型指数和抗倒指数 )的杂种优势既由基因型控制也受环境 (年份 )互作效应影响 .茎粗对环境的敏感性较弱 ,表现较低的正向群体平均优势和负向群体超亲优势 .基因型×环境互作效应影响了秆型指数和抗倒指数杂种优势表达的程度和方向 .秆长、茎基抗折力在不同环境中均表现正向基因型×环境互作效应 ,这表明随着环境的改善均可增强杂种优势     

超级杂交稻两优培九产量杂种优势标记与QTL分析

【目的】对超级杂交稻两优培九影响产量及其构成因素性状的杂种优势位点进行定位,在此基础上探讨亲本培矮64S和9311的遗传差异与水稻产量性状的杂种优势间的关系,以探明水稻产量杂种优势的分子预测途径。【方法】应用经单粒传法获得后续世代的219个培矮64S×9311 F8重组自交系（RILs）株系材料与亲本培矮64S回交,并选用151个分布于水稻基因组12条染色体上的SSR多态性标记,构建回交群体RILs BCF1;构建基因组总长为1 617.7 cM、标记间平均距离10.93 cM和含151个分子标记的遗传图谱;采用分子标记技术和自由度不等的单向分组方差两组法、三组法分析,用SAS软件ANOVA分析、混合线性模型复合区间作图等方法,对回交RILs BCF1群体的产量性状及其构成因素的F1表型值进行相关分析、优势预测与QTL定位。【结果】本回交杂种群体RILs BCF1具备多种基因型,遗传变异丰富,性状平均值均显著高于亲本群体重组自交系RILs F8,共筛选到影响RILs BCF1群体产量及其构成因素性状杂种优势的阳性、增效位点74个;其中,三组法所筛选的阳性、增效位点数高于两组法,用这些阳性、增效位点所预测的遗传距离与产量F1性状值的相关性也显著提高;三组法所筛选产量性状的增效位点与两组法所筛选的增效位点完全一致;连锁紧密的位点有成簇分布的现象,每穗空粒数、每穗实粒数、结实率有6个杂种优势位点相同,并与3个产量杂种优势位点重叠,且均处在第7染色体上;通过逐步回归建立了对4个产量性状进行预测的回归方程模型;筛选到28个杂合型的特异性标记,它们与产量性状的表型值显著相关,使用特异性标记可使遗传距离与产量F1性状值的相关系数由全部标记的0.335提高到0.617;定位到3个与产量杂种优势相关的QTL和3个影响每穗实粒数杂种优势的QTL。其中,在第7染色体上影响每穗实粒数和产量杂种优势的QTL QGpp7和QHy7与影响每穗实粒数和产量杂种优势的增效位点的结果相符。【结论】通过增加筛选产量杂种优势阳性位点或增效位点数量、筛选影响杂种优势特异性分子标记的方法,可显著提高分子标记遗传距离与产量F1性状值的相关性,有效提高用分子标记遗传距离对杂种优势预测效率。定位了3个影响产量杂种优势的QTL及3个影响每穗总粒数杂种优势的QTL,分别在第2、3、7、11和12染色体上,其中,影响产量杂种优势的数量性状位点QHy7,贡献率为7.48%,可用于杂种优势的预测和杂交组合的选配。定位于第3染色体RM293-RM468的表型贡献率为14.9%的抽穗期QTL可用于早熟高产水稻的选育。     

栽培稻籼粳亚种间杂种一代优势利用研究进展──Ⅰ.籼粳亚种间杂种一代优势与亲本的关系

栽培稻籼粳亚种间F1代杂种优势与双亲关系极为密切,不同类型组合间差异甚大。本文从籼粳稻的细胞质效应差异性、籼粳稻的生态型组合的差异性、不同分化程度的亚种组合差异性等几方面总结了近一二十年来水稻各有关的经济性状与生物性状在籼粳亚种间F1代利用中的遗传特点的研究,并重点分析了生育期、株高、充实度3个性状,以期为亚种间杂种优势利用时亲本的选配提供一定的参考依据。     

杂交水稻(F_1)光合作用的优势及其与氮素营养的关系

在低N和高N条件下,比较研究了杂交水稻F_1代在生殖生长期功能叶的一些光合作用代谢特性与其亲本的差异。结果指出,杂交稻功能叶的叶绿素含量,光合磷酸化活力和ATP含量在高N条件下的杂种优势比低N条件的大。同样,杂交稻功能叶中~(14)CO_2同化率,RuBP羧化酶的活力及其酶蛋白含量在低N处理中无杂交优势,而高N处理却具有明显的正优势。这表明杂交水稻功能叶的光合作用的杂种优势随N营养水平提高而增大。因此,在预测杂交水稻光合作用优势时必须考虑氮素营养状况。     

大豆杂种产量和品质性状早世代优势和亲本配合力分析

 【目的】研究黄淮地区一组优良大豆亲本早世代（F1～F3）产量与品质性状的杂种优势和自交衰退表现,分析杂种早世代亲本产量与品质性状配合力的变化特点,为大豆杂种品种和家系品种选育的亲本选配和后代选择提供依据。【方法】以来自黄淮地区及美国的8个大豆重要亲本及其组配的28个双列杂交组合为材料,以中亲优势率、超亲优势率作为杂种优势的指标,以自交衰退率作为自交衰退的指标,采用DIALLEL-SAS05软件进行多世代数据的联合方差分析和配合力分析。【结果】（1）黄淮地区大豆亲本间产量性状普遍存在杂种优势和自交衰退现象,产量优势最大,单株荚数和单株粒数次之,百粒重无优势。F1 杂种优势大的性状,其F2、F3自交衰退率一般也较大。生育期及品质性状（蛋白质和脂肪含量）杂种优势不明显,自交衰退也不明显。（2）大豆产量存在显著的一般配合力×世代和特殊配合力×世代的互作,杂种F1表现配合力高的亲本不一定在后代表现出高配合力。亲本品质性状的一般配合力×世代和特殊配合力×世代的互作效应不显著,由杂种一代的配合力预测杂种后代的可靠性较高。（3）亲本本身产量性状的的高低不能估计其一般配合力效应。但亲本本身蛋白质、脂肪含量的高低是估计其一般配合力效应的重要指标。【结论】黄淮地区大豆亲本间各性状中以产量的杂种优势最大,自交衰退率也较大,不宜直接利用杂种二代。杂种优势利用和杂种后代家系选育可能有不同的最佳亲本和组合。杂种早世代开始对籽粒蛋白质与脂肪含量进行定向选择,有利于及早提高后代的含量。     

三系杂交水稻亲本遗传差异及其与杂种优势的关系研究

以华中地区大面积应用的4个三系不育系的同型保持系和来自不同生态类型的16个恢复系为材料,根据9个产量及其相关性状进行主成分分析和聚类分析,以欧氏距离为指标,研究了杂交水稻亲本间遗传差异状况及其与杂种优势的关系。结果表明保持系间遗传差异较小,恢复系间及保持系与恢复系间遗传差异较大。对亲本间遗传距离与杂种优势的相关分析表明,三系杂交稻亲本间遗传差异与杂种优势关系不密切,而杂交稻产量的高低与双亲产量尤其是双亲产量平均值的高低密切相关,说明亲本改良在提高杂交稻产量中极为重要。     

水稻化感作用的数量遗传分析

以HG1(具强化感作用)为母本、台中19号(具弱化感作用)为父本构建了F2杂交群体,在水稻生长至7~8叶期以莴苣为受体植物鉴定了亲本、F1和F2群体的化感作用。采用主基因 多基因混合遗传模型的多世代联合分析方法,分析了水稻化感作用的遗传变异。结果表明:7~8叶期水稻对莴苣根长和芽长的化感抑制作用均由两对主基因控制,并有多基因修饰,主基因除了加性—显性效应,还存在上位性互作。水稻对莴苣抑制作用的主基因表现超显性遗传;对莴苣幼苗根长抑制作用的多基因未表现出超显性遗传,而对莴苣幼苗芽长抑制作用的多基因表现超显性遗传。两个性状主基因的遗传率分别为82.8%和92.2%。     

不同环境下花椰菜农艺性状的杂种优势分析

利用包括基因与环境互作的加性—显性遗传模型对6个花椰菜品种(系)完全双列杂交实验的2年观察资料进行单球重、球径、球高、成熟期、株高、株幅和叶片数等农艺性状的杂种优势分析.结果表明,年份间的环境差异对亲本和F1的表现影响较小,F1农艺性状的平均值与其双亲平均值显著相关；单球重、球径、球高和成熟期以加性效应为主,通过早代选择可取得较好的改良效果,株高、株幅和叶片数以显性效应为主,且具有较大的环境互作效应,以高世代选择为好；单球重、株高、株幅和叶片数的杂种优势以正值为主,成熟期的杂种优势以负值为主,利用杂种优势可改良这5个农艺性状,球径仅测到环境互作优势,环境条件的变化对球径表现影响较大,在本研究中未测到球高的杂种优势.     

籼粳重组自交系亲本籼粳特性与杂种优势的关系

为了提高两系杂交稻亚种间杂种优势利用的预见性,以5个两用核不育系和9个籼粳程度不同的重组自交系为材料,研究了亲本籼粳特性与杂种优势的关系。结果表明,F1杂种产量优势与亲本籼粳特性之间以第1~2穗节长鉴定的籼粳特性较好地表现出籼粳差异与产量优势的关系,父本籼粳特性是以籼性越强的杂种优势越大,母本则以粳性越强的杂种优势越大;粳性的增强是有利于每穗实粒数、有效穗数、结实率和千粒重优势的提高,而籼性的增强是有利于每穗总粒数和着粒密度优势的提高;籼粳亚种杂种优势的利用应以培育粳型亲籼系不育系和优良的籼型恢复系(父本系),采用粳母籼父配组方式的利用途径。     

水稻籼粳交衍生系产量相关性状的遗传效应与杂种优势

采用包括基因型与环境互作效应的加性—显性遗传模型(AD模型),对不同环境下水稻籼粳交衍生系产量相关性状的遗传效应与杂种优势进行研究。结果表明,播抽天数、每穗总粒数、每穗实粒数和千粒重性状以基因的加性主效应为主;结实率和株高性状以基因的显性主效应为主;基因型×环境互作效应明显影响产量相关性状表现,以显性×环境互作为主,其中播抽天数、单株谷重、千粒重和穗长的显性×环境互作效应尤为明显。杂种优势研究表明,由遗传主效应控制的杂种优势除单株有效穗数外,其余8个性状均表现正向群体平均优势;基因型×环境互作杂种优势分析表明,单株谷重、单株有效穗数、每穗实粒数、千粒重、株高和穗长6个性状杂种优势的稳定性较好。遗传效应分析结果表明,明恢413、97gk1037、明恢118和明恢417在多个性状上表现以遗传主效应为主,环境互作效应较弱,具有较好的环境稳定性,表明该4个籼粳交衍生品系在籼粳杂种优势利用中具有较高的利用价值。     

距离分析方法在提型杂种小麦亲本选配中的应用研究

本研究利用提型杂种小麦的60个亲本,47个 F_1杂种,在选用性状不同的情况下研究了亲本数量性状遗传距离与 F_1单株产量杂种优势的关系,分析了提型杂种小麦的亲本选配问题,并对遗传距离与杂种优势关系的研究方法等问题进行了讨论。     

白叶枯病抗性水稻广亲和恢复系的鉴定和筛选

【目的】为采用分子标记辅助选择利用野生稻抗性基因提供科学依据,并为选育超级杂交水稻提供目标亲本和选育新的恢复系提供亲本。【方法】以白叶枯病抗性水稻中野5112为供体亲本、广亲和恢复系桂649为受体亲本进行有性杂交,将在分离群体中筛选的35份优良目标品系进行田间接菌鉴定,并用与水稻抗白叶枯病基因Xa23紧密连锁的SSR标记引物RM206对中野5112、恢复系桂649及其35份优良杂交后代F4材料进行分子检测。【结果】从桂649×中野5112杂交后代的35个F4品系中,筛选出13个同时具有白叶枯病抗性和广亲和性潜力及其他优良农艺性状的品系,其中属偏粳型11个,属偏籼型的仅有两个;供体材料中野5112及其13份杂交后代材料携有Xa23的抗性等位点,受体材料桂649及其他22份杂交后代材料未携带Xa23的抗性等位点。田间接菌鉴定结果表明,在37个检测材料中,除中野5112外,对白叶枯病表现中抗以上的有18个品系,进一步证明这部分材料已携带有Xa23基因。将13份携有Xa23抗性等位点的材料与籼、粳稻品种及不育系配组,根据其F1代的育性表现,证明其中12个品系具有广亲和性。此外,与对照汕优63相比,初步鉴定出适合广西种植的具有超高产潜力的杂交稻组合3个,即龙特甫A×100-1-4、龙特甫A×08262-2-1和龙特甫A×08278-1-1。【结论】采用SSR标记引物与PCR检测方法进行Xa23基因分子标记检测是可行的,这为采用分子标记辅助选择利用野生稻抗性基因提供科学依据。筛选出的13份优良品系可用作选育超级杂交水稻的目标亲本或选育新恢复系的亲本。     

粳稻分子标记遗传分化与杂种优势关系的研究

利用9个不同生态类型的62份水稻亲本材料,以生态型为单位进行双列杂交,配制988个组合,研究杂种一代的对照优势和超中亲优势。利用55对SSR引物进行遗传多样性分析,选择分布于水稻12条染色体的37对SSR引物,在62个粳稻品种间共检测出161个等位基因,平均每对SSR引物检测出2~11个等位基因,平均为5.1个。SSR分子标记遗传距离与杂种优势的相关分析表明,分子标记遗传差异与单株产量、穗数和穗粒数有显著正相关。     

棉花永久F_2群体纤维品质性状的遗传分析

利用不同环境下种植的棉花(Gossypium hirsutum L.)永久F_2群体,获得2年三环境的永久F_2群体资料。估算纤维品质性状各项遗传方差比值和进行品质性状杂种优势预测。结果表明,永久F_2群体的纤维品质5个性状的遗传方式基本一致,都受加性、显性以及加性和环境互作的影响,纤维长度和伸长率以加性和显性效应为主,整齐度以显性效应为主,马克隆值以加性以及加性和环境互作效应为主,均达到极显著水平。纤维比强度的遗传受加性、显性以及互作效应的作用较小,作用不显著。永久F_2群体的杂种优势预测估算结果表明,永久F_2群体的纤维品质性状杂种优势非常小,中亲优势小于3%,并且伸长率性状呈负向杂种优势。试验结果可为合理利用永久F_2群体材料提供理论依据。     

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。     

SSR分子标记与水稻杂种优势的相关性研究

[目的]探讨SSR标记遗传距离与水稻杂种优势的相关性。[方法]以5个不育系和4个恢复系为材料按5×4NCⅡ方法配制20个杂交组合,选取36对与水稻产量相关的特异性SSR标记（与QTL连锁的标记）和124对非特异性SSR标记（一般标记）对9个供试亲本进行多态性分析,研究SSR标记遗传距离与水稻杂种优势的关系。[结果]特异性SSR标记遗传距离与水稻F1代各性状优势之间的相关性均不显著,而非特异性SSR标记遗传距离与株高、千粒重优势呈显著和极显著正相关,与结实率优势呈显著负相关,特异性SSR标记遗传距离与水稻单株产量优势相关更密切。[结论]SSR标记遗传距离与水稻杂种优势有一定的相关性,但相关系数较小,不足以预测水稻的杂种优势。