中美高粱杂种优势与配合力研究

中美高粱杂种优势与配合力研究卢庆善Ｋ．Ｆ．Ｓｃｈｅｒｔｚ￣２，ＵＳＤＡ－ＡＲＳ￣２，宋仁本，郑春阳（辽宁省农业科学院高粱研究所ＴｅｘａｓＡ＆．ＭＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＣｏｌｌｅｇｅＳｔａｔｉｏｎ，Ｔｘ７７８４３，Ｕ．Ｓ．Ａ．）中国高粱杂种优势利用的历...     

两系高粱杂种优势分析

对两系高不育系湘糯梁Ｓ－１与１３５个恢复系配制的两系组合杂种优势进行了分析,结果表明,单穗粒重、单穗粒数具有较强的超父优势和竞争优势,生育期具有明显的负向杂种优势。分析了杂种优势的性状相关性及亲缘关系对两系杂种优势的影响。     

高粱核质杂种同工酶与核质杂种优势关系的研究

运用垂直板聚现烯酰胺凝胶电泳法及平板等电聚焦电泳法对高粱核质杂种芽期的过氧化物酶同工酶，酯酶同工酶进行了电泳分析，探索芽期同工酶与核质杂优势的关系。结果表明，不同的同工酶与核质杂种优势的相关性大小不同。作者认为这是对核质互作效应不同程度的刻划。     

我国高粱杂种优势利用回顾与展望

高粱杂种优势的现象很早就被人们发现了,但是,这一技术始终未能应用于生产形成生产力。1954年,美国得克萨斯农业试验站的高粱专家斯蒂芬斯等人利用“快熟迈罗”与“得克萨斯黑壳卡佛尔”进行正反交,结果在 F2的分离群体中发现了雄性不育株,他们用“得克萨斯黑壳卡佛尔”作轮回亲本,与雄性不育株回交,终于培育成功高粱雄性不育系和雄性不育保持系,即 Tx3197A、B——高粱研究历史上第一对雄性不育系和保持系。高粱雄性不育系和保持系的产生为高粱杂种优势的利用奠定了可靠的基础,开创了新的局面。一、我国高粱杂种优势利用的起步与发展1956年,我国留美学者徐冠仁先生回国时,     

高粱籽粒淀粉含量的配合力与杂种优势分析

高粱籽粒中的淀粉是胚乳的主要成分,根据其分子结构可分为直链淀粉和支链淀粉。总淀粉含量及支链淀粉与直链淀粉含量的比率与籽粒出米率、适口性及酿酒产量和品质有重要关系。本项研究选取具有典型性的4份亲本材料,按 Griffing 方法Ⅰ模式组配完全双列杂交,重点研究了总淀粉、支链与直链淀粉含量的配合力与杂种优势,试图为高粱籽粒淀粉含量及其组分的遗传改良提供理论依据。材料与方法选用经过自交纯化、淀粉含量及其构成类型不同的4份材料:粘高粱(昭盟)、黄壳红     

高粱抗旱性状的变异系数与杂种优势

对6个杂交种及其相应亲本在水地、旱地两种环境条件下9个性状的变异系数和杂种优势进行了统计分析。变异系数旱地变幅较大，表现在二级技梗数的变异上，水地变异幅度相差2．3倍，而旱地变异幅度则相差4．4倍。在杂种优势的表现上，水地明显超过旱地，这说明培育高产抗旱杂交种的难度所在。从而提出在旱地育种上，在注意提高茎叶重的前提下，直接选择二、三级枝梗数多的材料，有可能培育出抗旱和杂种优势强的杂交种。     

高粱杂交种亲本遗传距离与杂种优势及杂种产量关系研究

本项研究结果表明：①类平均法较适用于高粱的聚类分析;②聚类结果较好地反映了试材间的遗传差异;③遗传距离（Ｄ２）与地理来源、血缘没有必然的联系;④遗传距离（Ｄ２）与杂交种产量相关不显著,与超中亲优势（Ｈ１）相关极显著,与超高亲优势（Ｈ２）相关显著;⑤遗传距离（Ｄ２）与一般配合力（ＧＣＡ）、特殊配合力（ＳＣＡ）之间相关不显著;⑥用遗传距离（Ｄ２）大小指导组配优良高粱杂交组合尚待进一步研究。     

生长素促进拟南芥AtNRT1.1基因表达增强硝酸盐吸收

为研究生长素信号对植物硝酸盐营养吸收的调控作用,采用扫描离子选择电极技术 (SIET) 和实时荧光定量 PCR 技术(qRT-PCR),测定拟南芥野生型Col-0、生长素过表达突变体yuc1-D以及生长素通路缺失突变体axr1-12 3种株系初始根中硝酸根离子(NO-3)吸收速率以及硝酸盐转运蛋白基因AtNRT1.1表达量的差异,并进一步检测Col-0株系以及硝酸盐转运蛋白突变体nrt1.1株系在正常条件(CK)或施加外源IAA及生长素极性运输抑制剂2,3,5 三碘苯甲酸(TIBA)处理下的NO-3流速和AtNRT1.1基因表达量的差异。结果表明:yuc1 D株系的NO-3吸收速率以及AtNRT1.1基因表达量相比野生型均有大幅增加,而axr1-12株系的 NO-3吸收速率以及AtNRT1.1基因表达量相比野生型显著降低;在Col-0株系中施加外源IAA对NO-3吸收速率以及AtNRT1.1基因表达量有明显促进作用,而施加TIBA的效果反之,说明生长素对硝酸盐吸收有增强效应。nrt1.1株系在CK、IAA、TIBA处理下NO-3吸收速率差异较野生型不明显,揭示了AtNRT1.1基因在生长素促进硝酸盐吸收途径中所起的重要作用。      

高粱-苏丹草杂交种耐盐性的杂种优势研究

采用土培、砂培等方法,利用高粱-苏丹草杂交种,研究耐盐性杂种优势.结果表明,在盐(NaCl)胁迫下,杂种的发芽率、出苗率、幼苗成活率、生长速率等均优于亲本,存在明显的杂种优势,但杂种间有差异.而相对电导率及丙二醛含量则存在负向优势.研究中还发现,种子萌发期比苗期耐盐性强.     

能源高粱在盐碱地上的品种筛选

以本实验室新培育的4个甜高粱杂交种(S1~S4)和6个生物质高粱杂交种(B1~B6)作为参试材料,在吉林省长岭县和山东省滨州市的盐碱地进行2年大田试验,旨在筛选出适合当地及周边盐碱地区生产试验和推广种植的能源高粱杂交种,为我国发展生物质能源提供原料基础。研究结果表明:1)在2个试验点的2年试验中,各参试杂交种株高与茎粗分别为347.4~496.3cm和14.8~20.3mm,生物质高粱杂交种要优于甜高粱杂交种;2)2年中各参试杂交种地上部总干重为9.1~28.5t/hm2,其中生物质高粱杂交种B2、B4和甜高粱杂交种S2分别在各试验点的2年试验中表现突出;3)结合2年试验数据,得出适合长岭试验点推广种植的杂交种为生物质高粱杂交种B3、B4以及甜高粱杂交种S2,适宜滨州试验点推广栽培的为生物质高粱杂交种B2、B3以及甜高粱杂交种S4。     

基于能源利用的高粱配合力和杂种优势分析

为选育生物量高的能源高粱(Sorghum bicolor L.Moench),本研究对不同类型的15个高粱品种和4个不育系,采用NCⅡ遗传交配设计,获得60个杂交组合,对地上部生物量等11个性状进行了配合力和杂交优势分析。结果表明:地上部生物量等10个性状的遗传是由加性和非加性基因共同控制,倒伏率主要受加性基因控制。父本NW-21、绿能3号和母本A3晋粱5A地上部生物量的一般配合力效应值极显著高于对照,是适宜组配高生物产量能源高粱杂交种的父、母本材料。A3三尺三A×绿能3号和A3三尺三A×Saccaline是地上部生物量特殊配合力效应值较高的组合。杂交高粱中在地上部生物量上存在超标优势。     

高粱bmr和光周期敏感基因遗传分析及初步定位

通过田间和实验室相结合把低木质素、高消化率基因bmr和光周期敏感基因PS聚合到饲草高粱中,以提高饲草高粱的产量和品质。以含PS基因的EBA-3和含bmr基因的Tx623B配制杂交组合,构建了F2代分离群体。根据表型分离比例分析,光敏和褐色中脉可能分别受两对彼此独立的非等位基因控制,并且基因之间存在着互作。光敏基因之间存在互补作用,褐色中脉基因之间存在抑制作用。根据高粱的遗传连锁图谱,选取相应的SSR标记。经连锁遗传分析,找到了2个SSR标记,Xtxp7与bmr基因连锁,Xtxp20与PS基因连锁。由于Xtxp7位于连锁群B,Xtxp20位于连锁群G,据此认为高粱有一个bmr基因位于B染色体上和有一个PS基因位于G染色体上。这两个标记的获得可用于标记辅助育种,加速杂交种的转育与利用。此外,对影响开花时间的QTLs和主效基因在高粱和水稻上可能一致进行了讨论。     

植物生长素受体蛋白研究现状

目的对大白菜生长素受体BrTIR1/AFBs基因家族进行系统分析,为大白菜BrTIR1/AFBs基因家族的功能挖掘和性状遗传改良提供理论依据。方法利用生物信息学方法,分析大白菜生长素受体基因家族的进化关系、编码蛋白、保守结构域和顺式作用元件。基于NCBI转录组测序(RNA-sep)数据,分析BrTIR1/AFBs基因家族在大白菜不同组织中的表达模式以及在根肿病入侵条件下的表达情况。结果从大白菜基因组数据库中鉴定得到10个BrTIR1/AFBs基因。拟南芥、茎瘤芥和大豆生长素受体基因家族多序列比对以及系统进化树分析结果显示：BrTIR1/AFBs基因分为6个亚家族(TIR1、AFB1、AFB2、AFB3、AFB4和AFB5),处于同一亚族的基因具有相似的结构。染色体定位结果显示：BrTIR1/AFBs基因家族成员分布在除Chr5、Chr6和Chr10号染色体之外的7条染色体上,呈现出不均匀分布。顺式作用元件分析结果显示：所有的BrTIR1/AFBs基因家族成员都含有响应生长素、防御和逆境胁迫的作用元件,预示着这些基因可能参与相应的生物学过程。组织表达模式分析发现：10个BrTIR1/AFBs基因的转录本在6个组织中被检测到,且不同组织中的表达量存在明显差异。大白菜BrTIR1/AFBs基因家族成员在根肿病病原菌入侵时表达量发生显著变化。结论大白菜生长素受体BrTIR1/AFBs基因家族成员具有保守的基因结构和功能结构域,在大白菜不同组织中发挥着特异的功能,且在抵御病害和干旱等逆境中发挥重要作用。     

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。     

菊花CmPIN1同源基因的克隆与表达分析

以切花菊‘神马’(Chrysanthemum morifolium‘Jinba’)为材料,利用RACE技术与同源克隆方法获得菊花CmPIN1基因全长,通过qRT-PCR技术比较CmPIN1在不同组织器官的表达,同时对CmPIN1响应外施NAA和去顶进行研究。结果表明:1)CmPIN1基因ORF全长1 761bp,编码586个氨基酸,跨膜域位于蛋白N端与C端;通过蛋白序列比对分析,菊花CmPIN1蛋白与百日草ZvPIN1蛋白相似性最高;亚细胞定位结果显示CmPIN1位于细胞膜;2)对CmPIN1表达分析表明,该基因在菊花茎部与芽部具有相对较高的表达量,同时,在离体茎段中的CmPIN1受到生长素诱导;去顶后,CmPIN1表达量降低,而施加5μmol/L的NAA 6h后CmPIN1表达恢复;3)对菊花植株进行去顶试验表明,去顶后,近顶端第一个侧芽内CmPIN1基因表达量优先恢复,趋向于代替顶芽成为新的生长素源,以维持主茎中生长素极性运输;当主茎中的生长素运输通道再次打开,茎节中CmPIN1的表达量均逐渐恢复,其中,在近顶端第一个节间中CmPIN1的表达量恢复较缓慢。可见CmPIN1参与菊花主茎中生长素的极性运输,以及顶端优势的维持,间接抑制侧芽伸长。     

CHA小麦产量因子优势关系分析及育种学评价

通过对 12个CHA小麦杂优组合产量及产量构成因子的优势关系分析 ,揭示了CHA小麦杂种优势表现规律和各种优势对产量表现的相对重要性。结果表明 :产量及其构成因子的平均优势表现大小顺序为 :产量 >穗数 >千粒重>穗粒数 ,各优势对产量超标优势的关联度顺序为产量平均优势 >千粒重超标优势 >穗粒数超标优势 >穗数平均优势>其它。由此反映出在杂优利用研究中进行亲本选配和强优组合筛选时对群体穗数和千粒重、穗粒数的不同要求。