十个玉米群体产量的配合力分析

采用双列杂交遗传交配设计,分析了10个玉米群体产量性状的配合力和杂种优势的关系.结果表明,憨头苞谷、Suwan1、辽旅群体和WBM等4个群体产量的一般配合力效应较高,是优良的群体种质,在育种上具有较大的利用价值.Suwan1×BSSS和Suwan1×Lancaster具有较高的杂交产量及特殊配合力效应值,为两个较优的杂种优势模式.     

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。     

花生含油量杂种优势表现及主基因+多基因遗传效应分析

 【目的】了解是花生遗传改良主要目标含油量的杂种优势和遗传特点,指导花生育种实践。【方法】利用植物数量性状主基因与多基因混合遗传模型的P1、P2、F1、F2 4个世代联合分析方法,分析以花生野生种为高油基因源的4个组合后代群体含油量的遗传效应。【结果】4个组合均存在一定的杂种优势,中亲优势率分别为1.41%～9.42%。不同亲本组合含油量基因遗传特点差异明显。SW9721-3×特21和SW9721-12×濮花22号2个组合分离世代F2含油量次数分布均呈混合正态分布,符合主基因+多基因遗传特征。D-0模型是这2个组合含油量的最佳遗传模型,其含油量遗传受1对加性-显性主基因+加性-显性-上位性多基因控制,主基因遗传率为45.00%～47.51%,多基因遗传率为18.72%～22.75%。SW9721-23×95-3和SW9721-38×鲁花11号2个组合F2含油量次数分布均呈正态分布,符合多基因遗传特征,多基因遗传率为66.09%～66.51%。【结论】花生含油量杂种优势和超亲分离普遍存在;控制含油量性状的基因在效应上存在较大差异,有的出现主基因特性;加性基因在花生含油量遗传中起主要作用,通过高油单株定向选择育种可以实现含油量的有效改良。     

黄瓜雌性性状的遗传分析

 【目的】分析黄瓜雌性遗传效应,为黄瓜雌性系和新品种选育提供理论依据。【方法】以雌性系（D0401、D0420）、强雄性系（D06103、D0819）、普通的雌雄异花同株（HL-3）黄瓜为试材,按照Griffing 双列杂交试验方法Ⅳ1/2P(P-1)配制杂交组合,同时选取其中一个组合（D0420×D06103）构建6世代群体P1、P2、F1、F2、B1、B2,调查统计单株25节内的雌花节率,采用数量性状A-D遗传模型,分析不同季节（春季、秋季）黄瓜雌性遗传规律。【结果】黄瓜的雌性遗传符合A-D遗传模型。加性方差、显性与环境互作方差占总变异的比率分别为51.05%、19.66%,显性和加性与环境互作效应均为0;狭义遗传力、广义遗传力均为51.05%;环境互作狭义遗传力为0,环境互作广义遗传力为19.65%。【结论】黄瓜全雌性是多基因控制的数量性状;雌花节率主要是由基因加性效应所控制,常规杂交育种早期世代选择有效;环境（季节）对雌花节率影响较大。     

10个热带温带玉米群体产量性状遗传效应分析

以10个热带、温带玉米群体为材料,采用混合线性(AD)模型和MINQUE(1)法,对7个产量相关性状的遗传力、遗传方差分量比率、群体加性和显性遗传效应进行分析。结果表明:试验群体对籽粒产量的贡献为加性效应>显性效应,产量相关性状狭义遗传力为穗粗>百粒重>穗粒重>穗长>籽行数>行粒数>秃尖;加性效应最好的2个群体是豫综5号和墨黄1号;显性效应最强的4个组合为墨白962×豫综5号、新墨1号×WBM-C4、墨黄1号×SUWAN-1和墨白962×EP7;综合来看,豫综5号和墨黄1号是最具利用潜势的群体种质。     

甘蓝型油菜白花性状的主基因+多基因遗传分析

 【目的】对甘蓝型油菜白花性状进行量化观察,研究其数量遗传特性,为育种利用提供理论依据。【方法】利用扫描仪和颜色提取软件对油菜新鲜花瓣进行处理,获得花瓣颜色特征值（CIE RGB值）,选择能反映花瓣颜色差异的B值,应用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型多世代联合分析方法,对甘蓝型油菜杂交组合（HW243×HZ21-1和HW243×中油821）的P1、P2、F1、B1、B2和F2世代群体进行分析。【结果】甘蓝型油菜白花性状表现为一数量性状,其遗传符合两对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因遗传模型,以主基因作用为主,多基因的作用相对较小。两对主基因的加性、显性和上位性效应均具有较大的作用。在F2群体中主基因的遗传率为96.94%和95.83%,多基因遗传率为3.93%和2.47%;在B1群体中主基因的遗传率为54.58%和49.57%,多基因遗传率分别为35.64%和46.9%;在B2群体中主基因的遗传率为98.14%和97.67%,多基因遗传率分别为0.98%和2.06%。【结论】甘蓝型油菜白花性状具有数量性状的遗传特性,其遗传符合两对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因遗传模型,以主基因效应为主,多基因效应相对较小。主基因的遗传力较高,受环境影响较小。     

玉米温热杂交种光周期敏感相关性状的遗传模型研究

【目的】分析玉米温热杂交种的光周期敏感特性及相关性状的遗传模型。【方法】以9份北方温带选系和8份含热带、亚热带种质的南方选系,按NCⅡ设计组配72个温热杂交种,分别在北京和雅安进行田间试验。【结果】供试温热杂交种总体均表现出较强的光周期敏感性,ASI等10个性状为温热杂交种光周期敏感性相关性状。其遗传模型大多数符合加性-显性遗传模型,少数属于加性-显性-上位性遗传模型;多数性状以加性效应为主,非加性效应为辅,随着日照变长,加性效应的主导地位更加突出。【结论】将热带、亚热带玉米种质利用于温带玉米遗传改良及育种时,应注重相关性状的加性基因效应。     

花生油酸和亚油酸含量的遗传模式分析

【目的】利用F2遗传群体分析油酸和亚油酸含量的遗传模式,为高油酸种质的利用奠定基础。【方法】利用高油酸亲本wt08-0932和wt08-0934与普通（低）油酸含量品种配制杂交组合,建立不同杂交组合的遗传模型,并进行遗传参数估计,明确控制油酸性状的主基因个数、加性或显性效应值、遗传力等。【结果】获得控制油酸和亚油酸性状遗传的2对主基因加性-显性-上位性遗传模型,油酸和亚油酸性状的2对主基因遗传力分别为66%-89%和70%-85%,并存在多基因效应。控制油酸含量的2个主基因显性效应值均为负值,控制亚油酸含量的2个主基因的显性效应值均为正值。【结论】花生的油酸和亚油酸性状分别由2对主基因控制,同时存在基因互作及多基因效应。第一对主基因的加性和显性效应均大于第二对主基因。2对主基因同时变异形成高油酸性状;2对主基因之间的加性和显性效应的差异导致在1对主基因变异时形成中低油酸含量和中高油酸含量的性状表现。     

杂种优势分析

 【研究目的】对8个热带、亚热带玉米群体Pob45、Pob46、Pob501、Pob502、Pool33、Pool34、Pob25、Suwan1进行配合力及杂种优势分析。【方法】试验以自交系昌7-2、郑22、掖478、齐319、Mo17为测验种,采用NCⅡ遗传设计。【结果】Pob25和Pob502的产量一般配合力（GCA）较高,综合产量的一般配合力（GCA）、特殊配合力（SCA）和配合力总效应。【结论】得出塘四平头（昌7-2）×Pob501,塘四平头（昌7-2）×Pob25,Reid（掖478）×Pob25,塘四平头（昌7-2）×Suwan1,旅大红骨（郑22）×Pob502为5大杂优模式。     

新质源(CMS-FA)杂交稻产量相关性状的遗传效应与杂种优势分析

【目的】研究水稻新质源(CMS-FA)不育系和恢复系的产量相关性状遗传效应和杂种优势水平,评价新型细胞质源杂交稻亲本的育种潜力。【方法】采用不完全双列杂交设计,以新质源(CMS-FA)杂交稻系统的5个不育系为母本,5个恢复系为父本配制25个杂交组合,种植亲本和F1获得产量相关性状的试验数据。利用加性-显性遗传模型和MINQUE(1)法对10个产量相关性状遗传方差分量比率、遗传率、亲本加性效应和组合显性效应以及杂种优势进行剖析。【结果】新质源杂交稻产量相关性状同时受加性效应和显性效应的控制,单株穗数、每穗总粒数、每穗实粒数、结实率、千粒重、剑叶长和生育期等性状以加性效应占主导,单株产量、株高和穗长等性状则以显性效应控制为主;狭义遗传率以千粒重表现最高,生育期次之,单株产量最低;加性效应最好的不育系是金农2A,恢复系是金恢3号和金恢1号;显性效应最强的4个组合为金农2A×金恢5号、金农2A×金恢2号、金农4A×金恢5号和金农5A×金恢5号;单株产量、株高、穗长3个产量相关性状F1具有很强的群体平均优势(7.351%—16.330%)和群体超亲优势(4.233%—10.507%),强优势组合杂种优势可达10.307%—49.462%。【结论】供试不育系以金农2A较好,恢复系以金恢3号和金恢1号最好,金恢5号在配制生育期较短的杂交稻高产组合中是一个很好的亲本。     

沙田柚杂交后代群体的SSR鉴定与遗传多样性分析

【目的】利用SSR标记对沙田柚杂交后代群体进行杂种鉴定和遗传多样性研究,为柑橘种质创新和遗传改良提供技术、材料和理论支持。【方法】利用SSR技术分析沙田柚两个杂交组合159株后代的杂种性质,采用UPGMA聚类分析法分析后代群体和亲本的遗传关系。【结果】4对引物可以从104株沙田柚×强德勒柚的杂交后代鉴定出103株真杂种,鉴定率达到99.04%,且在引物AGC9的扩增图谱中有70个单株出现了双亲都没有的新条带;5对引物可鉴定出沙田柚×红江橙的全部杂交后代均为真杂种,一个纯合显性标记AAT12被发现,在引物GA18和AGC9的扩增结果中出现了亲本位点的缺失;UPGMA聚类分析结果显示,两个杂交组合后代群体均出现较显著的遗传变异,两个组合的遗传多样性也有较大的差异。【结论】SSR标记适合柑橘杂种的鉴定和遗传多样性分析,杂交是获得柑橘遗传变异株系的有效途径。     

河南省主要玉米品种杂种优势利用模式分析

【目的】分析河南省主要玉米品种杂种优势的利用模式。【方法】利用玉米基因组的143对SSR引物，从中筛选出均匀覆盖玉米染色体组的95对多态性引物，对河南省主要审（认）定品种的亲本及少数其它自交系进行PCR扩增，用UPGMA法对自交系进行聚类分析，同时对河南省审定品种及部分外引品种在1981～2003年的利用情况进行统计分析。【结果】（1）河南省审（认）定品种的主要自交系可分为Reid、温热、四平头、旅大红骨、Lancaster和综合种选系6个类群,与系谱分析基本吻合；(2)河南省玉米生产上利用的杂优模式主要有12种，其中Reid×唐四平头、Lan.×旅大红骨两种主要模式的应用面积分别为26.47%和20.62%，约占河南省玉米累计推广面积的47%；Reid×旅大红骨占9.41%；而温热×其它（综合种选系或Reid等）占9.07%，是一种新的杂种优势模式。【结论】20多年来，河南玉米生产上利用的12种杂优模式中，Reid×唐四平头和Lan.×旅大红骨是两种最主要的模式，应用面积约占1/2。     

抗黄曲霉玉米群体GT-MAS:gk的配合力效应与杂种优势群划分

 【目的】GT-MAS:gk为抗黄曲霉菌的玉米群体,在美国作为抗源种质被释放利用,对该群体进行配合力测定与杂种优势群划分的研究,有利于外引群体在国内的有效利用和推动抗黄曲霉玉米育种工作在国内的开展。【方法】试验于2003～2005年在山西农科院谷子研究所(长治)进行;试验采用6×6不完全双列杂交的遗传设计,以6个骨干自交系为测验种对抗黄曲霉玉米群体GT-MAS:gk等6个外引群体进行配合力测定。【结果】GT-MAS:gk群体产量的一般配合力效应值GCA为-9.9,在被测的6个群体中居中等水平,与掖478、齐319和Mo17有相对较高的特殊配合力效应,与黄早四、丹340和B73的特殊配合力效应为负向值。【结论】GT-MAS:gk群体应归为瑞德类群,对应的杂种优势群为PA类群、兰卡斯特类群和78599选系。     

不同环境下多个玉米穗部性状的QTL分析

 【目的】探讨穗部性状之间的相互关系及其遗传机制。【方法】以优良玉米自交系黄早四为共同亲本,分别与掖478和齐319杂交,构建两套F2:3群体为研究材料(分别缩写为Y/H和Q/H),在2007年和2008年分别在北京、河南、新疆等3个地点共6个环境下进行了穗长、穗粗、穗行数和穗粒重4个性状的表型鉴定,采用单环境分析和多年多点的联合分析方法对其进行了数量性状位点(QTL)分析。【结果】在单环境分析中,2个群体分别检测到33个QTL和 46个QTL,主要分布在第4、5、6、7、10染色体上。进一步分析发现,在Y/H群体中共定位到4个环境钝感的QTL(即在2或2以上环境下均能被检测到的QTL,且在联合分析中与环境无互作效应),其中以位于第4、5染色体上的qGW1-4-1、qKRE1-5-1对表型的贡献率最大,在不同的环境中对表型的贡献率均大于10%;在Q/H群体中共定位到6个环境钝感的QTL,其中以qKRE2-3-2、qED2-2-1对表型的贡献率最大,分别解释7.23%—18.3%和7.1%—15.6%表型变异。通过多个环境的联合分析,Y/H和Q/H群体分别检测到2个和6个QTL与环境存在显著互作,且以穗粒重与环境互作的QTL最多,而其它性状的大部分QTL与环境的互作效应不显著。上位性分析结果表明,只有少数几个显著QTL位点参与上位性互作,而大部分上位性QTL为非显著位点间的互作,对表型的贡献率较小。比较分析2个群体的QTL定位结果,在2个群体间共检测到4对共有QTL,分别与穗粒重和穗行数相关,位于bin1.10、bin5.05、bin6.05和bin7.02。【结论】这些在不同环境或不同遗传背景下检测到的QTL,可作为穗部性状改良的候选染色体区段,用于分子标记辅助选择或图位克隆,但是同时也要注意上位性和环境对它们的影响。     

大豆异地衍生RIL群体主要数量性状的自然选择效应

 【目的】探明大豆杂交组合在不同生态条件下衍生重组自交系群体的遗传结构的差异及其成因。【方法】以Peking×7605、RN-9×7605两个组合分别在南京和济南衍生的RIL群体为材料,比较同一杂交组合在两地衍生群体主要数量性状的表型差异,鉴别大豆主要数量性状不同生态环境条件下的自然选择效应。【结果】Peking×7605组合衍生的两个群体在南京和济南种植,其株高和分枝数均表现出显著差异;RN-9×7605组合衍生的两个RIL群体在南京和济南种植,其分枝数、有效荚数、单株粒数和百粒重等表现均差异显著。【结论】上述性状发生了明显的自然选择效应,经表型方差分解证实性状差异由群体间遗传结构存在的真实差异造成。     

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.     

沙田柚杂种胚性愈伤组织的诱导及遗传鉴定

【目的】沙田柚（Citrus grandis [L.] Osbeck cv.Shatian）是中国的特有品种，其愈伤组织难以诱导。为进一步进行细胞工程研究，本研究通过与其它品种杂交的方法获得杂种胚性愈伤组织。【方法】以沙田柚为母本，用体细胞杂种橘柚+无酸甜橙 ([C.reticulata Blanco× C.paradisi Macf.] cv.Nova+C.sinensis [L.] Osbeck cv.Succari)为父本进行杂交，90 d后将幼胚取出，在MT + ME（麦芽提取物，500 mg·L-1）和MT + GA3（1 mg·L-1）两种固体培养基上培养。【结果】幼胚培养约5个月左右，在两种培养基上从胚状体和幼小植株的下胚轴处都长出了可继代保存的胚性愈伤组织，经细胞流式仪和SSR鉴定，该胚性愈伤是三倍体杂种愈伤，继代保存两年后，在MT+乳糖（50 g·L-1）培养基上仍可以产生大量的胚状体，具有较强的胚状体发生能力。【结论】沙田柚与体细胞杂种杂交后，可以较容易地获得其杂种的胚性愈伤，对沙田柚种质资源的保存和利用具有重要价值。     

一个短季棉芽黄基因型的鉴定及生理生化分析

 【目的】鉴定新的早熟棉花芽黄突变体,为揭示航天诱变机理和芽黄突变体的利用提供理论基础。【方法】以中棉所58芽黄突变体为材料与野生型、棉花中期库17份芽黄材料进行正、反交,通过遗传学分析、叶绿体的超微结构观察和抗氧化系统酶活性测定,比较中棉所58芽黄突变体Vsp与野生型的各性状差异。【结果】中棉所58芽黄突变体Vsp和野生型中棉所58正、反交F2叶色表现符合绿叶﹕黄叶为3﹕1的分离结果,说明该突变体的芽黄性状由隐性核基因控制,中棉所58芽黄突变体Vsp和其它17份芽黄材料正、反交,虽有材料杂交后代有极个别表现芽黄表型,但绝大部分（95%以上）都表现为正常绿色,说明控制中棉所58芽黄突变体Vsp芽黄性状的基因和其它17份已经鉴定的芽黄材料控制该性状的基因不等位。叶绿体的超微结构表明,芽黄突变体叶绿体发育存在一定的缺陷,发育比较滞后,基粒类囊体和基质类囊体垛叠数较少,排列比较混乱,但随着叶片的不断发育,之后逐渐达到野生型的发育水平。芽黄材料的株高、果枝数、大铃、小铃、产量和纤维品质显著低于对照,芽黄突变体的SOD和CAT活性低于对照,POD活性高于对照,说明其抗氧化能力远低于对照。【结论】利用航天诱变技术,经过多代连续自交,获得芽黄性状稳定遗传且不同于棉花中期库17份已有芽黄材料的芽黄突变体中棉所58Vsp,该芽黄性状受一对隐性核基因控制;该芽黄突体的抗氧化系统酶活性、色素含量、叶绿素合成前提物质及叶绿体的超微结构均受到一定的影响。     

陆地棉产量、纤维品质相关性状主效QTL和上位性互作分析

 【目的】为了能够较为全面地了解陆地棉产量和纤维品质相关性状的遗传基础,利用包含471个标记、总长3 070.2 cM、覆盖棉花基因组65.88%左右的遗传图谱对其进行主效QTL定位和上位性互作分析。【方法】以DH962×冀棉5号的F2:3家系为分析群体,用WinQTLCartV2.5进行复合区间作图定位主效QTL,利用EPISTACY软件对共显性标记进行两位点的上位性互作分析。【结果】共检测到9个与产量相关性状的主效QTL,和5个与纤维品质相关性状的主效QTL,整齐度和比强度在显著LOD阈值下没有检测到相关QTL。共检测到75对互作位点,大多数互作属于非QTL位点与非QTL位点之间的互作,互作类型以加性显性互作和显性加性互作为主。所涉及的性状中,影响衣分和纤维长度的互作位点最多,单株铃数和衣指的最少。在LG1上检测到1个同时控制单株籽棉重、单株皮棉重和籽指主效QTL。在两位点的互作对中也发现了同时影响单株籽棉重、单株皮棉重和马克隆值的互作位点1对,同时影响衣分和纤维长度的互作位点4对。【结论】除了主效QTL外,上位性是陆地棉产量和纤维品质性状的重要遗传基础。主效QTL的效应小和上位性互作将会使得棉花分子标记辅助育种更加困难和复杂。表型相关的性状是由相同的QTL/互作位点所控制,这有助于多个性状的同时选择。