水稻的杂种优势

从中国种植的约800万公顷杂交水稻,从研究文献以及这从次学术讨论会上提交的论文,都充分地证明了水稻存在杂种优势。热带与温带地区异质的杂种F_1产量每公顷约10吨。在有利条件下,产量表现出20—30％的杂种优势,但热带季节变化很大;在较低温度下,杂种具有较低的产量优势。杂种F_1的产量优势主要地是由于增加了小穗数与较大的粒重。在相对低的氮水平下,杂种F_1的产量潜力高于常规育种的半矮秆品种。有关基因作用与配合力的报导表明,水稻的一般配合力与特殊配合力两种效应都是重要的。一般配合力的效应往往大于特殊配合力的效应,但存在充分的例外,因此,应进一步利用杂种。     

杂交水稻优势固定(纯合选优)试验报告

一、前言杂交水稻推广以来,对粮食增产,起了一定的作用,但杂种优势只能在一代中表现出来,第二代则不能利用,通过花药离体培养单倍体育种手段,杂种一代则又是极为丰富的育种材料。MACKEY1976提出:“杂合性不是杂种优势表现的必要条件,纯合性也不排除表现杂种优势,杂种优势遗传机理,经常能在纯组合中固定下来,而不损失它     

水稻杂种优势及其多代利用研究

一、水稻杂种优势(一)杂交水稻的群体优势与基因效应前人研究植物杂种优势方面创立了“显性学说”、“超显性学说”、“杂种生活力学说”和其他解释杂种优势产生的可能机理的理论(4)(7),这些学说的理论观点,直到现今还普遍地被应用来解释任何生物杂种优势起源的遗传机理.如果把前人的理论归纳起来,不论动植物的数量性状及其杂种优势,都是由两类基因在起作用,(9)(12):(一)加性基因的加性效应和线性表现,产生我们所分析的数量性状.这些基因的活动受算术定律支配,以至P、F_1、F_2的算术平均数皆相等,因此不能产生杂种优势或超亲优势.(二)非加性基因,包括显性基因、超显性基因和上位性基因的积进效应和非线性表现,也可作用我们所分析的数量性状.这些基因的效应,就不一定导致P、F_1、F_2的平均数皆相等.因此可以普遍产生杂种优势或超亲优势.     

水稻杂种优势酯酶同工酶测定的研究

用聚丙烯酰胺凝胶电泳和淀粉凝胶电泳分析40个水稻杂交组合的F_1苗期酯酶同工酶,其中15个组合用来分析不同酶谱和杂种优势的关系.发现4种同工酶类型,即互补型、偏父本型、偏母本型和无差异型.杂种优势强的杂种大多数是互补型和偏父本型,而低杂种优势的一般是无差异型.同时亦发现共显性阳极酶带E_3~S和E_3~F可以作为标记酶带,在该位置上,母本的单一酶带和F_1的互补酶带的差异,可以用来测定杂交水稻杂种种子的纯度.     

加速繁殖水稻雄性不育系的措施

雄性不育系的繁殖是水稻杂种优势利用的一个重要环节。搞好不育系繁殖首先必须认真做好隔离,严格除杂除劣,切实保证纯度,另方面还须采取措施以提高产量。前者是质量问题,关系到杂种群体的整齐度和优势表现,后者是数量问题,影响到制种面积的大小,也即杂种水稻种植面积的发展速度。今年早造我们对不育系大田繁殖作了一些初步观察,不育系和保持系同时播种,同时移栽,行比1:1,株行距6×6,单株植。抽穗前后父母本均割除剑叶,盛花期每天人工辅助授粉一次。因赶晚造制种季节,不育系种子边熟边收,产量以广陆银(不)最高,种0.3亩,实     

离子束生物技术改良同源四倍体水稻的设想

利用离子束注入技术对同源四倍体水稻进行遗传改良，有可能为进一步利用水稻强大的杂种优势效应和深入研究水稻无融合生殖现象寻找到新的突破口。对同源四倍体水稻进行遗传改良的技术思路是，瞄准2个总体目标(挖掘水稻的产量潜力和简化水稻杂种优势利用的确定)；采用3种有效技术(离子束生物技术、组织培养技术和多倍体诱导技术)；确定4个研究方向(直接利用同源四倍体水稻的增产潜力、利用同源四倍体水稻的强大杂种优势效应、固定其杂种优势效应和深入研究同源四倍体水稻的生殖发育特性)；达到5个预期目标(探索物种形成的途径、研究生物学特性、寻找遗传变异规律、挖掘潜在利用价值、建立新的育种技术体系)。     

水稻杂种优势早期预测的生理指标研究

一、引言作物杂种优势的研究和利用是近代育种学中的一个重要领域,近年来发展很快,受到国内外的广泛重视,但优势杂种一般都是在大量杂交组合与数年田间实验的基础上获得的,这很花费人力、物力和时间,因此,急需寻找一种能早期预测杂种优势的简单有效的方法,以节省人力、物力和时间,并为农业增产提供更多的优势杂种~〔1,2,3,4〕。近年来,我们从过氧化物酶同工酶、抗逆力、发根力等方面进行了探索,其中同工酶谱的分析测定和抗热性的测定,似乎可以作为水稻杂种优势早期预测的参考指标.     

水稻杂种优势的遗传研究

采用双列杂交法分析水稻杂种优势．用杂交水稻研究中具有代表性的8个品种．按所有可能成对杂交，对配成的28个组合进行田间重复试验，评估产量及其构成因子等性状．结果表明．所考察6个农艺性状在各组合问总体平均数差异显著；6个农艺性状一般配合力方差和特殊配合力方差达到极显著水平，即表明所研究性状同时受加性效应和非加性效应控制；从8个亲本6个农艺性状的一般配合力效应值(gi)分析可得出．同一亲本不同性状其gi值不同．同一性状gi值在不同亲本间亦有很大差别；从28个组合的特殊配合力效应(Sij)可得出，特殊配合力在同一组合不同性状间以及同一性状不同组合间存在显著差异．一般配合力与特殊配合力在多数组合中表现一致．但也有例外，是由于双亲杂交具有很强的非加性效应所致．在产量构成要素中．单株实粒数表现为最高杂种优势，其次是有效穗数，而千粒重优势最小。     

玉米线粒体杂种优势和线粒体互补与田间籽粒产量的比较

我们前一工作,曾观察到某些优势玉米杂种似乎存在着线粒体杂种优势和线粒体互补现象为了进一步验证线粒体杂种优势或线粒体互补效应与杂种田间产量是否呈显著正相关,是否对亲本组合的选配上有应用价植。我们对七套具有不同杂种优势的玉米杂交组合进行了测定。由测定结果来看:线粒体杂种优势与田间籽粒杂种优势之间,基本达到显著正相关水平(r=0.73)。植得注意的是,玉米自交系和杂种的线粒体氧化活性与它们的籽粒产量之间,表显现出显著的正相关(r=0.83)。但是,线粒体互补效应与籽粒产量杂种优势之间,无显著正相关(r=0.50);线粒体杂种优势和线粒体互补效应之间,也不存在显著正相关(r=0.33)。看来,线粒体杂种优势和线粒体互补作用,可能是两种不同的生理现象。我们初步认为:线粒体杂种优势可以考虑作为一种鉴别杂种优势的生理指标;但目前还不能确认线粒体互补作用是一种预测杂种产量水平的可靠方法。     

利用大麦寡核苷酸芯片分析小麦种间杂交种与亲本之间根系基因表达谱

大量报道表明，杂种优势的形成与杂种一代中亲本基因的表达方式改变有关.为了深入研究小麦杂种优势形成机理，分析了小麦种间杂交种3338/2463在分蘖盛期地上部以及9个根系性状的杂种优势.结果表明总根长、根表面积、根体积、根干重和叶干重等5个性状表现明显的杂种优势.在测定小麦种间杂交种3338/2463根系性状杂种优势基础上，利用大麦寡聚核苷酸芯片，研究了上述杂交种与其亲本之间根系基因差异表达.结果发现，有1187个基因在杂种与亲本之间存在表达差异.差异表达模式可以分为8种类型，即杂种特异型、杂种沉默型、亲本特异型、亲本沉默型、杂种上调型、杂种下调型、杂种偏高亲和杂种偏低亲.利用半定量RT-PCR技术对14个差异表达基因的表达模式进行验证，发现9（64.29%）个基因与芯片的表达类型完全一致.利用GeneOntology分析对差异表达的基因进行分类，表明差异表达基因涉及植物生长代谢的各个过程.将差异表达基因进行电子定位分析，发现差异表达基因散布在小麦的各条染色体的Bin上，分布在第一到第七部分同源群上的差异表达ESTs分别为158，148，121，140，132，94，127个.     

水稻的杂种优势与超高产育种

杂种优势是指两个遗传基础不同的亲本杂交所得到的杂种一代在产量等经济性状、生长势、存活力、生殖力和抗逆性等某一方面或几方面优于双亲的现象。杂种优势足…种普遍的生物学现象,其形成机理十分复杂。     

水稻杂种一代优势规律的初步研究

<正> 在农业生产上,杂种优势的利用是一项有效的增产途径。近几年来,我国水稻杂种利用的研究取得了显著成绩,但怎样进一步选育出早、丰、抗、优的新组合,在理论和实践上都没有很好的解决。为了给选育杂交水稻新组合提供理论依据,现将1981年的实验结果分析如下。     

利用大麦寡核苷酸芯片分析小麦种间杂交种与亲本之问根系基因表达谱

大量报道表明，杂种优势的形成与杂种一代中亲本基因的表达方式改变有关．为了深入研究小麦杂种优势形成机理，分析了小麦种间杂交种3338／2463在分蘖盛期地上部以及9个根系性状的杂种优势．结果表明总根长、根表面积、根体积、根干重和叶干重等5个性状表现明显的杂种优势．在测定小麦种间杂交种3338／2463根系性状杂种优势基础上，利用大麦寡聚核苷酸芯片，研究了上述杂交种与其亲本之间根系基因差异表达．结果发现，有1187个基因在杂种与亲本之间存在表达差异．差异表达模式可以分为8种类型，即杂种特异型、杂种沉默型、亲本特异型、亲本沉默型、杂种上调型、杂种下调型、杂种偏高亲和杂种偏低亲．利用半定量RT—PCR技术对14个差异表达基因的表达模式进行验证，发现9（64．29％）个基因与芯片的表达类型完全一致．利用GeneOntology分析对差异表达的基因进行分类，表明差异表达基因涉及植物生长代谢的各个过程．将差异表达基因进行电子定位分析，发现差异表达基因散布在小麦的各条染色体的Bin上，分布在第一到第七部分同源群上的差异表达ESTs分别为158，148，121，140，132，94，127个．     

杂种水稻生物学特性的初步研究

在毛主席革命路线指引下,我国水稻杂种优势取得进展,大面积推广应用水稻杂种种子卓有成效。为了进一步寻找更大的强优组合,充分了解杂种植株的各种生物学特性,为杂种的合理栽培提供依据,我们开展了本项目的研究工作。一、实验方法由于矮化育种是现代农业栽培技术基本的要求,因此我们选取了几个具有“矮因”的品种(矮脚南特;矮仔占、广陆矮4号、广矮六号;低脚乌尖、IR24;矮种水田谷,窄叶青;辐包矮,钢枝占和可能含有“矮因”的蓝贝利)作为杂交的主要亲本,分别进行早稻×晚稻、早稻×早稻、晚稻×晚稻,矮秆品种×矮秆品种,矮秆品种×高秆品种等杂交组合配对。此外还用抗病品种如脱脱普、夜花占、杜子籼、鸡对伦为亲本,以增加杂种的抗逆性。     

水稻同工酶与其杂种优势关系的研究

杂种优势的利用是当前农业生产中快速有效的增产途径之一。查明杂种与其亲本的遗传关系,进行杂种优势的予测,对选配杂种的亲本组合和培育生活力强、具有优良经济性状的强优势杂种具有重要意义。长期以来,杂种优势的予测一般都采用与产量有关的数量性状统计的方法,随着科学技术的飞速发展,杂种优势的予测开始从数量性状的统计深入到了细胞学和生物化学的领域。鉴于同工酶是基因转录和翻译的直接产物,是与基因距离最短的一种表现型,因此,科学工作者们把同工酶的研究看作是研究基因活动的一种有效手段。自从1960年Schwartz首先利用淀粉凝胶电泳技术研究玉米自交系杂种的酯酶同工酶,并发     

中国农业科学家首次揭秘水稻自私基因

正中国农业科学家系统解析了水稻粳稻与籼稻杂种不育问题及遗传特性,发现自私基因系统控制水稻杂种不育,影响稻种基因组的分化,并有望解决水稻杂种不育的难题。该项研究成果于6月8日在国际学术顶级期刊《科学(Science)》杂志上在线发表。该研究由中国农科院作物科学研究所与南京农业大学等单位合作完成,获得科技部的大力支持,得     

不同基因型杂交水稻根系分布特征及其对水稻耐旱能力的影响

干旱是限制水稻产量的主要因素之一.以46个杂交水稻品种为材料,采用人工旱棚和盆栽试验,通过研究不同水稻品种在干旱条件下的根系分布、相关酶活性及DRO1基因测序,分析了不同品种水稻根系分布特征及其对水稻苗期抗旱能力的影响.结果表明:(1)依据综合耐旱指数值,可以将46个杂交水稻品种分为三类:耐旱性品种(综合耐旱指数≥0.75)、半耐旱性品种(综合耐旱指数≥0.65)和干旱敏感性品种(综合耐旱指数≤0.65).(2)耐旱品种川谷优208和德优4727在30～50 cm土层的根长、根数和根重显著增加,在干旱胁迫期间根系中的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性显著提高.(3)DRO1基因测序表明,耐旱性、干旱敏感性品种在第3外显子区均表现出单核苷酸多态性;同时相关性分析表明,DRO1基因不仅与根系分布有较高的相关性,而且与SOD和POD活性也有较高的相关性.深根系作为耐旱水稻品种的重要特性,对水稻抗旱能力起着至关重要的作用.根系数量、根系重量、根系POD和SOD活性以及DRO1基因性状等可作为季节性干旱地区耐旱水稻品种筛选的重要指标.     

水稻光温敏雄性不育基因连锁标记的分离与鉴定

两系法杂交稻是一种利用水稻杂种优势的重要途径，主要依据水稻光温敏雄性不育系在不同条件下的育性转换用于配制杂交种．以培矮64S(PTGMS)与明恢63杂种自交的F2代为供试材料，采用随机放大多态性DNA(RAPD)技术分离与培矮64S的PTGMS基因连锁的分子标记．在F2代2个分别代表可育和不育的群体以及亲本株系中，采用100个RAPD引物扩放基因组DNA筛选多态性DNA片段．RAPD引物S8产生的DNA片段中，除重复顺序外，有一个长度为0．85kb片段为单拷贝．分子杂交表明，这一单拷贝标记与培矮64S的PTGMS基因连锁．     

一个玉米(Zea.Mays L.)杂交种增强表达的GA20氧化酶新基因(ZMGA20)的克隆和鉴定

杂种优势的形成与杂种一代中亲本基因的表达方式改变有关.为了深入探讨赤霉素合成关键酶GA20-氧化酶基因的全长cDNA序列(ZMGA20),根据同源性比较和序列分析显示,该基因与小麦(CAA74330)、黑麦草(AAG43043)的氨基酸序列一致性最高,达到72％．它具有2-酮戊二酸双加氧酶典型的保守功能域,包括Fe2 结合域(His-229,Asp-231,His-287)和2-酮戊二酸结合域(NYYPPCEKP);前者是Fe2 的结合位点,后者结合共同的前体2-酮戊二酸．采用半定量RT-PCR检测ZMGA20在玉米杂种与亲本之间的差异表达,结果显示,在玉米的根、茎、未展开叶、20 d的胚以及雌穗中,ZMGA20基因在杂交种和亲本间都表现为杂种增强的表达模式．在此基础上,对ZMGA20基因差异表达与杂种优势的关系进行了讨论．     

水稻杂种优势的利用

两个不同品种杂交的杂种第一代,往往比杂交亲本有较强的生长力、适应性、抗逆性和抗病虫能力,从而导致增产,人们把这种现象称为杂种优势。杂种优势现象普遍存在于动植物界中。广大劳动人民在生产实践中,很早就注意到怎样利用它为生产服务,而且积累了丰富的经验。近代,在农作物方面,玉米、高粱、烟草、亚麻、大麦、棉花还有二十多种蔬菜作物已进行杂种优势利用研究,增产幅度从百分之二十五至一倍以上。所以杂种优势的研究和推广应用,对于当前农业学大寨促进我国农业大上快上具有重要意义。