A review: status and prospect of heterosis prediction in rapeseed(Brassica napus L.)

Heterosis has been widely exploited and utilized in rapeseed breeding. Reliable and precise prediction techniques of heterosis contributed in accelerating the crossbreeding and reducing the cost of large-scale field evaluation. Combined with our work in last decades, this review summarized the progress on heterosis prediction of rapeseed (Brassica napus L.), compared the efficiency of different methods, and proposed its prospect.

烟草种质资源分子标记与配合力遗传效应研究进展

综述了烟草种质资源分子标记与配合力遗传效应研究进展,并对存在问题进行了讨论,提出了:(1)在重视种质资源搜集、保存的同时,深化遗传资源鉴定与利用,发掘现有各类烟草种质资源有利基因和特异种质,拓展烟草遗传改良亲本的来源;(2)充分了解亲本之间的遗传差异,选配出强优势杂种组合,促进烟草杂种优势研究的发展;(3)加强DNA分子标记技术与烟草杂种优势利用的基础理论研究,拓展DNA分子标记技术在烟草上应用的广度和深度。

杂交稻米质性状的亲本配合力分子标记鉴定

利用水稻微卫星分子标记技术,结合半双列杂交方法,对 F1 的米粒长宽比、精米千粒重、垩白度、碱消值、胶稠度等5个主要米质性状进行了亲本配合力分子标记研究,结果获得了与这些性状极显著相关的18个亲本微卫星分子标记,其中,米粒长宽比4个,精米千粒重3个、垩白度4个、碱消值4个、胶稠度 3 个。这些标记可以直接用于杂种米质预测和亲本的分子辅助育种改良。同时,进行了亲本与F1 在这些性状上的相关分析。相关分析结果表明在米粒长宽比和精米千粒重两个性状上,恢复系和不育系对F1 的相关系数都很接近。然而在垩白度、碱消值和胶稠度上,母本对 F1 的相关系数显著大于父本,表现出母性遗传特点。

云南中低海拔甘蔗细茎野生种遗传力和配合力分析

【目的】筛选遗传力和配合力表现优良的云南甘蔗细茎野生种及后代,为丰富甘蔗育种材料的遗传多样性奠定种质基础。【方法】依据甘蔗细茎野生种原生地的海拔差异结合SSR分子标记筛选7个云南不同生态型的甘蔗细茎野生种无性系,与以云南当地栽培品种德蔗93-94(母本)进行测交,用R软件对其后代糖产量、蔗茎产量、有效茎数、锤度、茎径、株高6个数量性状进行方差、遗传力和配合力分析。【结果】各组合后代糖产量、蔗茎产量、茎径、株高、有效茎数5个性状表现差异极显著,锤度表现差异显著;各组合后代株高、茎径、糖产量、蔗茎产量的遗传力表现较好,均超67.0%;德蔗93-94×云割82-114和德蔗93-94×云南1号后代株高、有效茎、糖产量和蔗茎产量配合力均表现明显的正效应,德蔗93-94×瑞割07-3和德蔗93-94×瑞割06-7-3后代茎径、糖产量和蔗茎产量配合力有比较明显的正效应,组合德蔗93-94×云割83-184和德蔗93-94×云割83-174后代在有效茎配合力效应表现较好的正效应。【结论】筛选出糖产量、蔗茎产量遗传力和配合力表现突出的云割82-114、瑞割07-30、瑞割06-7-3和云南1号;有效茎数遗传力和配合力优良的云南1号、云割83-184和云割83-174。

杂交粳稻亲本米质性状配合力的分子标记区段检测

选用152个SSR引物扩增11个粳稻细胞质雄性不育系和9个粳稻恢复系的分子标记基因型,并按NCⅡ遗传设计配制99个F1组合,检测20个亲本中有关糙米率、精米率、整精米率、垩白粒率、垩白度、碱消值、胶稠度和直链淀粉含量8个米质性状的一般配合力的分子标记区段。结果发现27个分子标记区段与亲本8个米质性状一般配合力显著相关,共包含49个分子标记区段基因型。其中,31个SSR分子标记区段基因型与亲本8个米质性状优异一般配合力显著相关,涉及14条染色体臂;18个SSR分子标记区段与亲本8个米质性状不良一般配合力显著相关。49个分子标记区段基因型中,有2个分子标记区段基因型与亲本4个米质性状一般配合力共相关;2个分子标记区段基因型分别与亲本3个米质性状一般配合力共相关,8个分子标记区段基因型分别与亲本2个米质性状一般配合力共相关。第7染色体长臂上的分子标记区段基因型RM542-80/105与碱消值相关,增效37.0%;第1染色体短臂上的分子标记区段基因型RM246-95/105与直链淀粉含量有关,减效23.8%;第8染色体长臂上的分子标记区段基因型RM3754-80/90可使F1糙米率、精米率、整精米率和碱消值分别增加1.1%、2.0%、2.4%和43.6%。这些分子标记区段基因型可直接用于改良杂交粳稻亲本米质性状一般配合力。

基于分子标记技术玉米抗粗缩病种质资源的筛选与应用

【目的】利用与3个玉米抗粗缩病位点qMrdd2、Rmrdd6和qMrdd8紧密连锁的分子标记筛选高抗玉米粗缩病自交系,并进行杂种优势类群分类和配合力分析,为玉米抗粗缩病品种的快速高效选育提供依据和方法。【方法】将抗病自交系K36与感病自交系S221杂交,从F2开始,采用单粒传的方法构建一个包括263个F9家系的重组自交系(recombinant inbred lines,RILs)群体;在不同种植环境下,对RILs进行抗病性鉴定,同时,采用与3个抗病位点qMrdd2、Rmrdd6和qMrdd8紧密连锁的分子标记5FR、6W53和IDP25K进行基因型分型,筛选出抗病且农艺性状优良家系;利用Maize56K SNP芯片对包括优良家系在内的24份玉米自交系进行基因型分型,根据Roger’s算法计算优良家系与其他骨干自交系之间的遗传距离,并在构建聚类图的基础上进行杂种优势类群划分;同时利用优良家系与不同类群的自交系测交配制杂交组合,在田间进行配合力测定和抗病性鉴定,筛选出抗病且杂种优势强的组合。【结果】自交系K36在qMrdd2、Rmrdd6和qMrdd8等3个抗性位点处均为抗病性纯合基因型,自交系S221均为感病性纯合基因型。RILs群体的263个家系在粗缩病抗性遗传组成上分为21种基因型,3个位点均为抗性纯合基因型家系的病情指数(DSI)最小(0.281),均为感病性纯合基因型家系的DSI最大(0.776),这与抗、感性亲本的DSI表现一致(0.257和0.623);2个位点为感病性纯合基因型时,1个位点为抗病性纯合基因型的DSI由小到大的位点是Rmrdd6(0.396)、qMrdd8(0.478)和qMrdd2(0.654),结果表明,Rmrdd6抗病性最强,qMrdd8次之,qMrdd2最弱。筛选出的3个抗性位点纯合基因型家系JR2136与其他23份自交系的遗传距离变化范围为0.2234—0.2895,平均值为0.2612,与之遗传距离最小的自交系是C413,最大的是Chang7-2。根据聚类分析结果,将JR2136划分在瑞德群,与属于黄改群的自交系H92和H521配制出抗病强的优势组合,分别比郑单958增产7.01%和7.80%,表明JR2136与属于黄改群的自交系之间具有良好的配合力。【结论】玉米自交系K36对粗缩病的抗性由qMrdd2、Rmrdd6和qMrdd8等3个基因控制、呈数量遗传特征且具有基因累加效应,具有3个抗性纯合基因型的玉米品种抗病性最强。开发的与3个位点紧密连锁的分子标记在抗病品种选育和抗性种质资源筛选上具有实用价值,利用分子标记进行辅助选择和基因聚合的方法选育抗病性强的优势组合应用于生产切实可行。

中国17个优良玉米自交系的分子标记杂合性及其与杂交种性状的关系研究(英文)

在玉米单交种育种中 ,鉴定高产杂交种和具有优良特性的自交系是一个重要的问题。研究以 1 7个优良玉米自交系为亲本 ,按照双列杂交配组合 ,利用 RAPD技术分析了 1 7个自交系的多态性以及 RAPD标记与 9个重要农艺性状 (包括产量 )的关系。基于 RAPD标记计算的相似系数聚类将 1 7个自交系分为 5个类群 ,经分析与系谱亲缘关系基本一致。杂交种性状及其特殊配合力与亲本间的遗传距离是高度相关的 ,与聚类前比较 ,聚类后平均遗传距离与平均产量、平均特殊配合力的相关系数显著提高 ,类间平均产量高于类内平均产量。RAPD技术可揭示优良玉米自交系的系谱亲缘关系 ,将自交系划分成不同的类群 ,从而为选择类间自交系杂交 ,进行亲本选配和分子标记辅助育种提供一种方法。

优质抗病高配合力中籼两用核不育系隆科638S的选育及应用

利用传统育种技术与分子标记辅助选择技术有机结合,成功培育出了株型理想、不育转换起点温度低于23.5℃、育性稳定、异交性好、配合力强的两用核不育系隆科638S,于2014年通过湖南省品种审定。全基因组重测序分析结果表明,隆科638S含有约56.0%的早籼稻遗传背景,以及约8.7%的粳稻遗传背景,为充分利用"早晚生态型间和籼粳亚种间"双重杂种优势奠定了遗传基础。依据分子设计和杂种优势群理论,按"双亲抗性基因互补"和"双亲品质基因一致性"配组原则,高效培育出一批绿色、优质、广适、高产的隆两优系列品种,迅速成为我国南方杂交水稻主栽品种,推动了长江流域杂交中籼品种的更新换代。

植物杂种优势预测研究进展

杂种优势是生物界普遍存在的现象,杂种优势的广泛利用,为农作物种业的发展带来机遇。但是与杂种优势在生产上的应用相比,其预测方法和机理研究却远远落后。该研究概述了杂种优势在遗传距离、配合力以及分子标记等方面的预测进展,并且从各种组学的角度讨论了开发新的预测方法的可能性,以期为有关杂种优势预测研究以及杂种优势的机理研究提供参考。

多基因聚合改良杂交稻恢复系福恢676的稻瘟病抗性

福恢676是一个综合性状优良但稻瘟病抗性不强的杂交水稻恢复系,该父本已测配育成的18个杂交稻品种通过了省级以上品种审定.为了改良其稻瘟病抗性,延长该恢复系在生产上的应用期限.以携带3个稻瘟病抗性基因(Pi-1、Pi-9和Pi-k^(h))的优质恢复系金恢1059为供体亲本,以福恢676为轮回亲本,通过回交导入、分子标记辅助选择及田间稻瘟病抗性鉴定相结合的方法,选育出5个抗病的稳定株系,其中3个株系聚合了Pi-1、Pi-9和Pi-kh.对这5个株系的综合农艺性状、品质和配合力等进行系统比较,并结合稻瘟病抗性鉴定.结果表明,与福恢676相比,改良株系及其与广8A、荃9311A和广占63-4S等不育系配制的杂种F1均表现出稻瘟病抗性明显增强,而其中株系6综合表现最优,遗传背景恢复率为97.1%,且其生育期、株高等主要农艺性状与福恢676测配组合无显著差异,但产量有所提高,品质得到改善.改良的株系6保留了福恢676产量高、恢复力强、配合力好等优良特点,品质有所提升,具有较好的应用前景.

利用有效穗优异配合力分子标记改良粳稻恢复系的效果研究

亲本性状配合力改良是提高水稻杂种优势水平的重要环节。利用粳稻恢复系武育粳3号R的单株有效穗数优异配合力标记RM208-180条带,以武育粳3号R为供体亲本,宁恢8号为受体亲本,通过SSR分子标记辅助选择的杂交、回交和自交,获得了RM208位点为180 bp纯合条带的宁恢8号遗传背景的改良恢复系4个。改良恢复系8010-4-10、8010-4-14和8012-2-9分别与BT型雄性不育系863A配组,3个杂交组合单株有效穗数均显著高于对照宁恢8号,分别提高65.5%,56.9%和86.2%。3个组合的生育期和株高与对照差异不显著而单株有效穗数、单株日产量和单株产量显著增加,表明在不育系相同的条件下,改良的恢复系在目标性状的配合力上得到了明显改良。

高柱头外露率软米型两系不育系水稻选育和配组米质分析

本研究以两系不育系‘矮粳15S’为转育亲本,通过与高柱头外露率水稻以及含有软米基因水稻杂交及复交,再与‘矮粳15S’水稻多代回交,田间对柱头高外露表型进行筛选,同时结合分子标记辅助选择软米基因,已成功培育出柱头外露率高并含有软米基因的两系不育系水稻新品系‘浦粳软S’。‘浦粳软S’不育系熟期较早,植株茎秆粗壮,矮杆大穗,柱头外露率为53.1%。本研究再以‘浦粳软S’为母本与不同籼型恢复系杂交并进行后代米质分析。结果显示,20个组合稻米直链淀粉含量都较低,介于11.2%~13.3%之间。考察除直链淀粉含量以外的其他稻米指标,在20个组合中,有13个组合稻米能够符合优质三等食用粳稻品种品质规定要求;有2个组合稻米能够符合优质二等食用粳稻品种品质规定要求。开展本研究为今后培育超高产优质两系杂交水稻新组合提供科学依据。

玉米百粒重及单株产量遗传改良效果

以Non-Reid群骨干自交系PH4CV、PHB1M为基础材料,采用DH育种技术等方法,经2轮遗传改良分别育成4个改良系(J9D207、J1886、J1518、J1608)。以4个改良系及2个基础系为父本,5个Reid群骨干自交系为母本,组配30个杂交组合。首先,利用SSR分子标记技术,对改良系的遗传多样性进行分析;其次,通过NCⅡ设计方法,对改良系的遗传增益、杂种优势及配合力进行分析。结果表明:基础系与改良系之间存在遗传差异性;遗传增益分析表明,第2轮改良系J1518在百粒重和单株产量上的遗传增益高于基础系12.06%和15.70%,高于第1轮改良系6.00%和7.35%;杂种优势分析表明,百粒重最高的组合为J1598×J1518;单株产量最高的组合为J1595×J1518。配合力分析表明,第2轮改良系的J1518均有较高的配合力。可见第2轮改良系J1518改良效果最好。