小麦早熟性遗传与选育方法的初步研究

研究证明,早熟性是由不同的亚性状组成的多基因控制的数量性状,遗传行为比较复杂。而且在不同生态类型间存在遗传差异。F_1的两个亚性状表现为反向遗传,即前显后隐,或前隐后显。全生育期的显性表现和前期基本一致,说明前期亚性状的遗传效应大于后期,成熟期与抽穗期密切相关(r=0.524)。小麦普遍存在杂种优势。不过不同品系的同一性状或同一品系的不同性状显示的优势差异很大。前期负向优势以奥尔生最强(-0.50%),后期则最弱(2.62%)。而且,同一品系在不同遗传背景下的优势也不同。F_2群体平均值,三个性状的顺序同F_1。超早亲的频率和幅度,同亲本的关系最密切。绝对超早的频率和幅度更有实际育种意义。早熟性遗传力值较高(抽穗期为51.9%,成熟期为43.9%)。可在早代选择,提高早熟育种效率。亲本的两个亚性状,在杂交后代中可以结合成各种构型的全生育期,规律是:两短难结合,超早频率低;两长易结合,超早频率高。说明前短和后短的不同亲本基因,很难在杂交后代中进行重组,形成全生育期最短的新基因型。但是某些品系的杂交,也会打破这种连锁,出现有利的基因重组。如前期较短的69-2(189.50天)与后期较短的奥尔生(38.99天)杂交,F_2出现17.2%的植株比理论全生育期还短,确是一个好组合。     

冬小麦杂种后代(F_1、F_2)早熟性遗传的初步分析

通过试验说明,小麦的早熟性属数量性状。用生育期不同的亲本杂交,F_1抽穗期介于双亲之间,并倾向早熟亲本;F_1杂种的平均优势为-14.2％;F_2的抽穗期呈连续变异,并出现超亲遗传现象。小麦抽穗期的遗传力较高,平均为63.76％。F_1的抽穗期与双亲抽穗期的平均值具有明显的相关性,r=0.767,回归系数为0.715。生育期不同的亲本对杂种后代有较大的影响。一般组合受“早亲”的影响较大,但也不能忽视“晚亲”的制约作用。不同亲本早熟性的遗传传递力不同。在育种工作中应注意早熟亲本的选择。根据早熟性遗传规律,可以“早中选早”,也可以“晚中选早”,在杂种的早期世代选择早熟的类型是有效的。     

作物杂种后代基因型值和杂种优势的预测方法

本文提出了利用作物亲本和F_1预测杂种后代基因型值和杂种优势的统计分析方法.该方法运用加性-显性遗传模型,分析双列杂交试验资料,用MINQUE(1)法估算方差分量以及预测遗传效应值.由加性和显性效应预测值可进一步预测F_1,F_2,BC_1,BC_2,等不同世代的基因型值,在预测F_1群体平均优势和群体超亲优势的基础上,可以推导出其它各世代的杂种优势.提出了预测杂种后代保持超亲优势世代数的简单公式,根据杂交组合F_1群体平均优势和双亲相对遗传差异,便可预测该组合能在生产上直接利用的世代数.以棉花六个品种完全双列杂交试验资料为例,分析了各组合F_1和F_2的基因型值、超亲优势和保持5％超亲优势的世代数.     

甘蓝型油菜芥酸和二十碳烯酸含量的基因效应

以甘蓝型油菜的4种纯合芥酸基因型之间所有可能的6个杂交组合的P_1、P_2、F_1、P_2、B_1和B_2世代为材料,用生统遗传学方法研究了芥酸和二十碳烯酸的基因作用形式及效应。发现无论亲本是单基因差异还是二基因差异,F_1和F_2代的芥酸含量都接近中亲值,F_1略大于中亲值和F_(20)世代均值分析表明,芥酸含量的遗传符合加性显性模型,加性效应占绝对优势,显性效应不显著。用数量遗传学方法估计的芥酸基因数与已知的结果相近。     

不同环境下水稻谷粒重发育的杂种优势和遗传相关性分析

选用9个不同类型的水稻品种(系),按双列杂交设计(6×5)配成两套亲本和F12个世代的遗传材料,采用数量性状的加性、显性遗传模型、发育遗传模型比较分析了水稻谷粒重发育的杂种优势和遗传相关性。结果表明,早季在谷粒充实前期(1～12d)群体平均优势较小,中后期(13～28d)正向优势趋于明显,在谷粒充实的全过程均表现较小的负向群体超亲优势;晚季则在谷粒充实前中期(1～18d)表现正向群体平均优势。后期(19～28d)优势不明显,在谷粒充实前期(1～12d)表现正向群体超亲优势,之后转为明显的负向群体超亲优势,表明晚季谷粒发育的杂种优势表现较之早季更有利于提高籽粒充实质量,不同发育时期谷粒重之间以及与最终谷粒重之间的遗传相关分析表明,早季以显性相关为主,晚季以加性相关为主,随着发育进程的推进,相关趋于密切。     

辣椒净光合速率Hayman双列杂交分析

用辣椒(Capsicum annuum L.)6个亲本,按(1/2)n(n-1)双列杂交法配制15个杂交组合,用Hayman双列杂交分析法估算不同开花结果时期净光合速率的遗传参数。阵列协方差(Wr)对阵列方差(Vr)的回归分析结果表明,辣椒开花结果前期、中期、后期净光合速率的遗传都不符合“加性-显性”模型。Wr Vr与亲本Yr间的相关分析表明含有更多高净光合速率,显性基因的亲本具有较大的Wr Vr值。遗传参数估算表明开花结果时期的净光合速率遗传是显性效应比加性效应更加重要,同时还存在显著上位性效应。狭义遗传力较小,开花结果中、后期杂种优势比前期明显。     

大麦发育模型及其光敏感参数

为了确定光周期对作物影响的连续变化规律,采用大麦自交系为材料,通过大麦自交系从长日照到短日照和从短日照到长日照环境有规律地进行相互转移的试验方法,定量地研究了光周期对大麦自交系诱导的响应。结果表明:光周期对大麦生长发育的影响呈阶段性线性关系。据此将大麦花前期发育阶段划分为基本营养生长期(BVP)、光敏感期(PSP)和光敏感后期(PPP)。建立了光周期影响大麦发育的数学模型,计算出花前期各发育阶段的天数,然后根据大麦光温发育模拟模型确定模型参数:它们分别是f0(最短花前期)、θ1和θ2(光敏感期起始时间和光敏感期终止时间)、δ(光敏感系数);估出96个大麦品系(包括两个亲本)的发育模型参数。计算结果表明,96个大麦品系均受光周期的影响,不同的大麦品系感光性差异较大,最早的在出苗后9.78d就进入光敏感期,最迟的在播种后41.49d进入光敏感期;最快的9.2d通过光敏感期,最慢的光敏感期一直持续到抽穗前;不同的发育阶段光周期对大麦的影响也有明显的区别,表现为光敏感期强烈地受光周期的影响,而在基本营养生长期和光敏感后期的影响较小;并分析了大麦抽穗前各发育阶段的长短与感光性强弱的关系。     

大麦籽粒蛋白质含量的配合力研究

采用蛋白质含量不同的6个大麦品种,以双列杂交设计,经过2年3个世代研究大麦籽粒蛋白质含量的杂种优势与配合力。试验表明:(1)大麦籽粒蛋白质含量在F_2、F_3代几乎全为负向优势(-10.81—16.92%)。低蛋白质含量为显性;(2)一般配合力方差为特殊配合力方差的3—4倍。亲本的表型与一般配合力效应相关密切。通过亲本可以大体预测杂种群体的蛋白质含量。Hiproly为高蛋白含量的优良亲本,Pally为低蛋白含量的优良亲本。(3)杂种组合籽粒蛋白质含量的特殊配合力高低与杂种优势相关密切,但与表型不密切,故不能完全以此评定杂种组合的价值。 对亲本籽粒蛋白质含量配合力的应用作了讨论。     

番茄果实乙烯释放量的遗传模型分析

本试验选择2个番茄果实乙烯释放量显著不同的番茄品系,通过P_1、P_2、F_1、F_2、B_1和B_2六世代的分析方法,研究了番茄果实乙烯释放量的遗传规律.结果表明:番茄果实乙烯释放量遗传符合1对负向完全显性主基因+加性-显性多基因模型(D-4),主基因效应在B_1、B_2和F_(23)个世代的遗传率分别为36.33%、44.09%和35.14%,多基因效应在B_1、B_2和F_(23)个世代的遗传率分别为54.73%、40.50%和54.88%.     

八倍体小偃麦与普通小麦杂交后代的细胞遗传学研究

本研究以八倍体小偃麦小偃7430和普通小麦鲁麦1号为亲本,对其杂种的6个世代(F_1、F_2、F_3、B_1F_2、B_1F_3、B_2F_2)的细胞遗传学进行了研究。结果表明:从杂种F_1开始,随着自交和回交世代的增进,杂种后代植株染色体数逐渐减少;植株染色体数越多,减数分裂中期Ⅰ单价体出现频数、多价体出现类型及频数也越多,但二价体出现个数基本稳定在21左右。通过细胞学鉴定和性状观察,从小偃7430与鲁麦1号杂交的不同世代中选出了几个二体异附加株,有的农艺性状较好;还选出了农艺性状好,细胞学基本稳定的2n=42的株系,初步实现了将偃麦草的某些特异染色体或优良基因导入普通小麦遗传背景的目的。     

亚洲棉同源四倍体与陆地棉杂交和回交后代育性遗传的研究

为培育棉花细胞质雄性不育系,从1973年起用陆地棉与人工加倍获得的中棉同源四倍体杂交,以杂种(F_1)为母本,连续用陆地棉作为轮迴亲本回交,1979年获得F_1及四次回交后代,以此为材料研究F_1及其回交后代的育性遗传。中棉同源四倍体雄性全不育,用陆地棉花粉授粉可以成铃,成铃率显著高于中棉二倍体×陆地棉。中棉同源四倍体×陆地棉的F_1雌性高度不育,雄性完全不育;BC_1F_1雌雄配子育性更低于F_1;BC_2F_1雌配子育性迅速恢复,雄配子仍不育;BC_3F_1和BC_4F_1雌配子育性继续提高,雄配子育性发生分离,由BC_2F_1不育株所产生的BC_3F_1群体中,雄性不育株率为17.5％,由BC_3F_1不育株所产生的BC_4F_1群体雄性不育株率达66.6％。对F_1及回交各世代花粉粒形态和生活力作了鉴定,同时对F_1及回交各世代的花粉母细胞减数分裂行为进行了观察。     

短季棉早熟不早衰生化性状的遗传分析

用5个早熟不早衰的短季棉品种和5个早衰的短季棉品种进行双列杂交,并对亲本、F1和F2代于2001年和2002年田间试验研究与短季棉早熟不早衰有关的抗氧化系统保护酶(SOD、POD和CAT)、叶绿素及激素(生长素和脱落酸)的遗传特性。结果表明：抗氧化系统保护酶CAT、POD和SOD存在着不同的遗传特性,CAT酶以加性上位性效应为主,其次为显性效应;POD酶以加性效应为主,其次为加性上位性效应;SOD酶活以显性效应为主,其次为加性上位性效应;IAA以显性效应为主,其次为加性效应;ABA以加性效应为主,其次为显性效应。且这些生化性状的遗传率较高,在后代能稳定遗传;同时棉株在不同发育时期体内生化性状表达不同,在花铃期CAT、POD和SOD酶以显性效应为主,其次为加性上位性效应,加性效应表达量很小;棉株体内生化性状的表达也是相互联系、相互制约,CAT酶与POD酶存在着遗传和表型负相关,与SOD酶存在着遗传和表型正相关;POD酶与SOD酶存在着遗传和表型负相关;抗氧化系统保护酶与激素之间存在着复杂的遗传关系。因此,研究生化性状的遗传特性和表达特征,为选育短季棉早熟不早衰新品种和生化性状的QTLs定位提供理论依据。     

圈养及野生藏酋猴子代遗传多样性差异分析

为评价圈养及野生藏酋猴Macaca thibetana子代遗传多样性的差异,本研究利用藏酋猴线粒体控制区(mt DNA D-loop)全长序列,对四川省金阳地区野生亲本及子一代、马边地区野生亲本及圈养繁殖子一代共102只个体开展了遗传结构变异分析。结果显示,藏酋猴mt DNA D-loop的序列长度为1 091 bp,包括115个变异位点,66个单倍型,其中,马边种群亲本与子一代共享2个单倍型,金阳种群亲本与子一代共享1个单倍型。马边种群2个世代个体的核苷酸多态性分别为0.004 77和0.004 09;而金阳种群2个世代个体的核苷酸多态性分别为0.002 30和0.002 78,子一代与亲本的遗传多样性差异无统计学意义,均处于较低水平。马边和金阳地区子一代与亲本之间的遗传距离分别为0.024 09和0.002 55,表明圈养和野生条件下的子一代与亲本间均未出现明显的遗传分化。根据D-loop全长序列所构建的邻接(NJ)树显示,金阳或马边地区的不同世代个体在NJ树上互相交叉,未形成独有的进化支,说明无论自然条件下的随机交配还是圈养繁育的人为选择压力均没有对藏酋猴种群的遗传结构造成大的影响。本研究首次利用mt DNA D-loop全长序列分析藏酋猴野外与圈养繁殖的亲本与子一代间的遗传差异,为藏酋猴实验动物遗传控制标准化提供数据支持。     

问:玉米F_1种子能说成“F_1果穗”吗?

答:果穗与种子(指的胚和胚乳)是不同的世代的组织,是不同基因型的反映.高中生物课本“实验二”上提的“F_1的果穗”,应改为F_1种子或亲本植株果穗上的玉米粒。“F_2果穗粒色”应改为F_2玉米粒色或F_1植株果穗上的玉米粒色等. 其理由是:玉米果穗包括穗柄、苞叶、穗轴和雌性小花等部分,由主茎腋芽延仲而长成,与主茎植株(这里指亲代母本植株)同一世代,属于母本体细胞组织,它的性状发育由母本的基因型所决定的.所以果穗不     

斑茅割手密复合体杂交利用过程野生特异基因遗传分析

揭示斑茅割手密复合体在杂交利用过程中的斑茅、割手密野生特异基因在各世代的遗传规律,为利用斑割复合体创制甘蔗育种新亲本提供理论依据。利用AFLP-PCR分子标记结合毛细管电泳技术对斑割复合体在杂交利用过程中的斑茅、割手密野生特异基因在各世代的传递动态进行分析,并研究它们之间的遗传关系。29对AFLP引物组合共扩增出3695个位点,多态性比例为97.89%。斑茅和割手密对斑割复合体的遗传贡献率分别为43.96%和56.04%。斑茅特异位点在F1、BC1和BC2 3个世代的平均遗传率分别为8.25%、1.90%和0.63%,割手密特异位点在F1、BC1和BC2 3个世代的平均遗传率分别为16.98%、2.40%和0.21%,特异遗传物质均呈逐代减少趋势。比较不同世代甘蔗栽培种亲本遗传到后代的特异位点比率,F1的GT02-761特异位点比率最高,BC1的GT05-2743特异位点比例平均高达92.75%,BC2的ROC23遗传率最低,为49.09%,FN39遗传率最高,达94.32%。聚类分析结果表明斑割复合体偏向父本遗传,斑割复合体杂交后代偏向甘蔗栽培种遗传,与分子遗传关系分析结果一致。研究表明,经过3代的遗传重组,斑割复合体后代的遗传物质与斑割复合体相比已发生了很大的改变;研究明确了斑茅、割手密2个亲本在3个世代的遗传贡献规律,为进一步的杂交选育提供理论支持。     

晚稻品种间杂交后代生育期遗传的研究

本文总结了粳稻品种间(包括晚×早、晚×中、晚×晚)杂交后代F_1—F_4的生育期研究,以单株抽穗日数为指标。 F_1的基本趋势是早熟对晚熟具有优势,17个杂交组合中有10个较早亲早,一个与早亲相同,两个为中间偏早,两个属于两亲中间型,一个偏晚亲,一个与晚亲同时。 F_2真各个组合的抽穗期都表现连续变异,即出现从早亲到晚亲的抽穗期以及各种中间     

超甜玉米种子萌发物质利用性状杂种优势及亲子回归关系分析

为阐明超甜玉米(Zea mays L.var.saccharata Bailey)亲本对F_1种子物质利用性状遗传效应,研究了19份自交系和其测配的10个杂交组合的杂种优势及亲子回归关系。结果表明,超甜玉米自交系及F_1种子的淀粉含量、蛋白质含量、脂肪含量、百粒重、种子物质动用量和种子物质利用率差异较大,10个杂交组合中亲本和F_1种子的淀粉含量、脂肪含量、百粒重均存在显著差异。F_1种子淀粉含量和百粒重均表现出正向超亲优势,即近高亲本遗传;而F_1种子的蛋白质含量、脂肪含量、种子物质动用量和种子物质利用率为近低亲本遗传。聚类分析和杂种优势分析表明,性状差异较大的FH14、Q26、GT22、GT2等亲本测配的杂交组合在种子百粒重或种子物质利用率等性状上具有较强的超亲优势。回归分析表明,母本对F_1种子的淀粉含量、百粒重有负效应,对种子物质动用量和种子物质利用率有正效应;父本对种子淀粉含量有负效应,对种子物质利用率有正效应。     

对回交和测交的看法

所谓回交是指F_1和亲本之一进行交配,而测交是指F_1与双隐性个体交配。二者的关系是: (1)测交可以是回交的一种方式,即与双隐性的亲本交配。如高中《生物》第124页图53“两对相对性状遗传的测交”可以说明这一点。 (2)测交不一定都是属于回交。如纯合的黄色皱粒和绿色圆粒豌豆杂交,F_1全是黄色圆粒。为了鉴定杂种F_1的基因型,必须让其双隐性个体交配。即     

用微卫星DNA标记分析水稻"培矮64S/Nipponbare"F2、F6群体的遗传结构

群体的构建与遗传结构分析是利用该群体开展进一步研究的基础。选用157对均匀分布在水稻12条染色体上且在双亲间具有多态性的微卫星标记分别对"培矮64S/Nipponbare"F_2群体(180个株系)和F6群体(330个株系)进行分析,分别对单个微卫星位点的群体分布、株系的遗传成分以及纯合进度进行分析。结果表明:各遗传位点和各株系的遗传成分表现连续分布,一些位点呈显著或极显著偏分离,双亲对株系呈不同的遗传贡献率,某些株系对亲本具有偏爱性;各位点和株系的纯合进度呈连续分布,分别与F_2、F_6杂异位点呈极显著正、负相关。这将有助于我们充分的认识籼粳交后代群体遗传结构特征,并为群体结构优化提供依据。     

水分亏缺条件下冬小麦近等基因系冠气温差与群体总耗水量的关系

研究品种之间群体耗水特性的差异及其关键影响因素,为品种耗水特性评价与低耗水品种鉴选方法提供依据。选用水分亏缺条件下产量差异不显著,但耗水量差异极显著的冬小麦品种晋麦47和京411及其15个近等基因系为实验材料。利用防雨池和防雨棚开展实验,模拟水分亏缺条件。监测全生育期土壤水分含量,计算总耗水量,收获后测定籽粒产量,计算水分利用效率(WUE)。同时,分别在拔节—孕穗期、抽穗—开花期和灌浆期3个不同生育期监测冠层—大气温度差值(CTD)、叶片蒸腾速率和气孔导度。结果表明,3个不同生育期,15个近等基因系及其亲本之间,CTD均达到显著差异。CTD的方差分析表明,基因型和年份均对不同生育期的CTD有显著影响,但是二者之间仅在抽穗-开花期存在互作(P=0.0002)。15个近等基因系及其亲本之间耗水量存在显著差异,产量没有显著差异。源于耗水量的差异,部分品种/系之间WUE达显著差异。3个不同生育期,15个近等基因系及其亲本之间,CTD与总耗水量均呈极显著负相关关系。抽穗—开花期最高,2012—2013年度和2016—2017年度分别达到0.7042和0.6095。叶片蒸腾速率和气孔导度与群体总耗水量之间相关性很弱,3个生育期均未达到显著水平。对该组近等基因系材料,影响群体总耗水量的关键因素不是叶片蒸腾生理特性,而是群体冠层生长特性。表明构建合理的群体冠层结构不仅是获得高产的途经,而且是调控群体总耗水量,提高品种水分利用效率的重要途径。