科研产出
水稻杂种优势遗传基础及机理解析研究进展
《科学通报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：杂种优势是指杂交F1代在产量和抗逆性等方面显著超越亲本的现象,作为现代作物育种的重要理论基础已被广泛应用.随着基因组学与生物技术的快速发展,该领域已取得系列突破性进展,为揭示其分子机制和指导高效育种奠定了科学基础.本文系统梳理了水稻杂种优势研究的遗传基础、分子机理及育种应用三方面进展:在遗传解析层面,显性互补、超显性和上位效应等经典假说被广泛证实,能有效解释多数杂种优势现象,文中重点归纳了已克隆的主效优势位点及其调控方式;在分子机制层面,系统阐释了基因组互补性、等位基因特异性表达及代谢通路协同增效等核心机理,揭示杂种优势形成是多层次生物学过程动态调控的结果;在育种应用层面,总结了不同遗传背景下优势位点的系统组装与改良、分子预测模型构建等实践成果.基于当前抗逆（特别是抗病虫）优势位点研究相对薄弱的现状,本文建议从多环境优势位点挖掘、杂种优势群精细划分等方向深化研究,为培育广适性优质杂交稻提供理论支撑.
关键词： 杂交水稻 杂种优势 遗传基础 分子机制 杂种优势利用
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茶树杂交F_1主要品质成分杂种优势与混合遗传分析
《核农学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为研究不同遗传背景下茶树主要品质成分性状的杂种优势及遗传模型，本研究以保靖黄金茶1号为父本，福鼎大白茶、安徽1号和碧香早分别为母本，构建3个杂交F_1群体，采用主基因+多基因混合遗传模型等方法对其开展水浸出物、茶多酚、氨基酸和咖啡碱4个主要品质成分的遗传分析。结果表明，除水浸出物外，其余各成分遗传变异均较为广泛。4个性状在3个杂交F_1群体中均存在不同程度的中亲优势，超亲分离现象广泛存在，3个组合的水浸出物和茶多酚表现正向中亲优势，咖啡碱表现了不同的正向和负向中亲优势，而氨基酸表现为负向中亲优势且存在偏母性遗传；4个性状遗传在3个杂交F_1群体中共符合3种模型，但均为两对主基因+多基因遗传控制。水浸出物、氨基酸和咖啡碱在以福鼎大白茶和碧香早为母本的杂交F_1群体检测到两对加性-显性主基因，茶多酚在2个组合中表现不一致，分别为两对加性-显性主基因和两对等加性主基因；水浸出物、茶多酚和氨基酸在以安徽1号为母本的杂交F_1群体检测到两对等加性主基因，咖啡碱表现为两对加性效应的主基因。3个杂交F_1群体的水浸出物和咖啡碱主基因遗传率较高，均大于50%，茶多酚和氨基酸主基因遗传率为1.083%～99.246%。本研究初步分析了茶树主要品质成分的遗传规律及主基因间互作效应，为主要品质成分性状的数量性状基因座（QTL）定位分析和分子标记辅助育种提供了理论依据。
关键词： 茶树 品质成分 杂种优势 主基因+多基因 遗传分析
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盐胁迫对杂交稻隆两优华占及其亲本种子萌发和幼苗生长的影响
《杂交水稻 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：以杂交稻组合隆两优华占及其2个亲本隆科638S和华占为试验材料,萌发期设置6个NaCl质量分数梯度（0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%和1.2%）和苗期设置3个NaCl质量分数梯度（0.4%、0.8%和1.2%）来模拟盐胁迫试验,以清水为对照,分析盐胁迫对杂交稻及其亲本种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,在各质量分数的盐胁迫处理下,萌发期各项指标均不同程度地受到盐胁迫影响,多数指标值均随盐质量分数升高而下降,且质量分数0.6%是隆两优华占及其亲本的耐盐临界值。在0.2%～0.6%NaCl胁迫下3个品种发芽率、发芽指数、活力指数、胚芽长的盐胁迫抑制率在品种间存在显著差异,进一步通过隶属函数值综合评价,得出3个品种萌发期耐盐性由强到弱分别为隆两优华占、华占和隆科638S;苗期盐胁迫下3个品种中隆两优华占地上部分K+/Na+比值最大,表明其耐盐性最强。综合萌发期隶属函数值和苗期K+/Na+比值可以得出,杂交组合隆两优华占与其亲本比较,耐盐性更强,说明水稻的耐盐性具有一定的杂种优势。
关键词： 杂交水稻 隆两优华占 盐胁迫 耐盐性 种子萌发 幼苗生长 杂种优势
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基于通路分析剖析水稻农艺性状配合力和杂种优势
《作物学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：按照NCII遗传交配设计构建测交群体,考察包括产量性状在内的9个农艺性状,对水稻农艺性状表型、配合力和杂种优势进行通路分析,以期为水稻品种的培育和改良提供理论基础。结果表明,主穗实粒数与生物调控、千粒重与半胱氨酸和蛋氨酸代谢、主穗长与SNARE相关囊泡运动、主穗一/二次枝梗与依赖DNA的转录、株高与大分子代谢过程、主穗颖花数与花粉识别、有效穗数与水解酶活性、单株实粒重与嘌呤核苷结合等通路相关。为获得优良性状,高配合力,杂种优势可以从某一性状的相关通路进行研究,找到调控该通路的相关基因,以期为改良水稻一般配合力和获得杂种优势提供一定帮助。
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籼型杂交水稻农艺性状的配合力研究
《作物学报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：如何有效利用杂种优势已成为水稻增产的关键。本研究按照NCII遗传交配设计,将三系野败型杂交水稻的恢复系和微核心种质构成的115份优异籼稻品种,分别与4个两系不育系及1个三系不育系测交,分析各农艺性状配合力、遗传力及相互关系。结果表明,除单株有效穗数、主穗实粒数外,其他农艺性状一般配合力差异均达到极显著水平;除单株有效穗数外,其他各农艺性状特殊配合力差异也均达到极显著水平。同一组合的不同性状、同一亲本的不同组合所表现出的特殊配合力效应都有所不同,表明亲本的一般配合力水平与特殊配合力间没有固定的联系。在育种实践中,选取一般配合力高的亲本,同时兼具较高特殊配合力是获取高产杂交稻组合的关键。
关键词： 杂交水稻 三系野败型 NCII设计 配合力 杂种优势
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超级杂交稻研究进展
《科学通报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：1996年农业部正式立项中国超级稻育种计划,以期为满足我国日益增长的粮食需求目标服务.其中,一季中稻相继设置了4期产量目标:10.5,12.0,13.5和15.0 t/hm~2.1997年,袁隆平提出"形态改良与杂种优势利用相结合"的杂交水稻超高产育种技术路线,成为中国超级杂交稻育种的灵魂思想.在该技术路线指引下,各个时期的超级杂交稻育种目标陆续实现.其中,先锋品种两优培九于2000年实现第1期超级杂交稻产量目标,累计推广超过700万公顷;第2期超级杂交稻产量目标于2004年实现,其代表品种Y两优1号自2010年以来即成为我国年推广面积最大的杂交水稻品种,累计推广已达400万公顷;2011年,Y两优2号百亩连片平均亩产达926.6 kg(13.9 t/hm~2),实现了第3期超级杂交稻单产13.5 t/hm~2的目标;2014年,第4期超级杂交稻代表品种Y两优900创造百亩连片平均亩产1026.7 kg(15.4 t/hm~2)的高产新纪录,两倍于中国水稻的平均产量.迄今为止,国家农业部已认定了125个超级稻品种,累计推广面积达7000万公顷.然而,随着人口不断增加、耕地面积显著减少以及环境的持续恶化,进一步提高水稻产量潜力以及在不同生态环境下的多抗性和适应性仍然是超级杂交稻育种的主要挑战.我们认为,形态改良与杂种优势利用相结合并辅以分子设计育种技术,将是下一阶段超级杂交稻育种寻求突破的最有效途径.
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