与杂交大麦强优势表现相关分子标记的开发与利用

利用cDNA-AFLP技术分析3个大麦强优势组合和3个弱优势组合与各自亲本间基因表达的差异，研究大麦杂交种基因差异表达类型与杂种优势表现的关系，查找与强优势表现相关的特征谱带，对相应cDNA片段进行回收、二次扩增、测序，设计特异性PCR引物。利用设计的特异性PCR引物对新配大麦杂交种cDNA进行扩增，将能扩增到特征谱带的杂交种进行多年、多点鉴定，鉴定各组合主要性状的杂种优势。分析各特异性PCR引物筛选强优势组合的可靠度，逐步淘汰对大麦强优势杂交组合选择效果一般的PCR引物，开发2-3个与大麦强优势表现紧密相关的特异性PCR标记。构建大麦强优势组合的分子标记辅助选择体系，筛选2-3个综合性状优良的强优势组合进行小面积示范，促进大麦杂种优势在大麦生产上应用。

以扬州大学大麦研究所选、转育的10个不育系及对应保持系和11个恢复系为亲本材料，分别于2009、2010、2011年按NCⅡ试验设计(2×4、8×9和8×6)配制3个杂交试验。分析多年、多点条件下大麦主要性状的杂种优势表现及稳定性，构建了多态性和重复性好的大麦cDNA-AFLP技术体系，利用该大麦cDNA-AFLP技术体系对试验I的杂种与对应亲本间的基因表达差异进行分析，并将杂种亲本间差异表达片段与主要性状的杂种优势结合分析，发现010类型差异片段与大麦杂种优势具有直接关系。对23个强优势特异表达片段回收、测序及BLAST分析，结果显示部分差异片段功能主要涉及到基因表达调控、能量传输与信号传导等方面，也有部分未知功能的表达片段和新片段。利用与杂种优势具有相关性的回收片段序列信息设计了特异PCR标记，以试验Ⅱ、Ⅲ杂种优势表现为依据，以引物筛选的特异度和敏感度为指标对设计特异引物的扩增效果进行评价，筛选到与大麦千粒重、单株粒重的强优势表达紧密相关的4个特异性PCR引物TDF5-P、TDF6-P、TDF11-P、TDF12-P，为大麦强优势组合的分子筛选及大麦杂种优势产生的分子机理研究奠定了基础。