高丹草杂种表现分子标记预测加性-显性效应遗传模型的研究

高丹草是一种一年生的禾本科优质饲用作物，其种间杂种优势较强。但在杂种优势育种实践中，存在着大量组配、大量淘汰的现象，育成新品种的成功率较低。因此，本项目在对高丹草进行了遗传图谱构建和产量性状QTL定位研究之后并采用基于性状和基于分子标记的方法分离出了几个高丹草产量构成因素的近等基因系以及在重组自交系内分离出了互作位点的近等基因系的研究基础上，将以5份高粱不育系和12份苏丹草为亲本按NCⅡ设计配制成60个杂交组合。利用F1的9个性状的表型值对亲本材料的SSR、AFLP和SRAP标记位点进行筛选，在此基础上，联合分析高丹草生物学数据和标记数据，建立标记效应和标记型值估算体系。通过估算特异标记位点的标记效应计算亲本及杂种F1的标记型值，分析杂种标记型值与表型值的关系，应用逐步回归法建立基于加性-显性效应的杂种表现分子标记预测模型，在高丹草育种中，建立一个简便而有效的预测指标体系进行指导亲本选配。

杂种优势育种是作物的一种重要育种技术，而作物杂种优势的预测是一个古老而年轻的研究课题，因而，目前它仍然是作物遗传育种研究中的重点和热点。因为，在杂种优势育种实践中，存在着大量组配、大量淘汰的现象，育成新品种的成功率较低。近十几年来，随着分子生物学技术的迅速发展，各种DNA分子标记技术相继建立和发展,国内外已利用RFLP、RAPD、AFLP、SSR、ISSR和SRAP等多种分子标记技术开展了基因定位、亲本遗传多样性分析、杂种优势群划分、杂种纯度鉴定和作物杂种优势预测方法等研究，已获得的研究结果对作物育种理论和实践具有重要的启示和指导意义。.高丹草(Sorghum bicolor×S. sudanense)为高粱(Sorghum bicolor L.)与苏丹草[Sorghum Sudanense (piper) stapf]杂交产生的一年生禾本科优质饲用牧草，显著地综合了亲本的诸多优点，产草量高，分蘖和再生性好，其种间杂种优势较强。.因此，本项目在对高丹草进行了遗传图谱构建和产量性状QTL定位研究之后并采用基于性状和基于分子标记的方法分离出了几个高丹草产量构成因素的近等基因系以及在重组自交系内分离出了互作位点的近等基因系的研究基础上，以5份高粱不育系和12份苏丹草为亲本按NCⅡ设计配制了60个杂交组合。利用具有代表性的AFLP、SSR和SRAP三种分子标记（分布在整个基因组的AFLP和SSR以及分布在开放阅读框的SRAP），在传统数量遗传学基础上，联合分析高丹草生物学数据和标记数据，即用F1的9个性状（株高、分蘖数、叶片数、叶长、叶宽、茎粗、穗长、茎/叶、单株产量）的表型值对亲本材料的SSR、AFLP和SRAP标记位点进行筛选，估算特异标记位点的标记效应并计算亲本及杂种F1的标记型值，构建标记效应和标记型值估算体系，并采用回归分析建立基于加性-显性效应的杂种表现分子标记预测模型，可为以标记型值预测作物杂种表现提供一种有效的新途径。其重要结果，首次建立了高丹草SRAP反应体系和9个性状的基于加性-显性效应的杂种表现分子标记预测模型；通过农艺性状和抗性等鉴定筛选出了6份性状优良的高丹草新种质，并且已有1份已通过品种审定。模型的建立为高丹草育种实践提供了简便而有效的预测指标体系。