• 中国中文核心期刊
  • 中国科学引文数据库(CSCD)核心库来源期刊
  • 中国科技论文统计源期刊(CJCR)
  • 第二届国家期刊奖提名奖

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

植物杂种优势及基因组多倍化机制研究概述

王春国 陈成彬 宋文芹

引用本文:
Citation:

植物杂种优势及基因组多倍化机制研究概述

  • 基金项目:

    国家"973"计划项目(2009CB119105);国家自然科学基金(31371249)

  • 中图分类号: S718.46

Review of the Research Associated with Heterosis and Polyploidization in Plants

  • CLC number: S718.46

  • 摘要: 在植物进化及物种形成过程中,通过2个亲本的杂交可以使后代表现出速生、高产、高抗逆等优于亲本的性状,形成杂种优势;而通过同源或异源基因组加倍,也可使植物表现出明显优于亲本的生长发育性状或环境适应力,形成多倍体优势。因此,杂交及基因组多倍化被认为是推动植物进化和物种形成的2个主要驱动力。杂种优势及基因组多倍体优势已在农业生产实践中得到广泛应用,并产生巨大价值。基于此,探究植物杂交优势、基因组多倍体优势具有重大理论意义和应用价值,历来受到研究者的高度关注。目前,这方面的研究特别是有关杂种优势及基因组多倍化分子机制方面的研究已取得若干重大进展,本文旨在对这些研究成果进行概述,并对今后在木本植物中开展相关研究进行展望。
  • [1]

    Guo M, Rupe M A, Yang X. Genome-wide transcript analysis of maize hybrids: allelic additive gene expression and yield heterosis[J]. Theor Appl Genet, 2006, 113: 831-845
    [2]

    Davenport C B. Degeneration, albinism and inbreeding[J]. Science, 1908, 28: 454-455
    [3]

    Hochholdinger F, Hoecker N. Towards the molecular basis of heterosis [J]. Trends Plant Sci, 2007, 12: 427-432
    [4]

    Uzarowska A, Keller B, Piepho H P, et al. Comparative expression profiling in meristems of inbred-hybrid triplets of maize based on morphological investigations of heterosis for plant height[J]. Plant Mol Biol, 2007, 63: 21-34
    [5]

    Birchler J A, Yao H, Chudalayandi S. Unraveling the genetic basis of hybrid vigor[J]. Proc Natl Acad Sci USA, 2006, 103 (35): 12957-12958
    [6]

    Birchler J A, Auger D L, Riddle N C. In search of the molecular basis of heterosis[J]. Plant Cell, 2003, 15: 2236-2239
    [7]

    Li Z K, Luo L J, Mei H W. Overdominant epistatic loci are the primary genetic basis of inbreeding depression and heterosis in rice. I. Biomass and Grain Yield[J]. Genetics, 2001, 158 (4): 1737-1753
    [8]

    Xiao J, Li J, Yuan L, et al. Dominance is the major genetic basis of heterosis in rice as revealed by QTL analysis using molecular markers[J]. Genetics, 1995, 140: 745-754
    [9]

    Stuber C W, Lincoln S E, Wolv D W, et al. Identification of genetic factors contributing to heterosis in a hybrid from two elite maize inbred lines using molecular markers[J]. Genetics, 1992, 132: 823-839
    [10]

    Yu S B, Li J X, Xu C G, et al. Importance of epitasis as the genetic basis of heterosis in an elite rice hybrid[J]. Proc Natl Acad Sci, USA, 1997, 94: 9226-9231
    [11]

    Wei G, Tao Y, Liu G Z, et al. A transcriptomic analysis of superhybrid rice LYP9 and its parents[J]. Proc Natl Acad Sci USA, 2009, 106: 7695-7701
    [12]

    Vuylsteke M, Eeuwijk F V, Hummelen P V, et al. Genetic analysis of variation in gene expression in Arabidopsis thaliana[J]. Genetics, 2005, 171: 1267-1275
    [13]

    Yao Y, Ni Z, Zhang Y, et al. Identification of differentially expressed genes in leaf and root between wheat hybrid and its parental inbreds using PCR-based cDNA subtraction[J]. Plant Mol Biol, 2005, 58: 367-384
    [14]

    Huang Y, Zhang L, Zhang J, et al. Heterosis and polymorphisms of gene expression in an elite rice hybrid as revealed by a microarray analysis of 9198 unique ESTs[J]. Plant Mol Biol, 2006, 62: 579-591
    [15]

    Hegarty M J, Jones J M, Wilson I D, et al. Development of anonymous cDNA microarrays to study changes to the Senecio floral transcriptome during hybrid speciation[J]. Mol Ecol, 2005, 14: 2493-2510
    [16]

    Hegarty M J, Barker G L, Wilson I D, et al. Transcriptome shock after interspecific hybridization in Senecio is ameliorated by genome duplication[J]. Current Biol, 2006, 16: 1652-1659
    [17]

    Song G S, Zhai H L, Peng Y G, et al. Comparative transcriptional profiling and preliminary study on heterosis mechanism of super-hybrid rice[J]. Mol Plant, 2010, 3(6): 1012-1025
    [18]

    Ni Z F, Kim E D, Ha M, et al. Altered circadian rhythms regulate growth vigour in hybrids and allopolyploids[J]. Nature, 2009, 457(7227): 327-331
    [19]

    Zhang M S, Yan H Y, Zhao N, et al. Endosperm-specific hypomethylation, and meiotic inheritance and variation of DNA methylation level and pattern in sorghum (Sorghum bicolor L.) inter-strain hybrids[J]. Theor Appl Gene, 2007, 115: 195-207
    [20]

    Takamiya T, Hosobuchi S, Noguchi T, et al. Inheritance and alteration of genome methylation in F1 hybrid rice[J]. Electrophoresis, 2008, 29: 4088-4095
    [21]

    Han F P, Fedak G, Ouellet T, et al. Rapid genomic changes in interspecific and intergeneric hybrids and allopolyploids of Triticeae[J]. Genome, 2003, 46: 716-723
    [22]

    Keyte A L, Percifield R, Liu B, et al. Intraspecific DNA methylation polymorphism in cotton (Gossypium hirsutum L.) [J]. J Hered, 2006, 97 (5): 444-450
    [23]

    Chen L, Chen J. Changes of cytosine methylation induced by wide hybridization and allopolyploidy in Cucumis[J]. Genome, 2008, 51 (10): 789-799
    [24]

    Tsaftaris A S, Kafka M. Mechanisms of heterosis in crop plants[J]. J Crop Production, 1998, 1: 95-111
    [25] Xiong L Z, Yang G P, Xu C G, et al. Relationship of differential gene expression in leaves with heterosis and h健牴潥捲?乺慹瑧汯??捳愠摩?匠捡椠?啩卣????ちぬ???ㄠっ???????????ぬ???????扮牧?嬠??崹??攠水携洠愱渲???″?椼畢???′匶敝朠懪治?????攬浛?攂琮?懘沱???敄济??勞愧灶椲擺‖攨求榤淍榌溲愬瓴槮漂渔?潛晊?氮漠睜?捦澥瀬礲‰?丵??猠攨焳由攩渺挠攱猱″椸渭?瀱漴氳礼灢汲漾楛搲?睝栠敓慶瑩??慳?灥潶猠獓椠手氬攠?浥敲捳桨慩湮楩獮洠?映潖爬?摔楲晵普敯牶敡渠瑓椠慁琬椠漼湥?漾晥?栠潡浬漮攼漯汥潭朾漠畍獯?捥档牵潬浡潲猠潡浮敡獬孹?嵩???敦渠整瑨楥挠獧??????????????????????????扣牥?孥??嵳?半桝愮欠效摥?????慡獳栬欠由猹根‵???伲稲欺愠渲‵????敢浲?敛琲?慝氠???敁洬??卯敮照甠敗渠捑攬?敃汨楥浮椠湃愠瑂椬漠渼?慭渾摥?挠祡瑬漮猼椯湥敭 ̄洠敄瑎桁礠汭慥瑴楨潹湬?慴物敯?爠慳灴楡摴?慳渠摩?爠敡灳牳潯摣畩捡楴扥汤攠?物整獨瀠潴湨獥攠獦?潲晭?瑴桩敯?朠敯湦漠浨敥?瑥潲?睳楩摳攠?桮礠戼牥業搾楌穡慲瑩楸漠湫?慥湭摰?慥汲汩漠瀼漯汥祭瀾汩潮楴摲祡?楰湥?睩桦敩慣琠孨?嵢??偤汳慛湊瑝??敍汯汬???ぬち????????????????????戺爴?嬳??崷‵?敢獲琾楛爲椹?????桁愬朠畆敡?噧??吠慄測朠畓祯???????攠洼?敭琾?慴氠???攼洯??举攠睇汥祮?猠祥湸瑰桲敥獳楳穩敯摮?睰桲敯慦瑩?慥汳氠潯桦攠硴慷灯氠潩楮摴獲?摳楰獥灣汩慦祩?瀠爼潥杭放湌楡瑲潩牸?搯敥灭放渠摬敩湮瑥?洠敡楮潤琠楴捨?獩瑲愠扲楥汣楩瑰祲?慣湡摬?慨湹敢畲灩汤潳楛摊祝?戠畍瑯?猠瑂物畯捬琠畒牥慰氬?朲攰渱漲洬椠挳?愺搠搳椷琷椳瘭椳琷礸嬴?嵢? ̄乛攳眰?倠桌祩琠潁氬???は????????????????ね??扴爠?孬??嵌??敐′偌???牥業放戬攠???剥???楯汳汩???即???敩浡?敥瑤?慁汐???敒浅???汴汲潡灮潳汣祲灩汰潴楩摯祮?慦污瑣整牯獲?杯敦渠攼?敭砾灌牡敲獩獸椼漯湥?椾測?瑩桮散?桥楡杳桥汳礠?獲瑧慡扮氠敳?桺敥砠慡灮汤漠楦摩?睡桬攠慢瑩孯?嵡??倠汢慹渠瑥??潥汣??楮潧氠???ぬ????????????は??????扥牭?孁??嵢??慯獰桳歩畳猼栯?????敝氮搠浐慬湡?????敤瘠祃??????呹牳慩湯獬捯牧楹瀬琠椲漰渱愳氬?慤捯瑩椺瘱愰琮椱漰渹″漯晰?牰支瑰牣潴琱爲愴渼獢灲漾獛漳渱獝?慍汣瑃敬物獮?瑯档敫?敂砮瀠牔敨獥猠楳潩湧?潩晦?慣摡橮慣捥攠湯瑦?杲敥湳数獯?楳湥?眠桯敦愠瑴孨?崠??乮慯瑭略爠整?朠散湨敡瑬楬捥獮???おそ??????????ㄠ?代?????戶爨?嬶?财崩??攷改′??匰???桲放湛″娲????偮牧漠瑋攬椠湌?挠潐搬椠湔条?杧攠湋攬猠?慥牭放?整瀠楡杬攮渼支瑥業挾愠汒污祰?牤攠杧略汮慯瑭敥搠?楨湡??敥洠??爠慳批楮摴潨灥獴楩獣??敯浬??灬潯汩祤灳氠潯楦搠獂孲?嵳??偣牡漠捡?乤愠瑩汴??捩慭摰?卩捣楡?啩卯????はひㄠ????????????????????扊牝?嬠??嵯?圠慎湡杴????呡楤愠湓?????敁攬???匹???改洲?攱琷?愺氠???改洭???攳渼潢浲放睛椳搳敝?湍潡湤慬摵摮楧琠楁瘬攠?条敳湵敥?牬敩朠畒氠慗琬椠潗湡?楳湯??敂洬??牥慭戾楥摴漠灡獬椮猼??敭派??慥汭汯潤瑥敬瑩牮慧瀠汯潦椠摄獎孁?嵭???敹湬敡瑴楩捯獮???つ?????????????の??????扳牣?孩??嵩??敡杬愠牣瑨祡???????漠湳敹獮??????圠椼汥獭漾湁???????敳浩?攼琯?慭氾???敬浯???敲癡数汬潯灩浤敳湛瑊?漮映?慬湡潮湴礠浐潨畹獳?捯?丬?′洰椰挲爬漠愱爲爹愨礲猩?琠漷″猳琭男搴礶?挼桢慲渾杛攳猴?琠潃?瑭桡敩?卌攬渠敔捹楡潧?映汁漠牐愬氠?瑩牮慴湥獲挠牋椬瀠琼潥浭放?摴甠牡楬渮朼?桥祭戾爠楐摨?獮灯整捹楰慩瑣椠潩湮孳?嵡???潩汴??捡潮汤???ばど??????????????????の?扮牥?孬??嵦??畭步敤渠猼?? ̄乁??偢楩牤敯獰???????放漠湡?????整浲?数瑬?慩汤???敝洮??偬慡瑮瑴攠牃湥獬?漬映′猰攰焰甬攠渱挲攨?氩漺猠猱‵愵渱搭?挵礶琸漼獢楲渾敛″洵敝琠桍祡汤慬瑵楮潧渠?眬椠瑔桹楡湧?愠?瀠潐瀬甠汗慡瑴楳潯湮?潂昬?渼敥睭氾祥?爠敡獬礮渼琯桥敭猾椠穇敥摮??物慣猠獣楨捡慮?湥慳瀠畩獮?慳汹汮潴灨潥汴祩灣氠漼楥摭猾孁?嵡??偤汯慰湳瑩?值栯祥獭椾漠汰???ばぬ?????お?????????????戰爰?嬬??崱?匲愩氺洠漲渲???″?椼湢潲甾捛栳收??????坥敳渠摏攬氠???????攬渠敓瑩楬捶?愠湍搬?攼灥業朾敥湴攠瑡楬挮?振潥湭猾攠煃畨敲湯捭敯獳?潭晡?爠敬捯散湵瑳?桲祥扡牲楲摡楮穧慥瑭楥潮湴?愠湡摲?瀠潡氠祲灡汰潩楤搠祲?楳湰?卮灳慥爠瑴楯渠慦??偭潡慴捩敯慮攠??嬠?嵨???潬汬??捥潴汲???はど????????????????????扭爾?孳??嵣??敡朠慧牥瑮祯???????愀琀猀琀漀渀攀?吀???愀爀欀攀爀???????攀洀?攀琀?愀氀???攀洀??一漀渀愀搀搀椀琀椀瘀攀?挀栀愀渀最攀猀?琀漀?挀礀琀漀猀椀渀攀?洀攀琀栀礀氀愀琀椀漀渀?愀猀?愀?挀漀渀猀攀焀甀攀渀挀攀?漀昀?栀礀戀爀椀搀椀稀愀琀椀漀渀?愀渀搀?最攀渀漀洀攀?搀甀瀀氀椀挀愀琀椀漀渀?椀渀?匀攀渀攀挀椀漀???猀琀攀爀愀挀攀愀攀??嬀?崀???漀氀??挀漀氀??? ????? ?????? ??????戀爀?嬀??崀??愀?????甀????吀椀愀渀?????攀洀?攀琀?愀氀???攀洀??匀洀愀氀氀?刀一?猀?猀攀爀瘀攀?愀猀?愀?最攀渀攀琀椀挀?戀甀昀昀攀爀?愀最愀椀渀猀琀?最攀渀漀洀椀挀?猀栀漀挀欀?椀渀??攀洀??爀愀戀椀搀漀瀀猀椀猀??攀洀??椀渀琀攀爀猀瀀攀挀椀昀椀挀?栀礀戀爀椀搀猀?愀渀搀?愀氀氀漀瀀漀氀礀瀀氀漀椀搀猀嬀?崀??倀爀漀挀?一愀琀氀??挀愀搀?匀挀椀?唀匀????  ???? ????????????????? ?戀爀?嬀??崀??漀猀栀攀爀?刀?????攀氀渀礀欀???圀???攀氀氀礀???????攀洀?攀琀?愀氀???攀洀??唀渀椀瀀愀爀攀渀琀愀氀?攀砀瀀爀攀猀猀椀漀渀?漀昀?倀漀氀?嘀?搀攀瀀攀渀搀攀渀琀?猀椀刀一?猀?椀渀?搀攀瘀攀氀漀瀀椀渀最?攀渀搀漀猀瀀攀爀洀?漀昀??攀洀??爀愀戀椀搀漀瀀猀椀猀??攀洀?嬀?崀??一愀琀甀爀攀???  ????? ????????????????戀爀?嬀? 崀?匀氀漀琀欀椀渀?刀????嘀愀甀最栀渀?????漀爀最攀猀?????攀洀?攀琀?愀氀???攀洀???瀀椀最攀渀攀琀椀挀?爀攀瀀爀漀最爀愀洀洀椀渀最?愀渀搀?猀洀愀氀氀?刀一??猀椀氀攀渀挀椀渀最?漀昀?琀爀愀渀猀瀀漀猀愀戀氀攀?攀氀攀洀攀渀琀猀?椀渀?瀀漀氀氀攀渀嬀?崀???攀氀氀???  ???????????????????戀爀?嬀??崀?圀愀渀最???????攀洀??攀琀?愀氀???攀洀???椀挀爀漀愀爀爀愀礀??渀愀氀礀猀椀猀?漀昀??攀渀攀??砀瀀爀攀猀猀椀漀渀?椀渀?吀爀椀瀀氀漀椀搀??氀愀挀欀?倀漀瀀氀愀爀嬀?崀??匀椀氀瘀愀攀??攀渀攀琀椀挀愀??? ????????????????????戀爀?嬀??崀??甀???儀???愀渀??????圀愀渀最?????攀洀?攀琀?愀氀???攀洀???礀琀漀猀椀渀攀?洀攀琀栀礀氀愀琀椀漀渀?愀琀????愀渀搀??一??猀椀琀攀猀?椀猀?搀椀昀昀攀爀攀渀琀椀愀氀?搀甀爀椀渀最?琀栀攀?搀攀瘀攀氀漀瀀洀攀渀琀?漀昀?琀爀椀瀀氀漀椀搀?戀氀愀挀欀?瀀漀瀀氀愀爀嬀?崀????倀氀愀渀琀??椀漀挀栀攀洀??椀漀琀攀挀栀渀漀?? ???????????搀漀椀?? ??  ??猀?????? ??? ?? ?砀

  • [1] 诸葛强阙国宁 . 氮、磷、钾对若干种木本植物离体培养繁殖的影响. 林业科学研究, 1990, 3(1): 41-46.
    [2] 陈燕旋黄小波郎学东唐荣张锐李聪李俊松李有寿王校海苏建荣李帅锋 . 西双版纳热带雨林不同生长型木本植物功能多样性. 林业科学研究, 2024, 37(): 1-12. doi: 10.12403/j.1001-1498.20230385
    [3] 卓仁英陈益泰 . 木本植物抗涝性研究进展. 林业科学研究, 2001, 14(2): 215-222.
    [4] 韩宁林王开良 . 银杏杂种优势利用研究初报. 林业科学研究, 1998, 11(5): 533-536.
    [5] 王赵民陈益泰 . 杉木主要生长性状配合力分析及杂种优势的利用. 林业科学研究, 1988, 1(6): 614-624.
    [6] 李义良赵奋成吴惠姗张应中李福明钟岁英李宪政蔡坚 . 湿加松亲本间遗传距离与杂种优势的相关性分析. 林业科学研究, 2012, 25(2): 138-143.
    [7] 王楠李芳东马跃叶金山 . 泡桐优良无性系“TF33”干材表型性状杂种优势研究. 林业科学研究, 2015, 28(3): 402-408.
    [8] 齐明何贵平周建革程亚平徐肇友 . 杉木生长性状的杂种优势转录组分析. 林业科学研究, 2019, 32(3): 113-120. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2019.03.015
    [9] 周繇 . 长白山区主要城市园林木本植物观赏价值分析与物候调查. 林业科学研究, 2006, 19(1): 93-97.
    [10] 唐军荣李斌朱丽娜张俊何承忠李贤忠辛培尧 . 滇杨多倍体苗期叶片形态及光合生理比较分析. 林业科学研究, 2016, 29(1): 103-109.
    [11] 戴玉成沈瑞祥周仲铭 . 北京地区木本植物锈菌区系的研究. 林业科学研究, 1989, 2(3): 254-260.
    [12] 王克胜李淑梅佟永昌韩一凡任建中郑智礼 . 群众杨改良杂种一代优势及无性系遗传距离聚类分析*. 林业科学研究, 1995, 8(2): 119-126.
    [13] 朱映安徐建民李光友陆钊华胡杨杨雪艳宋佩宁郭文仲 . 尾叶桉与赤桉正反析因交配杂种F1材性遗传参数的估算. 林业科学研究, 2018, 31(6): 121-129. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2018.06.017
    [14] 吴坤明吴菊英徐建民甘四明 . 桉树杂交育种的研究. 林业科学研究, 1996, 9(5): 504-509.
    [15] 赵奋成李宪政张应中李福明刘宏杰蔡坚 . 湿地松与洪都拉斯加勒比松的杂交效果分析. 林业科学研究, 2006, 19(4): 409-415.
    [16] 陶骏骏王海晖姚奉奇朱凤 . 木本植物叶片热值测试和分析. 林业科学研究, 2018, 31(2): 48-54. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2018.02.007
    [17] 崔大方廖文波张宏达 . 新疆木本植物区系形成的探讨. 林业科学研究, 2001, 14(5): 553-559.
    [18] 周金星董林水陈浩张旭东许炯心 . 晋西黄土高原天然次生林木本植物垂直分布格局. 林业科学研究, 2007, 20(2): 272-277.
    [19] 于海英杨莉琳谭廷鸿莫忠妹 . 北京东灵山森林木本植物物候对气温响应的季节差异. 林业科学研究, 2023, 36(3): 80-90. doi: 10.12403/j.1001-1498.20220408
    [20] 路兴慧丁易臧润国蔡笃磊林崇黄卢标许洋瑜 . 海南岛热带低地雨林木本植物幼苗层组成与功能群恢复动态. 林业科学研究, 2012, 25(6): 726-731.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  2742
  • HTML全文浏览量:  312
  • PDF下载量:  1612
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2013-08-21

植物杂种优势及基因组多倍化机制研究概述

  • 1. 南开大学生命科学学院, 天津 300071
基金项目:  国家"973"计划项目(2009CB119105);国家自然科学基金(31371249)

摘要: 在植物进化及物种形成过程中,通过2个亲本的杂交可以使后代表现出速生、高产、高抗逆等优于亲本的性状,形成杂种优势;而通过同源或异源基因组加倍,也可使植物表现出明显优于亲本的生长发育性状或环境适应力,形成多倍体优势。因此,杂交及基因组多倍化被认为是推动植物进化和物种形成的2个主要驱动力。杂种优势及基因组多倍体优势已在农业生产实践中得到广泛应用,并产生巨大价值。基于此,探究植物杂交优势、基因组多倍体优势具有重大理论意义和应用价值,历来受到研究者的高度关注。目前,这方面的研究特别是有关杂种优势及基因组多倍化分子机制方面的研究已取得若干重大进展,本文旨在对这些研究成果进行概述,并对今后在木本植物中开展相关研究进行展望。

English Abstract

参考文献 (25)

目录

    /

    返回文章
    返回