论文摘要
玉米是杂种优势表现明显并有巨大经济效益的作物，也是杂种优势遗传学和分子生物学研究的模式植物。许多研究已经表明，在杂种优势形成的过程中，杂交种和亲本之间的基因表达发生了显著的变化。为了更深入地探讨玉米杂种优势形成的分子机理，需要对这些差异表达基因进行研究。本研究的目的是以玉米幼苗期、抽穗期与灌浆期的叶片为实验材料，分析三个不同发育时期杂交种和亲本之间的基因差异表达谱，试图从基因表达的水平探讨杂种优势的生物学基础。利用生产上常用的五个杂交组合农大108（178×黄C），大丰高油330（GY220×Q1261），大丰2号（Q1261×D1815），大丰3号（D1815×950411），沈单16（K12×沈137）为材料，采用mRNA差异显示技术对三个时期的叶片进行了差异显示表达谱的分析，并将差异基因表达模式与12个农艺性状及其中亲优势、超亲优势的关系进行了探讨与研究，取得主要结果如下：1．对玉米幼苗期、抽穗期与灌浆期的叶片，按照差异表达谱对各种差异表达类型与杂种优势的关系进行了探讨，结果表明：1)不同时期，各种差异表达类型在总的差异表达基因片段中所占的比例不同。2)随着生育期的不同，各种差异表达类型所占比例的变化趋势也不尽相同。3)各生育期差异表达基因片段在总的差异表达片段所占的比例不同，这说明各生育期基因差异表达情况有所不同。2．对三个不同时期的四种差异显示模式与12个农艺性状的相关性分析表明：幼苗期的杂种特异表达型（QL1）与行粒数及单亲沉默型（QL3）与穗粗、穗重和穗粒重呈显著（P＜0.05）负相关。而且幼苗期的株高、穗位与四个差异显示模式都呈显著（P＜0.05）正相关。从差异显示模式与中亲优势的相关性分析看出：幼苗期的差异显示模式与中亲优势没有显著的相关关系；抽穗期的杂种特异表达型（QL1）与穗长呈显著（P＜0.05）正相关外，其它几乎没有显著（P＜0.05）的关系。与12个农艺性状的超亲优势的相关性分析表明：在幼苗期中杂种特异表达型（QL1）与穗行数、单亲显性表达型（QL2）叶茎夹角呈显著负相关外，双亲沉默型（QL4）与行粒数呈显著（P＜0.05）正相关：抽穗期中，单亲沉默型（QL3）与穗粗、茎粗呈显著负相关，而双亲沉默型（QL4）与穗粗、茎粗呈显著（P＜0.05）的正相关。3．对三个不同时期差异基因表达片段回收，应用反向Northern技术，对回收的97个差异表达片段进行验证，发现48个差异片段表现明显差异。具体的比例为：杂种偏高亲型（QT2）与杂种偏低亲型（QT3）的差异表达片段在差异表达基因中所占的比例比较大，分别为16和13个，占差异表达基因的33.33％、27.08％；单亲显性表达类型（QL2）为12个，所占的比例也较大，为25％；单亲沉默表达类型（QL3）为6个，占12.5％；双亲沉默表达类型（QL4）为1个，仅占差异表达基因的2.08％；而且我们没有发现表现为杂种特异表达的类型（QL1）。