Huang2016 Nature 水稻杂优遗传基础

Huang X., Yang S., Gong J., Zhao Q., Feng Q., Zhan Q., Zhao Y., Li W., Cheng B., Xia J., Chen N., Huang T., Zhang L., Fan D., Chen J., Zhou C., Lu Y., Weng Q., Han B., 2016 Genomic architecture of heterosis for yield traits in rice. Nature 537: 629–633.

提高粮食产量是作物育种的长期目标，以满足全球粮食安全的需求。杂种，当一个杂交种显示比一个性状更高的性能比父母，提供了一个重要的战略作物育种。为了检查水稻产量的杂种优势的遗传基础，这里我们生成，序列和记录来自17个代表性杂交水稻杂交的10,074个F2品系的表型。我们将现代杂交水稻品种分为三组，代表不同的杂交育种系统。虽然我们没有发现任何杂种优势相关的位点共享所有行，在每个组内，少数来自母本的基因组座位解释了杂交种比他们的父本的产量优势的很大一部分。对于这些位点中的一些，当所有的谷物产量性状一起考虑时，我们发现对于产量相关性状的杂合基因座的部分优势和更好的亲本杂种优势的支持。这些结果告诉了杂种优势和水稻杂种育种的基因组结构。

在过去的几十年中，水稻育种实践大大增加了水稻品种的谷物产量，主要与采用半矮群等位基因和有效利用杂种优势（杂种优势）1,2有关。在杂交水稻品种（Oryza sativa）中，杂合的第一穗（F1）代显示出比其近交亲本系2-4的产量优势10-20％，使得杂种优势育种成为满足全球食物安全需求的有力方式。杂种优势的基因组基础已经在许多作物中广泛研究，并由几个古典模型解释。以前的多作物研究已经提供支持三个非互斥假说的优势，单轨迹overdominance和伪overdominance模型的基因组位点有助于杂种优势5-13。水稻籽粒产量的杂种优势的遗传基础仍然很大程度上未被表征。从精英杂种（F1）产生的第二子代（F2）群体可以为杂种优势分析提供有用的信息。假设单个多态性基因座有助于杂种优势，预期三种基因型（纯合的雄性 - 亲本基因型MM，杂合基因型MF和纯合的雌性 - 亲本基因型FF）将在F2中以1:2:1的比例存在于局部基因组区域，允许估计杂种效应。
在这里我们调查了来自17代表性杂交水稻杂交的F2种群，以确定有助于产量性状的位点，分析他们的杂种优势效应和评估他们对杂种优势的贡献。