基因组与育种¶

杂种优势¶

遗传学机制¶

杂种优势（Heterosis）是指两个遗传组成不同的亲本杂交产生的杂种一代（F1）在生长势、生活力、繁殖力、抗逆性及产量等方面显著优于双亲均值的现象。其核心原理在于遗传异质性的互补与协同效应，通过基因组的重新组合，掩盖隐性有害基因、增强显性有利基因的表达，或通过杂合等位基因的互作形成超显性效应。

二、遗传学机制与理论假说经典假说：

显性假说（Dominance Hypothesis）：由Bruce（1910）提出，认为显性有利基因通过杂交覆盖隐性有害基因，形成互补效应。例如，若亲本基因型为AAbb和aaBB，F1代AaBb可同时携带显性有利基因A和B，显著提升性状表现。超显性假说（Overdominance Hypothesis）： Shull（1914）提出，杂合等位基因（如Aa）的互作效应超过纯合基因型（AA或aa），例如某些代谢酶在杂合状态下活性更高，促进生长和抗逆性。上位性假说（Epistasis Hypothesis）：强调非等位基因间的互作，例如基因A的显性表达可能抑制基因B的有害作用，形成协同增效。现代扩展理论：

染色体组-胞质基因互作模式：细胞核基因与线粒体、叶绿体基因组的互作可影响能量代谢效率，例如杂交水稻中线粒体基因组的优化提升光合作用。表观遗传调控： DNA甲基化、组蛋白修饰等表观遗传变化可导致基因差异表达，例如杂交后代中某些基因的激活程度高于亲本。 HolIB模型：提出遗传背景影响基因表达，杂种中部分等位基因因背景优化而解除抑制，表现出显性效应。

ddd¶

杂种优势的定义和基本概念

杂种优势，或称杂交活力，是指遗传组成不同的亲本杂交产生的子一代在生长势、生物量、繁殖力、抗逆性以及产量和品质等一个或多个性状上超越双亲的现象。这种现象与近交衰退形成对比，近交衰退是指近缘亲本繁殖的后代由于纯合性增加，导致适应性下降。当近交种群进行异交时，通常会观察到杂种优势的恢复。值得注意的是，杂种优势在异花授粉物种中比自花授粉物种更为常见。

杂种优势的遗传基础

杂种优势的产生源于遗传背景不同的亲本的遗传物质混合。杂合性，即在特定基因位点上拥有不同的等位基因，通常是杂种优势的重要决定因素。亲本系之间遗传差异的大小直接影响杂种优势的程度，通常情况下，遗传差异越大的亲本杂交，其后代杂种优势也越显著，但这种关系并非总是呈线性。

解释杂种优势的遗传学理论

显性互补

显性互补假说认为，杂种优势是由于杂交后代中积累了来自双亲的显性有利等位基因，这些显性基因能够互补并掩盖来自另一亲本的隐性有害等位基因，从而使杂种表现出优于双亲的性状。这种理论在水稻和玉米等作物中得到了很好的印证。

超显性

超显性假说认为，杂合子在某些基因位点上的表现优于任何一种纯合子。例如，人类的镰状细胞贫血症被认为是超显性的一个例子，杂合子对疟疾具有更强的抵抗力。

上位效应

上位效应是指不同基因位点上的基因之间存在相互作用，这种相互作用也可能导致杂种优势。基因平衡假说认为，维持细胞内对剂量敏感的细胞成分平衡对于杂种优势至关重要。最近提出的HoIIB模型则认为，非加性效应的本质是亲本中两个纯合等位基因在背景不充分的情况下功能未能充分发挥，而在同样背景下杂种F1中某一个等位基因可以充分发挥，从而表现出部分显性、显性甚至超显性。

不同遗传学理论的比较与对比

关于杂种优势的遗传基础，显性假说和超显性假说长期以来一直是主要的竞争理论。显性假说认为，杂合子与显性纯合子一样好或略好，而超显性假说则认为杂合子优于两种纯合子。上位效应则强调不同基因位点间相互作用对杂种优势的贡献。当前的证据表明，显性基因作用在杂种优势中起着重要作用，但上位效应和超显性也可能有所贡献。

三系法水稻¶

两系法水稻¶

八倍体小黑麦¶

本页面最近更新：2025/6/9 18:53:26，更新历史。
编辑页面：在 GitHub 上编辑此页！
本页面贡献者：RainPPR。