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利用杂种优势是提高小麦产量潜力的一条有效途径。我国小麦杂种优势利用研究已有30多年，但应用面积很小，究其原因主要有两个：一是杂种优势幅度不够高，二是制种产量不够高。由于具有超数小穗的特性，利用穗分枝小麦作为母本配制杂交种，可望有效提高制种产晕，降低成本。本研究首次对普通小麦和穗分枝小麦杂交种的田问杂种优势表现进行了系统研究，并在分子水平上对普通小麦与轮回选择后代、Hubel诱变系和西藏半野生小麦间进行了杂种优势群分析，以期为明确穗分枝小麦在小麦杂种优势中的利用价值提供参考资料。取得的主要研究结果如下：
1.两年度(2004-2005和2005-2006)的田间实验结果显示，穗分枝小麦与普通小麦之间存在着明显的杂种优势，其中单株产量的中亲优势在-3.83％-65.43％之间，平均为20.66％，并且其超标优势比对照京411也高5.11％。说明利用穗分枝小麦可以大幅度地提高小麦杂种优势潜力。
2.配合力分析表明，单株产晕为加性遗传，一般配合力高的亲本，其杂种优势也高，后代可保持较高的产量水平。例如，本实验中杂种优势最高的两个组合224×分841和270×分84l，它们的双亲的一般配合力都比较高，并提出穗分枝小麦分841可以作为小麦杂种利用的骨干亲本，进行强优势组合的选配。
3.采用微卫星(SSR)分子标记，对我国北方冬麦区普通小麦(20份)、穗分枝小麦(4份)、轮回选择后代(14份)、西藏半野生小麦(3份)和斯卑尔脱小麦Hubel早熟诱变系(4份)共45份材料进行了遗传多样性分析。结果显示，所用23个微卫星引物在45个材料间共检测出226个等位变异，每个引物检测出5～16个等位变异，平均为9.82个。聚类分析结果表明，普通小麦、穗分枝小麦、轮回选择后代、西藏半野生小麦和Hubel诱变系也被明显地划分为五大不同类群。结合田间杂种优势分析结果，我们提出将穗分枝小麦作为一个新的杂种优势群，以拓宽杂交小麦亲本的遗传基础，同时利用其分枝多粒特性提高杂交小麦的制种产量。