杂交育种的历史源远流长,给我们的农业生产带来了很多积极的变化,但是杂交种相对于亲本体现出的优势的具体机理还是不清楚的。现阶段,有“显性假说”和“超显性假说”两种主流理论。但是缺乏足够的实验证据来支持。本研究拟以杂交水稻为研究材料来分析和探讨杂种优势的分子机制。首先,我们选用了在生产上已经被确认为相对亲本具有明显优势的超级杂交水稻品种LYP9,以及它的父本9311,母本PA64S。然后使用Affymetrix探针进行基因表达量的检测。后期主要利用R语言Bioconductor包进行数据处理与分析,鉴定出杂交种与亲本间的差异表达基因,并对这些差异表达基因进行序列和功能分析。我们比较了在不同器官(根和叶),不同处理方式下(施肥与不施肥),3个品种之间的差异表达基因。研究发现子代与亲本的差异表达基因(DEG)大部分都是在亲本中存在的(86.17%),很少有独自存在于子代和亲本之间的差异表达基因。父本9311和子代LYP9的差异表达基因要多于母本PA64S和子代LYP9的差异表达基因。说明子代遗传了更多母本的基因。分析杂交后代中差异表达基因的表达模式表明,与杂种优势有关的差异表达基因以加性表达为主(84.5%-95.5%)。同时,超高显性和和超低显性比例很少,也就是子代中很少有基因的表达量要超过或者低于亲本的表达量。同时我们计算了存在缺失(PAe)基因,其中9311和LYP9的PAe/DEG的值要大于PA64S和LYP9的PAe/DEG,也就是说,在父本和子代中差异表达基因更多的是PAe基因,而母本和子代的差异表达基因更多是DEG。同时我们把差异表达基因和水稻的QTL进行位置比对,发现这些差异表达基因集中分布在与产量,活力等相关的一些重要的QTL中。同时有相当比例的差异表达基因都能定位到相对较短的QTL中(27.9%),比如与千粒重,生物量,植株高矮等等。在对这些基因功能进行分析的过程中,为了找出重要的富集功能的gene,我们利用GO富集分析方法,以全基因组为背景,从中找出在差异表达基因中有富集趋势的基因。在全基因组中一共有11154个基因有对应的GO编号。1233个子代和亲代的差异表达基因中有583个有对应的GO编号。我们一共得到了 40个富集的GO分类,它们的功能涵盖了三个方面。其中Biological Process有10个,Cellular component 有 2 个,Molecular Function 有 28 个。