中国科学院遗传与发育生物学研究所（朱立煌研究组和朱祯研究组）、北京基因组学研究所（于军研究组和刘国振研究组）以及湖南杂交水稻中心（袁隆平研究组）合作，利用我国自主设计和研制的水稻全基因组基因芯片，系统研究了超级杂交稻两优培九（LYP9）及其亲本93-11和培矮64s（PA64s）在不同时期7种组织（幼苗期和分蘖期的叶，孕穗期、抽穗期、开花期和灌浆期的剑叶，灌浆期的穗子）的基因表达谱。相关研究成果于2009年5月12日发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。

杂种优势是指杂交后代在生长、产量、抗逆性等方面优于亲本的现象，在水稻等作物生产中已广泛应用，但其遗传和分子机制尚不明确。本研究通过全基因组表达谱分析，旨在揭示杂种优势的分子基础。

研究共检测了36926个基因，其中22266个在参试样本中表达。聚类分析显示，杂种F1与亲本间的表达谱相似性大于亲本之间的相似性。共检测到7078个在所有样本中表达的共表达基因和3926个差异表达基因（DG）。DG被分为三类：亲本间差异表达基因（DGPP）、杂种-亲本间差异表达基因（DGHP）以及仅在杂种与亲本间有差异表达的基因（DGHPU）。在3000多个DGHP中，多数为偏向单亲的显性表达基因。功能分析表明，DGHP中富集了与能量代谢和物质运输相关的基因。此外，DGHP在基因组中的位置与产量相关的数量性状基因位点（QTL）高度关联，提示这些基因可能是水稻杂种优势的关键候选基因。

该研究为理解杂种优势的分子机制提供了重要线索，有助于推动杂交水稻的进一步利用和分子育种。