全基因組選擇育種,基于高通量測(cè)序平臺(tái),對(duì)訓(xùn)練群體和預(yù)測(cè)群體的所有個(gè)體進(jìn)行全基因組測(cè)序,利用高性能計(jì)算平臺(tái)和生物信息學(xué)方法,檢測(cè)單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)(SNP)變異信息,利用訓(xùn)練群體的SNP分型和表型信息來(lái)構(gòu)建模型,根據(jù)預(yù)測(cè)群體的SNP分型并結(jié)合模型對(duì)預(yù)測(cè)群體的個(gè)體進(jìn)行育種值的估計(jì)。該方法通過(guò)早期選擇縮短世代間隔、提高育種值估計(jì)準(zhǔn)確性等加快遺傳進(jìn)展,同時(shí)對(duì)低遺傳力、難測(cè)定的復(fù)雜性狀具有較好的預(yù)測(cè)效果,真正實(shí)現(xiàn)了基因組技術(shù)指導(dǎo)育種實(shí)踐。
產(chǎn)品類型 | 測(cè)序策略 | 指標(biāo) | 周期 |
全基因組選擇育種 | 二代測(cè)序 PE150 | 訓(xùn)練群體:植物樣本數(shù)≥1000,動(dòng)物樣本數(shù)≥500,個(gè)體測(cè)序深度≥10X | 分析周期60天(預(yù)測(cè)群體500個(gè)樣本以內(nèi),6TB數(shù)據(jù)量以下) |
樣品類型 | 樣品需求量 | 樣品濃度 | 樣品質(zhì)量 | 樣品體積 |
無(wú)降解無(wú)蛋白和RNA污染的雙鏈DNA樣品 | 小片段文庫(kù)≥200 ng | ≥ 5 ng/μl | 基因組完整性等級(jí)高于7 | ≥12 μl |
該團(tuán)隊(duì)收集了2839份雜交水稻種質(zhì)資源,從中挑選18份代表性雜交稻材料被用于構(gòu)建包含萬(wàn)份個(gè)體的F2群體?;谶@些材料的基因型和表型數(shù)據(jù),該研究深入解析亞種間雜種優(yōu)勢(shì)遺傳基礎(chǔ),并構(gòu)建了基因組選擇模型,以便快速篩選優(yōu)良雜交組合,縮短雜交育種周期。
材料:2,839個(gè)水稻雜交品種+9,839個(gè)F2材料作為參考群體
建庫(kù):DNA小片段文庫(kù)
測(cè)序:二代測(cè)序,PE150,平均測(cè)序深度為35X(2,839個(gè)水稻雜交品種),平均測(cè)序深度為0.2X(9,839個(gè)F2材料)
該文章總結(jié)了水稻育種遺傳規(guī)律,深入解析亞種間雜種優(yōu)勢(shì)遺傳基礎(chǔ),并構(gòu)建了基因組選擇模型,以便快速篩選優(yōu)良雜交組合。基于超萬(wàn)份材料的基因型和表型數(shù)據(jù),構(gòu)建了基因組選擇模型。該模型能夠根據(jù)雜交組合的基因組遺傳變異信息預(yù)測(cè)材料的田間表現(xiàn),并聯(lián)合七個(gè)重要農(nóng)藝性狀的預(yù)測(cè)結(jié)果開(kāi)展多性狀選擇,從而實(shí)現(xiàn)育種潛力個(gè)體的有效篩選,幫助育種者制定雜交計(jì)劃,縮短育種周期,節(jié)約人力和時(shí)間成本。
參考文獻(xiàn):Gu Z, Gong J, Zhu Z, et al. Structure and function of rice hybrid genomes reveal genetic basis and optimal performance of heterosis. Nat Genet. 2023;55(10):1745-1756.