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產品與服務
PRODUCTS & SERVICE

全基因組選擇育種

  • 產品簡介
  • 技術流程
  • 樣本要求
  • 案例分析
  • FAQ

全基因組選擇育種,基于高通量測序平臺,對訓練群體和預測群體的所有個體進行全基因組測序,利用高性能計算平臺和生物信息學方法,檢測單核苷酸多態(tài)性位點(SNP)變異信息,利用訓練群體的SNP分型和表型信息來構建模型,根據預測群體的SNP分型并結合模型對預測群體的個體進行育種值的估計。該方法通過早期選擇縮短世代間隔、提高育種值估計準確性等加快遺傳進展,同時對低遺傳力、難測定的復雜性狀具有較好的預測效果,真正實現(xiàn)了基因組技術指導育種實踐。

產品優(yōu)勢
  • 預測準確度高
    全基因組范圍內的標記能夠解釋盡可能多的遺傳變異,可以對遺傳效應進行較為準確的檢測和估計。
  • 適應性狀廣
    除質量性狀外,還適用于基因型受環(huán)境影響較大、受微效多基因控制的遺傳力較低的數(shù)量性狀,比如難以測量的性狀、限性性狀、生長后期測定的性狀等。
  • 加快育種進程
    能夠在得到樣本個體DNA的時候即對其進行育種值評估,可以縮短世代間隔,提高育種進展達20%-50%。
  • 育種收益高
    降低育種周期,減少場地占用、人工消耗等長時間的經費消耗,大幅減低育種成本。
應用領域
  • 雜交組合高效選配
  • 優(yōu)異性狀個體篩選
產品類型測序策略指標周期
全基因組選擇育種二代測序 PE150訓練群體:植物樣本數(shù)≥1000,動物樣本數(shù)≥500,個體測序深度≥10X分析周期60天(預測群體500個樣本以內,6TB數(shù)據量以下)

樣品類型樣品需求量樣品濃度樣品質量樣品體積
無降解無蛋白和RNA污染的雙鏈DNA樣品

小片段文庫≥200 ng

≥ 5 ng/μl基因組完整性等級高于7≥12 μl
水稻雜交基因組的結構和功能揭示了雜種優(yōu)勢的遺傳基礎
Structure and function of rice hybrid genomes reveal genetic basis and optimal performance of heterosis
期 刊:Nature Genetics    影響因子:30.8    發(fā)表時間:2023.7    發(fā)表單位:中國科學院
研究背景

該團隊收集了2839份雜交水稻種質資源,從中挑選18份代表性雜交稻材料被用于構建包含萬份個體的F2群體?;谶@些材料的基因型和表型數(shù)據,該研究深入解析亞種間雜種優(yōu)勢遺傳基礎,并構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。

研究思路

材料:2,839個水稻雜交品種+9,839個F2材料作為參考群體

建庫:DNA小片段文庫

測序:二代測序,PE150,平均測序深度為35X(2,839個水稻雜交品種),平均測序深度為0.2X(9,839個F2材料)

研究結論

該文章總結了水稻育種遺傳規(guī)律,深入解析亞種間雜種優(yōu)勢遺傳基礎,并構建了基因組選擇模型,以便快速篩選優(yōu)良雜交組合?;诔f份材料的基因型和表型數(shù)據,構建了基因組選擇模型。該模型能夠根據雜交組合的基因組遺傳變異信息預測材料的田間表現(xiàn),并聯(lián)合七個重要農藝性狀的預測結果開展多性狀選擇,從而實現(xiàn)育種潛力個體的有效篩選,幫助育種者制定雜交計劃,縮短育種周期,節(jié)約人力和時間成本。


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參考文獻: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. 

  • Q:全基因組選擇中,訓練群體和預測群體分別指什么?二者之間有什么關系?
    A:
    訓練群體是指有基因型和表型信息的群體,根據訓練群體的數(shù)據進行建模。預測群體是指只有基因型的群體。訓練群體和預測群體二者之間需要具有一定的親緣關系,才可以提高預測準確度。換言之,訓練群體和預測群體的遺傳背景需要統(tǒng)一,以玉米為例,如果溫帶和熱帶玉米在訓練群體和預測群體中分布不均,并且表型是從溫帶地區(qū)收集的,則熱帶玉米的表型可能無法充分體現(xiàn)。
  • Q:如何進行模型的選擇?
  • A:
    交叉驗證是在建立模型和驗證模型參數(shù)時常用的辦法,一般被用于評估一個模型的表現(xiàn)。通常情況下,我們先應用多個模型進行預測,而根據交叉驗證來進行最優(yōu)模型的選擇。