。
在过去,作物育种筛选是基于在田间观察到的自然表型性状。但这种方法有很多缺点:
1.环境因素影响表型性状的选择,导致选育不良。
2. 可能导致狭窄的种质资源基因库,阻碍了种质资源的利用效率。随着育种技术的发展,尤其是分子标记辅助选择(MAS),对提高育种效率有很大帮助。分子标记不受任何环境因素的干扰,且在选择过程中是准确的。
下一代测序(NGS)技术提供了开展基因组辅助作物改良的平台。NGS技术通过genome-wide association studies (GAWS)或whole-genome association studies(WGAS)用于基因组选择或全基因组选择(GS)。Genomic-assisted工具有助于从庞大的种质资源中快速选择理想的性状,减少育种时间,确认并验证基因库中感兴趣的基因。
NGS提供高通量genotyping by sequecing(GBS)技术,这将帮助高通量分子标记的检测以及加快分子标记辅助选择。一些研究人员已经成功地采用了GBS技术进行全基因组关联研究(GWAS)。一种先进的基因分型系统有助于找到SNP,以便在很多作物中发现有价值的QTL/基因。例如,通过GBS技术,Spindel等[1]发现控制籽粒产量和花期的QTL水稻的优良育种品系。这项研究确定了73,147个新型SNP标记。Huang等[2]采用GBS技术评估了517个地方品种水稻的特征性状,并鉴定有价值的QTL,包括分蘖数、谷粒宽度和长度,小穗数,糊化温度,直链淀粉含量,针尖颜色,果皮颜色,果皮颜色、抽穗期、耐旱性和种子粉碎程度。GWAS对农业形态学和其他有价值性状的作用在许多作物中都有报道,例如水稻、玉米、小麦、大麦、高粱、珍珠粟、小粟等。所以,GWAS提供了精准育种的可能性。表型组学和基因组学平台的发展促使GS进行有效的作物改良,也有助于发展先进的作物改良育种技术。
参考文献
1. Spindel, J.; Begum, H.; Akdemir, D.; Virk, P.; Collard, B and etc. Genomic selection and association mapping in rice (Oryza sativa): effect of trait genetic architecture, training population composition, marker number and statistical model on accuracy of rice genomic selection in
elite, tropical rice breeding lines. PLoS Genet., 2015, 11(2), e1004982.
2.Huang, X.; Wei, X.; Sang, T.; Zhao, Q.; Feng, Q.; Zhao, Y and etc. Genome-wide association studies of 14 agronomic traits in rice landraces. Nat. Genet., 2010, 42(11), 961-967.
3.. Thumadath Palayullaparambil Ajeesh Krishna1, Duraipandiyan Veeramuthu, Theivanayagam
Maharajan1 and Mariapackiam Soosaimanickam. The era of plant breeding: conventional breeding to genomics-assisted breeding for crop improvement Current Genomics, 2023, 24, 24-35
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