直播倒计时1天 | 高通量测序技术助推特色物种的遗传育种“弯道超车”

2021-12-21 22:09:42, 赋能分子育种的深圳华大智造科技有限公司

近年来，随着高通量测序技术的迅猛发展，测序平台国产化带来的测序成本降低，基于测序的各种育种技术开始被广泛地应用于奶牛、猪、鸡鸭、鱼和虾等畜禽水产，以及水稻、小麦和大豆等重要农业作物中。

然而，相较于畜禽水产和作物而言，研究基础相对薄弱的特色物种，育种实践进程依旧缓慢，但通过大规模种质资源材料的全基因组数据进行分子标记开发，可快速有效建立特色物种的分子标记辅助育种和全基因组育种方法，加速育种进程。

案例分享

3,366份鹰嘴豆种质遗传变异图谱研究助推分子育种实践

2021年11月11日，由国际半干旱热带作物研究中心牵头，全球11个国家和地区的41个组织的相关研究人员共同完成了3,366份鹰嘴豆种质的遗传变异图谱研究工作，研究成果“A chickpea genetic variation map based on the sequencing of 3,366 genomes”发表在Nature期刊上。

鹰嘴豆泛基因组图谱构建

研究收集了来自世界范围内的3,171个栽培种质和195个野生种质，进行全基因组测序，构建了鹰嘴豆泛基因组。研究团队进一步绘制了包含各类大尺度的序列结构变异和拷贝数变异的遗传变异图谱，并以此建立了鹰嘴豆遗传变异数据库CicerSeq。该数据库是迄今为止最大的鹰嘴豆全球遗传多样性数据库，覆盖了全球大约八万份所有鹰嘴豆种质中的核心部分。

图1. 种质鹰嘴豆的遗传变异在染色体上密度分布

鹰嘴豆育种实践

基于上述大规模基因型数据和表型数据，研究人员发现大多数育种系(80%)缺乏地方品种中存在的优越单倍型，同时研究人员鉴定到决定鹰嘴豆的产量、气候适应性、种子特性等重要农艺性状的优势单倍型，确定了56个品系作为优良单倍型育种的潜在供体。

进一步地，研究人员采用3种基因组预测方法，对12个年份和位置组合的16个性状使用不同的snp子集和表型数据分析，预测鹰嘴豆的农艺性状，并以关键性状100SW百粒重为例，表明基因组预测方法在提高作物产量方面具有巨大潜力，预测增加12%到23%。因此，无论是避开导致品种衰减的基因型、整合优势基因型，还是全基因组选育方法，都正在成为鹰嘴豆育种实践中的高效手段。

图2. 采用基因组育种策略改良鹰嘴豆关键性状百粒重

其他特色物种

除鹰嘴豆这类特色作物，食用菌也是主流农业物种育种之外被忽视的特色物种，但由于食药用菌种业科研基础薄弱，缺少拥有自主知识产权的品种，解决菌种“卡脖子”问题，也是打好种业翻身仗的重要环节。

直播预告

为深度解析特色物种的遗传育种基础研究和育种实践，12月22日（周三）下午15:00，华大智造特邀农业基因组国家重点实验室主任、深圳华大生命科学研究院资深副院长刘心老师，吉林农业大学肖世俊副教授开展第三期「华大智造农业基因组学应用」网络研讨会——高通量测序技术助推特色物种的遗传育种“弯道超车”。

本期研讨会上，刘心老师将为大家分享如何利用大规模全基因组数据，快速分子标记辅助育种和全基因组育种方法，加速特色作物——鹰嘴豆的育种实践；肖世俊老师将为大家分享如何利用基因组和表型组数据开辟特色物种——食药用菌新品种培育的新路径，与大家共同探讨如何借鉴主流农业物种的基础研究和育种实践经验，高效推动特色物种的基础研究并指导育种实践，期待您的参与。

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