The Crop Journal | 部分双列杂交设计的玉米产量基因组预测

news/2024/10/4 17:31:43

中国农业科学院作物科学研究所联合国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)等单位在《The Crop Journal》发表论文:Genomic prediction of yield performance among single-cross maize hybrids using a partial diallel cross design。
希望根据中国黄淮河谷(夏播区,SUS)和东北(春播区,SPS)两大玉米产区,确定适合不同种植区的基因组预测模型。本研究的目的是:(1)评估GBLUP模型对SUS和SPS中玉米杂交产量和产量相关性状的预测准确性;(2)利用各种遗传效应模型、基因型×环境互作模型和多性状效应模型评估玉米杂交种的预测精度;(3)评估在训练与测试群体(TRN:TST)和群体规模的几个比率下产量的预测准确性。

内容

作者选择34个优良玉米自交系(代表了中国玉米种质的小型核心集合,包括18个SS和16个NSS自交系),以部分双列杂交设计产生的285个玉米杂交组合为材料。

通过采用45K玉米SNP芯片对亲本进行基因分型,对285个杂交种进行多环境表型鉴定,分别位于中国玉米主产区夏播区(SUS)的2个地点和春播区(SPS)的3个地点,对9个产量及其相关性状进行表型分析。

采用多个基因组预测(GP)模型来评估杂交种性状预测的准确性。通过10倍交叉验证,采用GBLUP模型估计的杂交种在SUS和SPS中产量性能的预测精度分别为0.51和0.46。在SUS和SPS中,GBLUP估计的其余产量相关性状的预测精度分别为0.49-0.86和0.53-0.89。将加性效应、显性效应、上位效应、基因型-环境交互作用和多性状效应纳入预测模型后,提高了杂交产量性能的预测精度。确定了训练与测试群体的比率以及最适合产量预测的训练群体规模。多种预测模型可以提高杂交育种的预测精度。

5个环境9个性状的表型分布

方差分析与遗传力估计

利用BLUP分析的性状相关性

34个亲本自交系的23,692个SNP 的基因型分析

GBLUP模型和考虑多个遗传效应的预测模型对杂交种9个性状的预测精度

G×E模型和多性状模型对杂交种9个性状的预测精度

9 种 TRN:TST 比率设计和 7 种种群规模的预测准确性评估指标比较

短评

  • 群体规模太小,证据不太够。本就只有285个,还下采样就更少了;

  • 研究中规中矩,可为同类研究应用参考。

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