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Mol Plant:中科院作物所何忠虎研究组发表育种芯片评述性论文

2017-08-16 15:22 中国农业科学院作物科学研究所 Molecular Plant 阅读 0
核心摘要: 2017年6月28日,《Molecular Plant》在线发表了中国农业科学院作物科学研究所何忠虎研究组的评述性论文,系统评述了作物分子标记发展、分子育种进展及现有高通量基因型检测平台的利弊。论文指出,尽管已开发50多种SNP芯片和15种GBS平台,但真正符合育种需求的较少,提出了发展高通量、低成本、灵活实用的分子育种平台策略,以加速培育适应气候变化的作物新品种。

2017年6月28日,国际著名学术杂志《Cell》子刊《Molecular Plant》在线发表了中国农业科学院作物科学研究所何忠虎研究组的评述性论文“作物育种芯片与基因型鉴定平台:进展、挑战与展望”。论文对作物分子标记发展概况、分子育种进展、基因型与表型关系、现有高通量基因型检测平台利弊、育种芯片的高通量与灵活性等方面进行了系统评述分析,认为随着基因组学技术的发展,分子标记在作物遗传育种领域应用将更加广泛。目前在25种作物中已开发出50多种SNP芯片及15种基于测序技术的基因型检测平台,但真正符合育种家需要的并不多,为此提出了发展高通量、低成本兼具灵活性的实用分子育种平台策略,将极大提高育种效率,加速培育适应全球气候变化的作物新品种。

SNP芯片已成为作物遗传改良的重要工具。该团队在前期成功开发小麦KASP基因型检测平台的基础上,与公司合作研制出新型50K小麦育种芯片,概括起来有四大优点:(1)标记多态性高、应用范围广,适用于不同遗传背景的小麦材料检测;(2)标记分布均匀,每条染色体含2000多个SNP标记;(3)含功能基因及与性状连锁标记,包括135个品质、农艺性状和抗病性等基因标记及与重要性状紧密连锁的700个标记,这是其它芯片不具备的;(4)比同类芯片价格低20%。

原文摘要:作物和树木中基因定位与发现的分子标记检测技术发展迅速。迄今,已在超过25种作物和多年生树木中开发了50多种SNP芯片和15种不同类型的基因分型测序平台。然而,在开发用于育种项目的超高通量、经济高效的基因分型平台方面投入较少。本文讨论了现有SNP芯片和GBS技术的科学瓶颈,以及开发作物分子育种靶向平台的策略。我们提出,未来的实用育种平台应采用自动化基因分型技术,无论是基于芯片还是测序,靶向经济性状的功能多态性,提供对数量性状的理想预测准确性,并在广泛的作物遗传背景下具有普适性。这类平台的开发面临技术层面(成本效益低)和知识层面(作物中基因型-表型差距大)的严峻挑战。预计在未来十年内,主要作物将实现此类基因分型平台,原因包括:(a)重要性状基因发现的快速发展,(b)通过新分析模型和群体设计加深对数量性状的理解,(c)多层组学数据整合导致重要育种性状基因和通路的识别,以及(d)大规模基因分型成本效益的提高。作物育种芯片和基因分型平台将为加速培育具有理想产量潜力、品质和增强适应气候变化能力的品种提供前所未有的机遇。

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