PBJ | 利用基因组预测方法对玉米根尖分生组织相关性状进行预测！学术资讯

来源：植物科学最前沿

丰富的遗传资源是应对作物品质改良和粮食安全挑战的重要保障，如何利将这些保存的遗传资源进行有效利用是目前育种工作中需要解决的重要问题。近些年来，基因组预测作为一种“高性价比”的策略被逐渐运用于评估和利用潜在的、有价值但探索不足的种质资源，以此充分发挥遗传资源的潜力。

根尖分生组织（SAM）是一个由多能干细胞组成的群体，它能在植物中产生所有的地上器官。尽管SAM很小，但其形态与成株植物的密切表型相关，如开花时间、叶数、茎宽和其他农艺性状等。因此，对作物SAM形态变异的特征进行预测，可能有助于弥合未开发的遗传资源与优良品种之间的鸿沟。

2020年5月27日，国际著名植物学期刊Plant Biotechnology Journal在线发表了爱荷华州立大学 Jianming Yu课题组题为”Genomic Prediction of Maize Micro‐Phenotypes Provides Insights for Optimizing Selection and Mining Diversity”的研究文章。文章报道了利用基因组预测方法对玉米根尖分生组织相关性状进行预测的研究内容。

文章中，作者利用435713个全基因组单核苷酸多态性（SNPs），基于369个自交系的模型，预测了2687个不同玉米自交系的根尖分生组织形态特征。

图1 玉米茎尖分生组织基因组预测的研究设计

通过对488个自交系的实证检验结果表明，对8个与根尖分生组织相关的性状的预测精度为0.37~0.57。

图2 交叉验证训练集的预测精度

虽然计算机模拟已经证明了可靠性对预测精度的影响，但在之前的研究者这并没有通过大规模的设计实验得到明确的证明。在本研究中，作者设计了一个高U值（可靠性上限）的验证集和一个来自不同玉米群体的低U值的验证集，以评估根尖分生组织性状的预测精度。

图3 不同U值样本的预测精度比较

结果显示，通过利用U值来量化验证集与训练集之间的基因组关系，可以显著提高预测精度。这表明在寻找新的多样性资源时，选择表型候选应当基于预测值以及其可靠性。在这种情况下，可以考虑具有较少极端预测值和中等可靠性值的个体。文章的研究通过基因组预测将基因库资源利用从宏观表型扩展到微观表型空间。

来源：frontiersin 植物科学最前沿

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