中国热科院在木薯高效育种方面取得新进展

近日，中国热科院生物所功能基因组与分子育种研究团队开发了木薯35 K液相育种芯片，在木薯功能基因组研究与基因组选择育种方面具有重要意义，进一步提高了我国木薯育种的自主创新能力。
 
　　木薯（Manihot esculenta）是大戟科木薯属植物，是全球三大重要薯类作物之一，具有耐干旱、耐贫瘠、高产等优良特性。开发一种低成本、高通量、高灵活性和高效率的基因分型平台，对于木薯功能基因组研究与基因组选择育种具有重要意义。单核苷酸多态性（SNP）芯片作为一种成熟的基因分型技术，可用于高通量检测基因组中的SNP位点。SNP芯片的优势包括高通量、精确性、可重复性和相对较低的成本。在农业领域，SNP芯片已广泛用于群体遗传学分析、遗传图谱构建、全基因组关联分析和品种权保护等。
 
　　研究团队基于377份木薯种质全基因组SNP标记、2980种代谢物QTL和23个田间农艺性状QTL等信息，筛选出基因组上高多态性、低缺失率、分布均匀的35369个SNP作为背景位点，性状紧密关联的586个SNP作为前景位点进行探针设计，成功研发出全球首款木薯液相育种芯片“GenoBaits Cassava35K”。
 
　　GenoBaits Cassava35K基因芯片在群体多样性分析、系统发育分析、全基因组关联分析中均具有较好的效果。基于203份代表性种质的芯片基因型数据和197份样本重测序数据的比较发现：（1）GenoBaits Cassava35K芯片具有极高的平均位点检出率（99.5%）和基因组分布密度（平均空隙长度为1.76 kb）；（2）遗传多样性分析表明，基于芯片与基于重测序数据的样本核苷酸多样性呈显著正相关；（3）利用GenoBaits Cassava35K芯片进行多态性位点筛选，构建了木薯种质SNP指纹图谱，应用于木薯品种鉴定；（4）利用203份种质芯片基因型数据进行GWAS分析，检测到多个与先前重测序数据相同的显著关联位点。该芯片的研发将有助于缩短木薯育种周期，提升育种效率，进一步提高我国木薯育种的自主创新能力。
 
　　相关研究成果以《GenoBaits Cassava35K: high-resolution multi-SNP arrays for genetic analysis and molecular breeding using targeted sequencing and liquid chip technology》为题发表于《Horticulture Research》。中国热带农业科学院热带生物技术研究所博士后李超超、助理研究员叶晓雪为论文共同第一作者，胡伟研究员为通讯作者。该研究得到了海南省重点研发计划、国家自然科学基金、热带作物生物育种全国重点实验室科研专项等支持。
 
　　论文链接：https://academic.oup.com/hr/article/12/2/uhae305/8006185



日期：2025-02-24