新型水稻全基因组育种芯片研发成功

日前,从中国中化集团公司下属中种公司获悉,继2012年5月设计制作出全球首张水稻全基因组RICE6K育种芯片之后,中种公司与合作伙伴又共同合作开发出SNP标记分布密度更高、基因型检测更精准的RICE60K全基因组育种芯片,并已申请PCT国际专利。我国是粮食生产大国,同时也是世界第二大种     

花生含油量全基因组选择及近红外光谱筛选的育种技术探究

花生含油量对单位面积产油量至关重要。该性状受多个微效基因控制,但可用的紧密连锁标记十分有限,传统的分子标记辅助选择育种准确性不高。全基因组选择作为一种新的育种方法,可实现对数量性状的早期预测;近红外光谱分析可对作物品质性状(如含油量等)进行无损检测。通过两者优势互补,建立花生含油量全基因组选择和近红外光谱筛选联合的育种技术,探讨影响花生含油量全基因组选择预测准确性的因素,为花生分子育种奠定理论基础。本研究以216个重组自交系为材料构建训练群体;分别以139、464和505株F₂、F₃和F₄为材料构建育种群体;利用自主开发的“PeanutGBTS40K”液相芯片进行基因分型,开展含油量全基因组选择育种模型分析;通过联合全基因组选择和近红外光谱筛选技术,开展花生含油量性状的育种应用,并评价其育种效果。结果显示,对训练群体进行基因分型后,总共获得30,355个高质量SNPs,并用于11个全基因组预测的模型选择分析。含油量预测准确性最高的模型为rrBLUP,其次是randomforest和svmrbf。以重组自交系为预测群体,F...     

油菜种子含油量GWAS分析及位点整合系统构建

含油量是油菜最重要的性状之一, 目前已有较多的油菜种子含油量定位研究, 然而各研究系统相对独立, 群体与标记的差别使得难以比较不同研究结果。本研究连续4年种植了一个含308份材料的油菜自然群体, 结合60K SNP芯片数据对种子含油量进行了全基因组关联分析(GWAS), 并将所鉴定的显著位点与早前2个自然群体及10个分离群体鉴定到的位点进行全基因组比较与整合。结果显示, 通过GWAS共检测到8个与种子含油量显著关联的位点, 单个位点解释的表型变异度为3.22%~5.13%; 结合其他12个群体的定位结果, 共获得193个油菜含油量整合位点, 分布于油菜的所有19条染色体, A亚基因组平均每条染色体有13个位点, 显著高于C亚基因组(7个)。对不同群体鉴定结果的比较发现, 7个整合区间能在至少3个群体中被检测到, 均位于A亚基因组染色体(A01、A02、A03、A06、A08、A09和A10)上, 其中有3个与C亚基因组上的区间存在同源性, 在这3个区间中共鉴定到26个已知的油脂代谢相关基因。本研究将193个位点锚定到法国公布的甘蓝型油菜参考基因组, 构建了一个可视的油菜种子含油量位点全基因组整合系统, 可为油菜种子含油量重要位点的确定提供帮助, 并为制定提高油菜种子含油量的育种方案提供参考。     

周发松：突破性品种研发离不开生物技术

2011年,中国种子集团有限公司在业内率先搭建水稻分子育种平台;近期又与隆平高科、神农大丰等11家种企联合组建杂交水稻分子育种平台,在带动生物育种概念股冲破股市低迷的同时,也再次引发公众对于生物育种新技术的关注。什么是生物育种？它和常规育种有什么不同？生物育种的发展,将给种业带来哪些变化？带着这些问题,记者采访了中国种子集团有限公司基因组育种部总监周发松博士。     

玉米穗长一般配合力多位点全基因组关联分析和预测

穗长是一个重要的农艺性状,与产量密切相关。一般配合力(general combining ability, GCA)是评价优异自交系的重要指标。因此,解析穗长GCA的遗传基础,制定相应的育种策略对玉米杂交种产量的提高具有重要意义。本研究以123个玉米自交系和8个测验种按照North Carolina II遗传交配设计组配的537个F1杂交种为试验材料,在2个环境下进行表型鉴定,利用玉米5.5 K液相育种芯片鉴定的11,734个SNP (single nucleotide polymorphisms)对2个环境以及综合环境穗长GCA进行多位点全基因组关联分析(multi-locus genome-wide association study, MGWAS)和基因组预测。利用7种MGWAS共检测到11个穗长GCA显著关联SNP标记(P <8.52E-07),单个位点解释GCA变异介于8.06%～28.23%之间。不同MGWAS共定位的SNP位点有5个。位点7＿178103602在周口和综合环境利用mrMLM(multi-locusrandom-SNP-effectmixedlinea...     

民族种企冲刺世界行业巅峰 “花小宝”开启第一轮860万生产线采购计划

"花小宝"花生种是中国油料种子领军企业山东圣丰种业科技有限公司所属花生种运营品牌。2012年,山东圣丰种业利用自身科研优势在多个外国种企中成功胜出,取得2016年"国际豆类基因组学和遗传学大会"承办权,是国内独家承担国际花生A基因组野生种全基因组测序工作的种子企业。振兴民族种企,冲刺世界行业巅峰。现山东圣丰种业在全球范围内开展花生育种科研     

全球精度最高玉米全基因组育种芯片推出可使育种周期减半

由国际著名植物分子生物学家、国家作物分子设计工程技术研究中心首席科学家邓兴旺带领的未名兴旺系统作物设计前沿实验室入驻了中关村高端人才基地。记者在入驻仪式上了解到，全球最高精度玉米全基因组育种芯片已由邓兴旺团队研发成功，原来8～10年的育种周期可以减少至4～5年。同时，其团队研发的第三代杂交水稻育种技术已进入国家安全认证阶段，最早将于2016年产业化，将大幅度提高水稻产量。     

玉米Suwan种质改良过程中的关键基因组区段发掘

玉米Suwan种质抗性好、适应性强、籽粒品质优,在现代育种尤其是南方玉米育种中具有不可替代的作用。明确Suwan种质优良特性在改良过程中的遗传机制对我国南方玉米生态区的玉米生产具有重要意义。本研究以Suwan1(Suwan1C10)及其衍生群体(苏兰1号C0)不同改良世代为材料,利用包含5.6万个SNP标记的MaizeSNP50芯片对供试群体进行基因型鉴定。遗传分析发现:Suwan 1群体不同改良世代间的基因组差异片段较少,仅出现5个,其中4个出现在第11轮改良世代(Suwan 1 C11), 1个出现在第15轮改良世代(Suwan 1 C15);苏兰1号不同改良世代间的基因组差异片段相对较多,共有18个,其中8个在不同改良世代间稳定遗传; Suwan种质改良形成苏兰1号群体的过程中,共获得43个Lancaster特异性遗传片段,其中35个在苏兰1号不同改良世代间稳定遗传。全基因组关联分析共鉴定出16个与穗行数显著关联的QTN,分别位于第2、第3、第5、第6、第7、第8、第9染色体上,其中SYN25713和SYN36577位于苏兰1号群体的Lancaster特异性遗传片段内;共检测到13个控制穗长相关的QTN,分别位于第1、第2、第5、第7、第8、第9染色体上,其中PZE-105143697位于苏兰1号群体的Lancaster特异性遗传片段内。该结果为后续全基因组关联研究和分子标记辅助选择等提供了重要的理论依据。     

全基因组基因嵌入突变体库用于发掘野生稻有用基因及超级杂交稻分子育种的策略

纵观水稻育种的历程,每一次新突破都离不开新技术的利用和新遗传种质资源的发掘.超级杂交稻在达到第二期12 000kg/hm^2的目标后,进一步挖掘产量潜力实现13 500kg/hm^2的第三期目标需要基因资源创新和分子育种技术的加盟.利用可转化大片断基因组文库和基因嵌入突变体库是发掘野生稻有利基因的新策略,它包括构建野生稻可转化大片断基因组文库,通过转基因技术,将大片段克隆导入栽培稻中,建立全基因组基因嵌入突变体库.在构建突变体库前可根据保守序列、分子标记等对大片段克隆进行筛选,减少需要鉴定的大片段克隆数量,并可利用遗传转化效率高的模式植物拟南芥来进行大片段克隆初步鉴定,避开水稻转化效率仍然不高这个瓶颈.然后通过突变体田间鉴定,筛选出抗寒、抗虫、抗病、高产等突变体材料并应用到超级杂交稻育种中;同时对控制突变性状的大片段克隆进行亚克隆、功能补偿分析和序列分析,最终克隆野生稻有利基因.这一技术也适用于发掘和克隆其他植物基因.     

揭开玉米高产优质的基因密码

日前,由中国农业科学院作物科学研究所牵头的973项目＂玉米产量和品质性状全基因组选择育种的基础研究＂启动会在京召开。此项目的实施将有望揭开玉米高产优质背后的基因密码,实现玉米种质创新和育种效率的突破。该项目首席科学家王国英,就玉米的常规育种和分子育种、全基因组选择育种进行了解读。     

芭蕉芋和美人蕉全基因组Survey分析

芭蕉芋是一种富含淀粉的具有较高经济价值的多用途作物,而美人蕉属于常见的草本园艺观赏植物,虽然两个物种用途广泛,但是它们的分子机制研究一直没有重要突破。为了加速两者分子育种的发展,本研究利用高通量测序技术对芭蕉芋和美人蕉进行Survey分析,通过生物信息学分析,完成了芭蕉芋和美人蕉全基因组特征评估,获得了基因组大小、杂合度以及GC含量等信息,基于两个基因组的特征比较分析结果完成了芭蕉芋基因组的初步组装。结果表明,通过对芭蕉芋和美人蕉进行高通量测序,分别得到139.30和68.10 Gb高质量的测序数据,总测序深度分别约为140 x和68 x,估算的基因组大小分别约为844.90和836.88 Mb;根据K-mer分析估算全基因组GC含量分别为39.14%和38.48%,杂合度分别为0.63%和1.50%。由此可知,芭蕉芋和美人蕉基因组均属于较为复杂的基因组。对芭蕉芋尝试初步组装后得到总长为555.60 Mb的基因组。本研究获得了芭蕉芋和美人蕉基因组大小和特征等信息,为芭蕉芋和美人蕉的分子育种研究提供了有价值的数据与思路,初步比较了芭蕉芋和美人蕉基因组特征的异同,为后续构建两者全基因组精细...     

棉花基因组育种现状与展望

概述了近十年来棉花基因组育种研究现状。针对目前棉花基因组育种中存在的普遍问题,借鉴其它作物的基因组育种经验,提出棉花基因组育种的发展对策。     

水稻细胞质雄性不育分子生物学研究进展

对水稻细胞质雄性不育与叶绿体基因组、线粒体基因组、质粒基因组和核基因组的遗传以及育性相关基因的分子标记定位、辅助选择、克隆与表达研究现状进行了综述，并对水稻细胞质雄性不育分子机理和分子生物学研究进行了展望。     

水稻航天诱变育种研究进展与应用前景

水稻航天育种技术是将水稻干种子搭载返回式航天器(卫星)经过空间诱变作用产生变异,在地面选择有益变异培育新种质、新品种的育种方法。随着水稻航天育种研究的不断深入,现已育成一批水稻新品种(组合)进入商品化生产,同时还发掘和筛选出一些具有实用价值的新种质。本文综述了水稻航天育种的特点、理论依据及研究进展,讨论了水稻航天育种存在的问题和应用前景。     

富源县水稻新品种比较试验

为了鉴定育种单位选育的水稻新品种在不同生态条件下的适应性、丰产性、抗逆性，加速水稻良种更新换代步伐，尽快地使育种单位的科研成果转化为生产力，筛选出适合富源县种植的高产、优质水稻良种。富源县种子管理站选取了13个品种进行比较试验。结果表明：K3、合靖9号、Y8、合靖10号4个品种在产量、综合抗性方面优于对照合靖6号，可以大面积推广应用。     

前沿科技

我国科学家完成大黄鱼全基因组测序由浙江海洋学院领衔,与上海交通大学、复旦大学等机构联合破译了大黄鱼全基因组测序,构建了大黄鱼基因组图谱,并成功解析其先天免疫系统基因组特征。大黄鱼全基因组测序是我国公布的第二个海水鱼类的基因组图谱,也是世界上第一个石首科鱼类基因组图谱,标志着我国大黄鱼研究进入组学时代。大黄鱼免疫基因信息的充分解析,有助于发现与抗病力相     

马泡瓜叶绿体基因组测序

马泡瓜(Cucumis melo L. var. agrestis Naud.)葫芦科甜瓜属植物,种子富含油脂,可榨取优质食用油,还可为医药和食品工业提供原料。本研究首次开展了马泡瓜叶绿体基因组测序工作。结果表明：马泡瓜叶绿体基因组与普通甜瓜近似,物种聚类分析表明与甜瓜、蛇瓜、越瓜最为接近。本研究可以为育种提供理论参考。     

基因组测序技术解析耐除草剂转基因水稻G2-7的分子特征

外源DNA片段的拷贝数及插入位点的侧翼序列等分子特征信息是转基因植物安全评价过程中必需要提供的信息。本研究利用基因组测序结合生物信息学对耐除草剂转基因水稻G2-7的T-DNA插入位点、拷贝数和侧翼序列进行鉴定。利用Illumina NovaSeq 6000平台对G2-7进行全基因组测序,共获得47.13 Gb的测序数据,通过与转基因载体和参考基因组序列的比较,确定了G2-7中T-DNA在受体基因组中的插入位点。结果显示,外源DNA片段以单位点单拷贝形式插入到水稻1号染色体的36,189,491～36,189,507位置,造成水稻基因组16bpDNA缺失,无载体骨架的插入。同时我们获得外源基因插入位点5′侧翼序列375 bp和3′端侧翼序列353 bp,并通过PCR扩增和Sanger测序进一步证明获得的侧翼序列是正确的。研究结果为转基因水稻G2-7的安全评价及转化体特异性检测提供了有效的数据支撑,同时也证明全基因组测序(WGS)是解析转基因植物分子特征的有效方法。     

广西水稻地方品种核心种质稻瘟病抗性位点全基因组关联分析

稻瘟病是水稻重要病害之一,严重影响水稻的产量与品质。培育抗性品种是防治稻瘟病最经济、环保的方式。稻瘟病抗性基因的鉴定与挖掘是开展抗病育种的基础与前提。本课题组前期对419份广西水稻地方品种核心种质进行简化基因组测序,获得208,993个高质量SNP标记。本研究采用苗期喷雾接种方法,研究了该419份核心种质对7个稻瘟病生理小种的抗性,并根据表型和基因型数据,利用一般线性模型(general linear model,GLM)和混合线性模型(mixed linear model,MLM)进行全基因组关联分析。2种模型下共检测到20个位点,其中GLM检测到20个位点,MLM检测到1个位点,Chr12_10803913位点在2种模型下都检测到。17个位点与前人定位的基因/QTLs重叠,其余3个是新位点,分别为Chr3_18302718、Chr3_18302744及Chr5_10379127位点。在20个显著关联位点上下游各150 kb的基因组区域中共筛选出候选基因323个,初步确定8个候选基因与抗病相关,其中LOC_Os12g18360(Pita)、LOC_Os12g18729(Ptr)为已知克隆的基因,LOC_Os03g32100、LOC_Os03g32180和LOC_Os05g18090为新位点附近筛选到的候选基因。本研究结果为稻瘟病抗性位点挖掘与稻瘟病相关基因克隆提供了科学依据。     

水稻育种新技术：察“叶”观色鉴定种子纯度

通过分子标记手段，肉眼观察水稻幼苗叶片的颜色就能鉴定种子纯度；发现光敏型水稻雄性不育系，通过分期播种实现稳定、高效的制种和繁种……上海交通大学科研团队研究出多项水稻育种新技术和水稻新船种、新组合，为我国水稻持续增产和国家粮食安全提供科技支撑。