多环境下揭示稳定单核苷酸多态性(SNPs)与基因组预测奥秘,助力白云杉育种策略升级

【字体: 时间:2025年02月14日 来源:Heredity 3.1

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  在定量遗传学中,探究表型、基因型与环境关系意义重大。来自加拿大的研究人员对白云杉开展多环境全基因组关联分析(GWAS)和基因组预测(GP)研究。他们发现众多显著关联,预测能力和偏差有差异。该研究为育种策略提供了关键信息。

  在定量遗传学领域,探究表型、基因型和环境之间的关系至关重要。鉴于经济重要性状复杂的遗传结构,在全基因组关联分析(GWAS)和基因组预测(GP)框架中整合基因型与环境的相互作用势在必行。这种整合对于识别在不同环境中都稳定存在的可靠标记,以及提高在特定目标环境下对个体表现的预测准确性至关重要。
研究人员对来自加拿大阿尔伯塔省的 1540 棵白云杉进行了研究,这些树针对 467,224 个单核苷酸多态性(SNPs)进行了基因分型,并且生长在三种不同环境中。研究人员针对 30 种生产力、防御和气候适应性相关的性状,开展了多环境全基因组关联分析和基因组预测分析。

研究发现,在研究的性状和环境中,共鉴定出 563 个显著关联(p值<1.07×10?05 ),其中 105 个单核苷酸多态性在两种或三种环境中存在重叠关联。木材密度、月桂烯、总单萜、α- 蒎烯和儿茶素在不同环境中的重叠率最高(>50%)。气体交换相关性状,包括细胞间二氧化碳(CO2 )浓度和内在水分利用效率,虽然表现出最多的显著关联(>38%),但在不同环境中的稳定性较差(<1.2%)。

对于 20 个性状,预测能力(PA)在不同环境中差异显著(0.03 - 0.41),稳定碳同位素比率的平均预测能力最高(0.36),而气体交换相关性状的预测能力最低(0.07)。只有两个性状在不同环境中的预测偏差(PB)存在差异,80% 的位点 - 性状预测偏差处于较窄范围(0.90 至 1.10)。

事实证明,整合多环境全基因组关联分析和基因组预测分析,对于识别特定位点的标记、理解环境对预测能力和预测偏差的影响非常有用,最终也为影响白云杉育种计划的环境因素提供了间接见解。

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