[發明專利]玉米關聯群體中氣生根全基因組選擇潛力分析方法

在審

• 申請號: 202010094930.3
• 申請日: 2020-02-17
• 公開（公告）號: CN111210868A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 崔震海;時免免;李秀娟;張敖;阮燕曄;郭瑞;樊金娟;張立軍
• 申請（專利權）人: 沈陽農業大學
• 主分類號: G16B5/00
• 分類號: G16B5/00;G16B20/20
• 代理公司: 六安市新圖匠心專利代理事務所(普通合伙) 34139
• 代理人: 陳斌

1.玉米關聯群體中氣生根全基因組選擇潛力分析方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、植物材料與性狀測定：取508個玉米自交系并將其劃分為4個亞群：美國非堅桿自交系、美國堅桿自交系、熱帶亞熱帶系和混合系，將所有的家系在北京和海南分別進行了種植，在每一個家系中，對5個個體的3個氣生根性狀進行了測定；

S2、基因組標記：從maizego網站下載508個基因型標記，結合四個基因分型平臺所有SNP標記，對其進行整合；

S3、狹義遺傳力預估：把環境和前三個主成分(PCA)作為固定效應，所有加性遺傳效應和殘差都為隨機效應，獲得混合線性統計模型：y＝μ+Xβ+Zu+ε；

S4、基因組預測：采用基因組最佳線性無偏預測模型y＝μ+Xβ+Zu+ε，通過R包“rrBLUPV4.5”進行基因組預測；

S5、預測精度評價：采用隨機抽樣和亞群內抽樣的方法，抽取預測群體，并將剩余的個體作為訓練群體，利用訓練群體的基因型建立模型，計算預測值，通過測量觀察表型值和預測育種值之間的皮爾遜相關性來獲得預測精度，循環100次。

2.根據權利要求1所述的玉米關聯群體中氣生根全基因組選擇潛力分析方法，其特征在于，所述S1中三個氣生根性狀分別為LN、BRN和DBR，其中LN為層數，BRN為氣生根數，DBR為氣生根直徑，d＝C/π，C是插入土壤的氣生根所形成的外圓周長。

3.根據權利要求1所述的玉米關聯群體中氣生根全基因組選擇潛力分析方法，其特征在于，所述S1中508個玉米自交系分為美國非堅桿自交系70個，美國堅桿自交系27個，熱帶亞熱帶系196個和混合系215個。

4.根據權利要求1所述的玉米關聯群體中氣生根全基因組選擇潛力分析方法，其特征在于，所述S2中整合的步驟為：首先，使用基于同源一致性和k值-臨近算法將來自SNP芯片的56110個SNP與轉錄組測序(RNA-Seq)的556809個SNP整合，然后，將簡化基因組測序(GBS)和600K SNP芯片在經過嚴格的質量控制后獲得的SNP整合，最后，經Beagle v 4.0補齊缺失后，篩選最小等位基因頻率(MAF)≥5％，整合四個基因型平臺，獲得1.24M個的SNP組成的圖譜。

5.根據權利要求1所述的玉米關聯群體中氣生根全基因組選擇潛力分析方法，其特征在于，所述S2中四個基因分型平臺分別是玉米50K SNP芯片、轉錄組測序、簡化基因組測序和玉米600K SNP芯片。

6.根據權利要求1所述的玉米關聯群體中氣生根全基因組選擇潛力分析方法，其特征在于，所述S3中y是觀測值的向量(n×1)，n是家系數，μ是總平均值，X是固定效應的設計矩陣(n×p)，β是固定效應的向量(p×1)，其中，當p等于3時，前三個主成分被視為固定效應；Z是隨機效應的設計矩陣(n×q)，u是個體總加性遺傳效應隨機效應的向量(q×1)；ε(n×1)是殘差。

7.根據權利要求6所述的玉米關聯群體中氣生根全基因組選擇潛力分析方法，其特征在于，所述隨機效應服從正態分布：u～N(0，Kσu2)，ε～N(0，Iσε2)，其中I是同源矩陣，K是從來源于所有遺傳標記的加性關系矩陣，σu2是個體加性遺傳效應的方差，σε2是殘差的方差。

8.根據權利要求1所述的玉米關聯群體中氣生根全基因組選擇潛力分析方法，其特征在于,所述S4中Z是隨機效應的基因型設計矩陣(n×m)；u是標記隨機效應的向量(m×1)，m是標記數，隨機效應服從正態分布：u～N(0，Iσu2)，其中I是同源矩陣，σu2是個體加性遺傳效應的方差。

9.根據權利要求1所述的玉米關聯群體中氣生根全基因組選擇潛力分析方法，其特征在于,所述S5中隨機抽樣是從整個群體中抽取10％-90％的個體作為預測群體，其余為訓練群體，亞群內抽樣是從一個亞群中選擇10％-90％的個體作為預測群體，同一個亞群中剩余的個體作為訓練群體。