基因组学和表型组学相结合促进甘蔗育种


发布时间:

2023-08-14

来源:

本站

作者:

PhenoTrait

甘蔗作为全球主要生物能源作物,其产生的糖约占全世界糖消费量的80 %。现代甘蔗是不同染色体数目的复杂多倍体作物,这使得在商业作物生产水平上实现的产量提高速度仍大大低于其他作物。育种周期长、育种群体表型多样化实际困难、重要经济性状狭义遗传力低、复杂多倍体基因组大、杂合度高、基因型-环境-管理互作效应等都归因于遗传增益率低。准确、经济和高通量的表型分析为甘蔗育种试验中精确估计真实产量潜力提供了极好机会。

基于传感器的表型分析技术发展迅速。高通量表型分析已被广泛应用于包括甘蔗在内的多种作物农艺性状改良和产量预测。如今,间接产量相关性状已经适应于高通量表型分析,例如已被报道的冠层发育和冠层结构、叶片光截获、冠层反射率、株高、叶面积、作物生长速率、冠层温度、叶片衰老和光合作用等多种特征的高通量表型,并且已有大量关于甘蔗表型组学应用的报道(表1)。表型组学在经济作物育种中的应用仍处于起步阶段。提高茎秆生物量和甘蔗含糖量是甘蔗制糖育种的最终目标。甘蔗生长对N和水分供应具有高度响应性,已有研究表明冠层导度、冠层温度与甘蔗产量在一系列生长条件下具有很强的遗传相关性。

本研究认为,分子标记辅助选择和高通量田间表型组学将成为未来甘蔗育种的重要组成部分。将田间表型组学整合到基因组选择用于辅助甘蔗育种,将进一步提高遗传增益和产量改良的效率。高通量表型组学作为辅助筛选甘蔗等各种作物性状的技术,是未来改造甘蔗育种的强大工具。

 

图1. 与产量相关的用于选择的理想性状具有加速育种遗传改良的潜力。用于选择的潜在性状可能具有一个或多个属性。

表1. 适于高通量表型分析的性状及其与基因组选择协同应用于甘蔗育种的潜力

 

来 源

Luo T, Liu X, Lakshmanan P. A Combined Genomics and Phenomics Approach is Needed to Boost Breeding in Sugarcane. Plant Phenomics. 2023 Jul 14;5:0074. doi: 10.34133/plantphenomics.0074. PMID: 37456081; PMCID: PMC10348406.

 

编辑

橘子海

 

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