[发明专利]一种基于高通量SNP位点筛选的辅助育种方法

说明书

本发明公开了一种基于高通量SNP位点筛选的辅助育种方法。1）利用高光谱四维成像仪器，获取目标生物的三维形貌及高光谱信息；构建表型性状特征的考种模型；关联四维信息和目标生物表型性状特征，搭建目标生物的自动化考种平台；2）针对特定表型性状的目标生物的参考群个体，进行高通量基因组测序和全基因组关联分析,获得SNP位点；据此设计高通量SNP特异性筛选芯片；3）对待测样本进行高通量检测，获得具有对应的基因型样本；4）根据SNP位点分析的结果和基于SNP聚类的亲缘关系信息，从候选育种亲本中筛选出用于表型性状鉴定的亲本子集；最终确定育种计划所需的入选育种亲本。本发明可显著节省对目标生物优良性状的选择费用和筛选时间。

技术领域

本发明属于分析检测领域，主要涉及一种可用于目标生物辅助育种的SNP位点高通量筛选方法。

背景技术

传统育种是通过表型观察选择目标个体，不但依赖育种家的经验，而且极易受到基因型和环境相互作用的影响，很难选择到理想的基因型。分子标记技术是用于作物品种改良过程中进行选择的一种辅助手段，主要包括对目标性状的前景选择和对遗传背景的选择。在育种过程中利用分子标记辅助背景选择，可显著缩短育种时间。

随着基因组测序技术飞速发展，测序成本的急剧下降和大量基因组数据获取的便捷化，如何将基因组数据与育种实践有效结合，成为摆在分子育种工作者面前的一个重要命题。如果能够将基因组信息与表型鉴定相结合，借助基因组手段缩小表型鉴定的筛选范围，无疑能够极大的提高育种工作表型鉴定的效率。

适用于背景选择的分子标记需要满足3个基本条件：简单、快捷和低成本。SNP（Single Nucleotide Polymorphism）凭借其多态性高、遗传稳定性强等特点，目前已广泛应用于动物遗传育种、基因定位、克隆和遗传多样性等方面的研究。通过筛选与优良性状连锁的SNP标记，提前挑选出具优良性状的品系，避免了后期繁琐的表型筛选，从而有效地节省育种时间和成本。

液滴（Microdroplet）作为微小反应器，能够大大加快生化反应速率，在分析检测、化学传感、医疗检测、化学合成等领域被广泛应用。利用液滴将样品分配到上千万个单位中，从而对样品进行高通量检测。

考种是遗传育种过程中的一个重要的环节，考种的项目、种类繁多且涉及不同的品种，表型性状。但如何从众多的考种的数据中，筛选出需要的品种，对提高育种工作效率是极为重要的。近年来，随着自动化、光学和计算机技术的快速发展下，图像识别日益成熟。用图像的方式进行信息的采集处理拥有失真小、易保存、易传输、抗干扰能力强等特点。对于原来无法自动识别采集的性状，现在通过图像的技术能够实现快速采集，同时结合自动化、光学技术、计算机技术建立新的泥蚶相关性状参数自动测量系统已成为了可能。高光谱成像是指一种能够采集连续上百个波段的成像方式，其获取的图像上的每一个像素点都对应着一条光谱曲线。高光谱成像技术集合了成像技术和光谱技术的优点，在信息的丰富程度上有了极大的提高。因此利用高光谱成像技术技术，并结合人工智能，可以实现对目标生物的高精度三维形貌建模，同时对其肉体成分进行分析检测。

发明内容

为了克服传统育种中的不足，本发明提出一种基于高通量SNP位点筛选的辅助育种方法。

一种基于高通量SNP位点筛选的辅助育种方法，

1）利用高光谱四维成像仪器，获取目标生物的三维形貌及高光谱信息；构建表型性状特征的考种模型，表型性状特征包括生长速度、抗病能力；关联四维信息和目标生物表型性状特征，搭建目标生物的自动化考种平台；

2）针对特定表型性状的目标生物的参考群个体，进行高通量基因组测序和全基因组关联分析,获得SNP位点；据此设计高通量SNP特异性筛选芯片；

3）利用所述的高通量SNP特异性筛选芯片对待测样本进行高通量检测，获得具有对应的基因型样本；

4）根据SNP位点分析的结果和基于SNP聚类的亲缘关系信息，从候选育种亲本中筛选出用于表型性状鉴定的亲本子集；结合亲本子集的表型重复鉴定结果最终确定育种计划所需的入选育种亲本。