Genome Biology：解析玉米杂种劣势造成机理

北京市农林迷信院玉米中间赵久然研讨员团队与华中农业年夜学、中国农业年夜学等国际多家单元单干，在国内出名学术期刊Genome Biology （2020 IF=10.806）颁发了题为“The genetic mechanism of heterosis utilization in maize improvement”的论文，重新的视角解析了玉米杂种劣势造成的机理。

该研讨以先前颁发的1428份人工合成群体（CUBIC）为母本，以30个我国育种中普遍利用的X群、兰卡群、瑞德群、寒带群等遗传配景的低劣主干自交系为父本，创立了迄今为止动物中最年夜规模的杂交遗传设计群体，共42820个玉米F1资料（图1）。联合基因组、机械培训和全基因组联系关系阐发办法，体系解析了玉米杂种劣势和特别合营力造成的学根底，鉴定了在养分-生殖转换中相应的候选基因位点，为欠缺杂种劣势假说、基因组设计育种提供了新的视角。

该研讨设计的奇妙之处在于应用基因组变异和机械培训算法，完成了对如斯庞年夜的F1群体的表型值估量。起首，精心筛选约9000个（20%）有代表性的F1样本，在全国五个分歧纬度带进行两年严厉表型实验。之后，基于高密度的基因型和机械培训算法，搭建了一个基因型-表型的预测模子，以较高的精确度预测出别的34000个（80%）F1的表型值 （图1）。

该研讨的另一突出立异点在于应用多个半同胞F1群体解析杂种劣势机理。因为42820个F1杂交种来自30个父天职别与1428个母本杂交，是以该F1群体实质上是30组半同胞F1群体。在每个半同胞F1群体中，共享统一套母本群体基因组序列，是以，统一位点在分歧半同胞F1群体中拆散形式一致。分歧父本基因组引入，会招致分歧QTL/基因效应被激活，从而发生分歧水平的杂种劣势（图2）。研讨发现了一种全新的“基因互作”奉献杂种劣势。以株高的位点为例，ubi3基因是一个在母本群体中被BR2隐性克制的位点，没有GWAS旌旗灯号；通过杂交，父本在BR2位点补入一个显性变异，解除了克制作用，从而激活了F1群体ubi3基因的表白，终极造成株高的杂种劣势（图2）。(100yiyao.com）