传统自交系的获得是通过多次回交,将供体亲本的目标性状稳定地引入到受体亲本中,并保留受体亲本的优良性状。但是传统回交育种存在诸多局限:如回交代数多,时间周期长,育种效率低等。随着芯片分型技术、分子标记辅助选择技术的发展,传统回交育种方法正在逐渐得到改进和优化,例如将液相芯片分型技术与分子标记辅助回交选择相结合,在每轮后代个体中筛选出背景恢复率最高的材料用于下一轮回交,大大提高了回交效率,仅用三个世代就可恢复 95%以上轮回亲本的基因组.
诺禾致源致力于与国内外育种家一同寻求解决方案应对玉米回交育种中的迫切问题,基于诺禾致源多年来的分子育种经验和积累,利用诺禾源自主研发的液相芯片靶向捕获技术,推出ZM-BC3K玉米回交液相芯片(Novogene Zea Mays back-crossing screening Panel),用于加速和优化玉米回交育种过程。通过诺禾商业玉米回交芯片ZM-BC3K,进行回交后代背景恢复率分析,高效、准确地筛选和鉴定出优良的DH系,推动玉米育种工作的进展。
产品特色及优势总结
●低成本,短周期,高效率
ZM-BC3K玉米回交芯片可快速完成上万个回交系材料的筛选和鉴定,节省大量田间操作,单样检测成本不足百元。
●高精准性
芯片技术能够精确定位目标基因的位置和评价回交恢复率,避免了传统育种方法中依赖表型筛选的不确定性。
●高适用性
位点覆盖国内外1210份栽培种、地方种种质,遗传背景丰富,标记位点真实可靠,兼容不同玉米材料回交分析。
●高灵活性
定制、升级和使用灵活便捷,可逐步向产品中增加新出现的转基因标记、功能标记信息,兼顾前景和背景检测。
产品参数和性能展示
1.遗传背景丰富,位点均匀覆盖基因组,兼容不同玉米材料回交分析
ZM-BC3K液相芯片的核心SNP位点覆盖国内外1210份栽培种、地方种种质,遗传背景丰富,标记位点真实可靠。本产品的3390个SNP位点均匀分布在玉米的10条染色体上,在不同的玉米材料间均有较好的多态性,品种适应性广泛。
图1 玉米ZM-BC3K液相芯片3390个核心SNP位点染色体上均匀分布
图2 玉米ZM-BC3K液相芯片核心SNP位点MAF分布
2.功能基因位点丰富,性状涵盖范围广
玉米ZM-BC3K液相芯片的3300个目标位点来源于1210份种质数据中的核心SNP标记位点,覆盖了玉米基因组上4285个功能基因,其中包括已发表的玉米功能基因位点标记(抗逆,抗倒伏)、株高和穗位高度,穗形和粒型以及部分稀有位点(玉米果糖含量位点)等,增加了使用该芯片进行回交育种相关功能研究的准确性。
图3 玉米ZM-BC3K液相芯片3390个位点功能基因富集图KEGG和GO图
3.芯片设计流程严谨,数据稳定可靠,突变检出率高达99%
诺禾致源玉米ZM-BC3K液相芯片是基于自主研发的液相芯片探针设计技术,基于热力学稳定性原理进行探针设计,综合考虑目标物种基因组复杂程度,目标位点附近GC含量以及全基因组范围内探针特异性等因素,保证核心SNP区域的高效率捕获。探针设计过程中在兼顾全基因组范围的均匀覆盖的同时着重挑选功能基因区域位点,高度适配玉米回交育种过程中的背景恢复率等分析。ZM-BC3K商业化芯片测试样品显示位点检出率在97%以上,均值为98%,芯片性能行业领先。
图4:玉米ZM-BC3K液相芯片检测均一性(10%)和位点检出率
4.升级灵活,一次检测实现目标基因和背景恢复率双重分析
诺禾致源玉米ZM-BC3K液相芯片可以兼容多种不同的玉米材料回交系的背景恢复率鉴定。同时,我们也接受客户在现有芯片位点中加入目标基因鉴定位点或者其他性状关联位点,实现在一次检测过程中目标基因的鉴定和背景恢复率鉴定。
5.高度适配玉米育种多种应用方向
回交系个体筛选和鉴定
分子标记辅助回交选择
优质杂种分析
亲本提纯及种子质控
品种真实性验证
诺禾致源
致力于以分子标记辅助选择为核心的育种策略开发,旨在加速新品种选育速度,推动分子育种产业化进程。多年来,诺禾致源持续为育种家提供液相芯片育种解决方案,共同开发了国际首款“水藻泛性状检测”以及首款“柑橘遗传背景检测”等多款开创性的育种芯片。随着诺禾致源在液相芯片领域的持续探索,商业化NGP液相芯片问世。面对液相芯片开发复杂的问题和育种工作者对快速个体筛选的迫切需求,诺禾致源基于多年的分子育种组学经验和积累的NGS数据,推出了无需定制、可用于高效检测的商业化液相芯片产品。目前,诺禾NGP芯片已自主研发了“ZM-BC3K,NGP-P-66K、NGP-C-11K、NGP-ZM50K”等十余款常见物种的泛性状检测芯片,为育种家提供低成本、高效、便捷的芯片检测服务。