[发明专利]一种预测烟草株高的全基因组选择模型及其应用

说明书

本发明公开了一种预测烟草株高的全基因组选择模型及其应用，所述的用于预测烟草株高的全基因组选择模型为Bayes Asubgt;PH/subgt;，为使该模型对烟草植株高度表型值的预测精度达到最优，对初步筛选获得的Bayes A候选预测模型中的分子标记数量（n1）、训练群体规模（n2）、训练群体与测试群体比例（n3）及模型预测精度值（n4）等核心参数值进行了明确规定。所述的应用为利用所述的全基因组选择模型Bayes Asubgt;PH/subgt;分析烟草群体的基因型数据来预测其株高的应用。本发明所述的烟草株高全基因组选择模型Bayes Asubgt;PH/subgt;可以依据烟草群体的基因型数据来精确预测出该群体中各植株的高度值，从而实现烟草株高育种中高杆、矮杆及半矮杆优良品种（系）的培育。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种预测烟草株高的全基因组选择模型及其应用。

背景技术

烟草是我国重要的经济作物之一，且多为一年生或多年生草本植物，但少数是灌木或呈乔木状。相较于其他作物，烟草的收获器官为叶片，因此，烟草植株高度便成为制约烟叶产量的关键因素之一。研究表明，烟草植株高度（株高）属于受环境和多基因控制的数量性状，不同株高的烟草品种间杂交产生的后代群体或不同烟草品种构成的自然群体中，各植株株高数值呈现出符合数量性状的标准正态分布（TONG Zhi-Jun., JIAO Fang-Chan., WU Xing-Fu., WANG Feng-Qing., CHEN Xue-Jun., LIXu-Ying., GAO Yu-Long.,ZHANG Yi-Han., XIAO Bing-Guang., WU Wei-Ren., Mapping of Quantitative TraitLoci Underlying Six Agronomic Traits in Flue-CuredTobacco ( Nicotiana tabacumL.). ACTA AGRONOMICA SINICA., 2012, 38(8):1407-1415；童治军，焦芳婵，陈学军，吴兴富，方敦煌，肖炳光，7个烤烟产量相关性状的QTL定位分析，西北植物学报，2018,38（7）：1235-1243）。基于特定的烟草群体（即，两个固定亲本品种衍生的群体）并结合有限数量的分子标记获得的基因型数据和多年多点获得的田间株高表型数据，研究人员将控制烟草株高性状的基因位点尝试着进行了初步定位分析，并获得了控制烟草株高性状的QTL位点（童治军，陈学军，方敦煌，曾建敏，吴兴富，肖炳光，231份烤烟种质资源SSR标记遗传多样性及其与农艺性状和化学成分的关联分析，中国烟草学报，2017, 8：207）。但是，上述关于烟草株高的QTL定位分析结果仅能解释株高性状表型的30-40%，也即，目前的研究结果仅仅获得了控制烟草株高性状30-40%的QTL位点，远不能满足利用该结果开展烟草株高育种的实践需求。造成此现象的主要原因有：（1）烟草株高性状属于数量性状，其极易受环境的影响，从而增加了田间株高表型值获得的困难度，且最终获得的株高表型值的准确度不高；（2）用于烟草株高性状QTL定位分析的群体全部是固定的双亲衍生群体，此极大的限制了基于固定亲本品种产生的QTL结果无法应用于其他烟草品种中，也即，利用固定亲本品种产生的QTL定位结果只能在该固定亲本产生的后代群体中进行应用，而无法有效扩展到其他烟草品种中；（3）用于进行烟草株高性状QTL定位的分子标记数量相对较少（500个标记以内），而控制该性状的基因位点则相对较多且分散于全烟草基因组内，故此，导致了目前获得的QTL定位结果仅是全部结果中的小部分（30-40%），而严重影响了利用株高QTL结果进行分子标记辅助育种；（4）烟草的田间生育期较长，获得多年多点烟草群体内各植株成熟期的高度数据是一个耗时、费力的工作，且最终获得的株高表型数据的准确度不高，从而导致对株高性状的QTL定位结果不够准确或获得的QTL位点较少。综上所述，因烟草株高性状受到外部众多的栽培环境和内在的微效多基因等多因素影响，而无法利用现有的QTL定位结果开展烟草株高品种的分子标记辅助选择工作。