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农学院棉花全基因组选择育种平台的创立与利用

时间:2022-09-15

近年来,随着测序技术的飞速发展,海量基因组数据大量积累,为在全基因组水平挖掘育种优异等位变异/基因,构建新型的育种模式,实现作物基因组精准设计育种奠定了重要基础。农学院棉花精准育种设计团队通过十多年的努力,形成了高效低成本基因型检测、多组学数据与计算育种等作物设计育种技术体系,创立了棉花精准育种设计平台。

研发出棉花基因型快速鉴定关键核心技术。基于前期的棉花高质量参考基因组及群体变异组数据,团队联合石家庄博瑞迪生物技术有限公司利用靶向测序基因型检测技术(GBTS)开发了一套棉花40K液相芯片——浙大棉芯1号(图1。这套芯片基于近1000份陆地棉材料的变异位点和等位基因频率,结合变异位点在染色体上分布的均匀性、杂合率、缺失率,经过群体的多态性检测,最终选取了40,071个代表性核心SNP位点,其中11,099SNP位点位于基因区。经测试,该芯片可以有效定位关键QTL位点,发掘棉花重要功能基因。

建立了棉花多组学数据库COTTONOMICShttp://cotton.zju.edu.cn/)(图2。收集了3.25Tb的多组学数据,涵盖了重头组装基因组、1,180份重测序基因组、转录组、表观组、表型组等原始数据;可以快速检索基因表达、基因网络、表观修饰和遗传变异信息(SNPsInDelsSTR等);具有高效、便捷的分析模块和可视化功能,为棉花精准育种提供重要的科研平台,迄今已经服务科研人员15,092人次。

研究成果以题为“The design, validation, and utility of the “ZJU CottonSNP40K” liquid chip through genotyping by target sequencing”和“COTTONOMICS: a comprehensive cotton multi-omics database”于2022913日分别在线发表在Industrial crops and productsDatabase上。棉花精准育种团队胡艳教授、方磊副教授、张天真教授负责指导,司占峰助理研究员、金尚昆博士研究生、戴凡硕士作为骨干承担工作。研究得到浙江省领军型创新创业团队、新疆生产建设兵团、中央高校基本科研业务费、浙大海南研究院的经费资助。

浙大棉芯1号的SNP分布特征 

 

棉花多组学数据库

 

论文链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926669022011128

https://academic.oup.com/database/article-abstract/doi/10.1093/database/baac080/6696321