明星产品!种质资源数字化一站式解决方案!

在生物技术高度发展的今天,种质资源已经成为重要的战略资源,也是衡量综合国力的指标之一。种质资源既是发展种业的种源,也是人类社会可持续发展的根本。制定合理的种质资源保护策略,加强对生物多样性的保护、维持和可持续利用,关系到国民经济发展和社会稳定。

凌恩生物明星产品,种质资源数字化解决方案重磅来袭!一站式服务,打造种质资源农业育种全套分析流程!四大模块分析内容,全方位开展高质量农业育种研究!

全基因组重测序/简化基因组标记开发;

动植物群体核心SNP筛选;

育种SNP芯片产业化;

组学数据-育种高通量表型数据联合构建农业育种平台!

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图1 育种项目研究策略

什么是动植物种质资源

种质资源又称遗传资源。种质是指生物体亲代传递给子代的遗传物质,它往往存在于特定品种之中。如古老的地方品种、新培育的推广品种、重要的遗传材料,野生近缘植物以及利用上述繁殖材料创造的各种遗传材料,都属于种质资源的范围,是作物遗传改良和相关基础研究的物质基础。

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 图2 我国农作物种质资源的分布

动植物育种则是在种质资源的基础上,通过创造遗传变异、改良遗传特性,以培育具有优良性状的动植物新品种的技术,育种对发展畜牧业和种植业具有非常重要的意义,具有提高抗逆性,提高产量,促进变异的积累和增加的作用。

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图3 农作物大规模育种技术

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 图4 动物大规模育种技术

凌恩生物农业育种项目分析方法

通过收集农业动植物自然群体、分离群体、种质资源等,结合表型性状,全基因组关联(GWAS)以及QTL定位关键农艺性状候选基因,开展农作物功能SNP标记芯片研究以及育种在线分析平台开发。

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 图5 凌恩生物农业育种项目分析流程 

凌恩生物育种项目研究逻辑

1、全基因组重测序/简化基因组测序

筛选动植物育种的骨干亲本或者重要育种亲本,以及从全国甚至全球收集的优良品种群体,开展动植物群体全基因组重测序或者简化基因组测序,并在此基础上对群体进行差异性分析,筛选到大量SNP位点,作为后续动植物育种的基础。

根据不同的研究需求,我们提供了三种测序模式,如下:

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 图6 凌恩生物农业育种项目三种测序模式

2、基因定位

数量性状在遗传上是由很多基因控制的,很大程度上受环境因素影响,控制数量性状的主效基因位点称为QTL(Quantitative Trait Locus),QTL定位就是确定数量性状基因在染色体上的位置的方法。

利用组学测序技术,可快速开发出成千上万的SNP位点,用于遗传图谱构建与QTL定位。结合动植物优良品种性状,定位获得重要农艺性状相关的核心种质SNP位点。

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图7 重要农艺性状相关的核心种质SNP位点定位

3、育种芯片设计

育种芯片可以更加精准和快速定位与特定性状相关的候选基因进行品系鉴定、优势性状筛选、群体遗传学分析、亲缘关系分析等。

(1)SNP位点挑选

筛选在全基因组上分布均匀、信息量最高,且与物种优良性状相关SNP位点。SNPs筛选规格包括5k、10k、20k……90k个SNP。

(2)育种捕获芯片合成

根据筛选到的SNP位点合成液相捕获芯片,能够提供灵活设计合成方案以及更为丰富的基因组变异信息,可用于物种优良品种的种质资源评价及分析。

(3)大规模样品基因型筛选

利用合成的动植物育种芯片,开展动植物个体大规模育种研究。

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 图8 育种芯片产业化

 4、构建育种分析平台与数据库

基于芯片的大规模育种研究数据结果,凌恩生物提供成熟的育种在线分析平台构建服务。旨在提供能够大批量处理海量SNP标记数据、操作简单快捷的分析工具,辅助科研人员开展全基因组SNP标记辅助分子育种计划。

凌恩生物Visual Genomics全基因组分子育种平台,是一款轻量级的育种系统,专门针对高校、科研院所的育种团队进行研发设计。

凌恩生物整合多种育种方法、策略、模型,指导聚合优质遗传资源,实现聚合育种。以系谱信息为核心,围绕构建育种平台信息如下:

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 图9 凌恩生物聚合育种体系平台构建 

凌恩生物育种在线分析平台与数据库构建

凌恩实例一:水稻全基因组SNP标记分子育种平台

凌恩生物旗下盈飞生物团队助力广东省某研究院,录入上千例水稻SNP芯片数据信息,整合表性数据,成功构建水稻全基因组SNP标记分子育种云平台。该平台整合了数据存储、调取及深度加工分析等多项功能,可大批量进行海量SNP标记处理及分析,旨在为育种工作者提供高效便捷的分析工具,辅助育种家开展分子育种计划,加速育种效率。基于此平台应用,该研究院已成功实现育种周期减半,大大提升了科研产业化效率,产业结果创造社会经济效益数百亿元。

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 图10 水稻全基因组SNP标记分子育种平台主页

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凌恩实例二: 某海洋鱼类SNP标记分子育种平台

凌恩生物旗下盈飞生物团队根据某海洋鱼类育种特点、育种目标、户需求进行个性化定制开发,整合表型和基因数据构建育种模型,通过育种模型进行育种值的估计、排序,加快育种效率。旨在为科研人员提供能够大批量处理海量SNP标记数据、操作简单快捷的分析工具,辅助开展重测序分析、群体遗传学分析、全基因组选择育种、标记定位、搜索和查看育种相关的区间基因和功能。

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 图11 某海洋鱼类全基因组分子育种平台主页

动植物育种芯片应用方向

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动植物种质资源数字化解决方案以及农业育种平台构建,

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