El-Kassaby2011 BwB

El-Kassaby Y A, Cappa E P, Liewlaksaneeyanawin C, et al. 2011. Breeding without breeding: Is a complete pedigree necessary for efficient breeding? PLoS ONE, 6(10): 1–11.

抽象

完整的谱系信息是现代育种的先决条件,也是父母和后代选拔和部署决策的排名。 DNA指纹图谱和谱系重建可以代替人工交配,通过允许自然产生的后代进行亲子鉴定。在这里,我们报告了一种称为“育种无育种”(BwB)的育种概念的功效,其规避了人工交配,而将其重点放在随机取样的母体已知但父亲未知的子代的子集中,以描绘其父系亲本。然后,使用完整(全同步:FS)和构建的血统的不完整(半同胞:HS)分析来组合对后代及其父母父母进行排名所需的信息。使用来自15个雌性(种子供体)的风花授粉后代的随机样本,在41个亲本的西部落叶松种群中生长,BwB被评估并与两种常用的测试方法进行比较,这两种测试方法依赖于不完全(母体半同胞,开放(OP)或完整(FS)谱系设计。 BwB产生的结果优于不完全设计的结果,几乎与完整的谱系方法完全相同。综合使用完整和不完整的血统信息,允许评估所有父母,包括母亲和父亲,以及所有后代,结果是单独使用OP或FS方法无法实现。我们还讨论了最佳实验设置,指纹后代的比例,组合的母亲和父亲半同胞家庭的大小,外部基因流动的作用和自交,以及可能的父母的数量用BwB进行实际测试。

介绍

植物育种,包括树木改良,通常遵循经典的循环选择方案,其特征是系统和重复的繁殖,测试和选择周期[1],[2]。这些计划涉及多个人口(例如基地,育种和部署)以及大量家长和后代,种植在多个地点和年份,并需要大量的监测和维护。选择进一步育种和/或包含在生产种群中的精英基因型通常是根据它们的育种值进行的,从精细配对设计产生的亲属之间的类内相关性确定[3]。随着育种计划的进步,父母数量的增加和家谱重叠,交配设计变得更加复杂,完成所需的时间成为真正的育种计划的限制因素[4]。为了减轻与完整的谱系信息相关的努力,特别是早期的一代测试,森林遗传学家采用了简化的方案,从不需要谱系的方法(例如,被称为原产地测试的自然种群的批量样品[5]到那些不完整的家谱(例如,公开授粉的[6]或多交叉交配[7])。不完整家系的数据分析通常需要援引和/或接受与被测家庭的遗传构成相关的不可靠假设和涉及的男性父母的数量由于这些假设在实践中不是非常现实,因此所得到的遗传参数及其相关的推论往往是有偏见的,最终导致不同程度的不准确性和低效率[8-10]。

可靠的高度信息的DNA标记,加上复杂的谱系重建方法的发展,增强了它们将不完整血统试验转化为(有效)完整试验的效用,从而消除了与未实现的假设相关的陷阱[11] 。 Lambeth等人[11]将多交叉配对设计的不完整谱系转化为完成适当的定量遗传分析的方法,并对多种物种进行了多次评估[12]璠16]。 El-Kassaby等人[13]和El-Kassaby和Lstibuek [17]利用限制最大似然为基础的“动物模型”[18]分析不平衡和不完整血统数据的能力,以及血统重建(相当于亲子鉴定)介绍“育种育种(BwB)”的概念。“BwB的基本思想是将后代的使用与不完整的谱系信息(一次完全公开授粉的测试)结合,并将其与一个完整的谱系信息,构建亲本和后代育种价值,从而将后向,前向和组合选择纳入有效的育种框架[13],[17]。大多数DNA指纹图谱都是针对少数已知母体父母(种子捐赠者)的子女的子集,以便在重新组合父亲半同胞后产生有关整个人群(母亲和父母父母以及后代)的信息家系从系统重建的指纹子集。血统重建允许通过他们共享的后代连接整个亲代人群(抽样或不抽样),从而允许实施经典的定量遗传学分析[18]

在这里,我们实验证明了效用遗传参数估计的精度提高预测育种价值的准确性提高*,因此“无育种育种”概念的有效性,使用来自41位父母中的15名在西方的公开授粉的后代落叶松(Larix occidentalis Nutt。)“繁殖种群”。我们将不完全(半同胞:HS)+完全(全同胞:FS)分析的结果与不完整和完整的谱系设计的表现进行比较。最后,我们说明了成功实施BwB所需的最佳实验努力,并讨论了外部基因流动,测试人群扩展(即测试父母的数量)等因素的作用以及全同胞的大小家族需要精确的遗传参数确定。

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