组学技术在生物育种领域的应用进展

生物育种是集转基因、分子标记、杂交选育等方法于一体的现代生物育种技术。生物育种是现代生物技术在育种领域的应用，它涵盖了多种技术手段，旨在对动植物、微生物进行高效、精准、定向的遗传改良和新品种的培育。植物逆境胁迫、生长发育、遗传进化等同属现代分子育种研究技术的重要版块。它们从不同角度为植物优良性状基因的挖掘提供分子理论基础。传统的分子育种手段挖掘基因的能力有限，且很难准确定位复杂性状相关联的功能基因。随着转录组、蛋白质组、代谢组、表观遗传等技术的飞速发展，开展多维度多组学的研究将是分子育种的重点发展方向。

2024年4月9日，分析测试百科网组织【组学技术在生物育种领域的应用进展】主题网络研讨会，邀请行业专家、学者和企业代表共同探讨转录组、蛋白质组、代谢组、表观遗传等组学技术在分子育种领域的研究进展，希望对行业内分析工作者带来帮助和启发。

【整合eQTL和机器学习技术挖掘棉花产量基因】

基因表达数量位点（expression quantitative trait locus, eQTL）是将基因表达作为一种分子表型，与遗传变异进行关联分析。eQTL是农艺性状解析和基因挖掘的有力手段，不仅能够挖掘出感兴趣的遗传位点Cis-基因，还能够鉴定大量位于不同染色体的trans -基因。这些由相同遗传位点关联的eQTL基因组成了一个基因调控网络（gene regulatory network, GRN），然而不同遗传位点背后的GRN是怎么样的？他们之间存在什么样的关系？如何从GRN挖掘出核心基因？
前期我们通过全基因组关联分析（Genome-wide association study，GWAS）鉴定了117个棉花产量和品质的功能遗传位点，然而这些遗传位点所调控的基因并不清楚。通过对279份陆地棉核心种质开花后1天的胚珠进行了转录组测序，共计鉴定了12,207 eQTLs。与GWAS的共定位分析，发现了了38个与性状关联的GRNs，并发现了有34个eQTL基因（如NF-YB3, GRDP1 和LDD7）同时属于不同性状的GRNs。同一GRN的基因在不同组织中还具有相似的表达模式。利用GRN基因的遗传变异计算遗传力可以获得比GWAS位点更高的解释率。最后,我们还采用了XGBoost机器学习算法和转录组关联分析（Transcriptome-wide association studies，TWAS）分析方法，对基因的重要性进行了排序，并对排序靠前的基因进行了功能验证。这项工作对遗传位点的一因多效提供了新的见解，并利用了eQTL和机器学习方法来挖掘功能基因。

【安捷伦质谱方案在生物育种领域的应用】
在当今的生物技术领域，分子育种已成为解决粮食安全和推动农业可持续发展的重要引擎。然而，随着育种技术的快速发展，对于精确、高效的检测手段的需求也日益迫切。质谱技术的高灵敏度和准确性使其能够在育种过程中实现快速、精准的分析，从而加速育种的科研进程。本讲座将深入探讨质谱技术在育种领域的应用现状，分享安捷伦质谱方案在生物育种中的成功案例，展示其在提高育种效率、优化作物品质等方面的实际应用潜力。