[发明专利]玉米关联群体中气生根全基因组选择潜力分析方法

权利要求书

1.玉米关联群体中气生根全基因组选择潜力分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、植物材料与性状测定：取508个玉米自交系并将其划分为4个亚群：美国非坚杆自交系、美国坚杆自交系、热带亚热带系和混合系，将所有的家系在北京和海南分别进行了种植，在每一个家系中，对5个个体的3个气生根性状进行了测定；

S2、基因组标记：从maizego网站下载508个基因型标记，结合四个基因分型平台所有SNP标记，对其进行整合；

S3、狭义遗传力预估：把环境和前三个主成分(PCA)作为固定效应，所有加性遗传效应和残差都为随机效应，获得混合线性统计模型：y＝μ+Xβ+Zu+ε；

S4、基因组预测：采用基因组最佳线性无偏预测模型y＝μ+Xβ+Zu+ε，通过R包“rrBLUPV4.5”进行基因组预测；

S5、预测精度评价：采用随机抽样和亚群内抽样的方法，抽取预测群体，并将剩余的个体作为训练群体，利用训练群体的基因型建立模型，计算预测值，通过测量观察表型值和预测育种值之间的皮尔逊相关性来获得预测精度，循环100次。

2.根据权利要求1所述的玉米关联群体中气生根全基因组选择潜力分析方法，其特征在于，所述S1中三个气生根性状分别为LN、BRN和DBR，其中LN为层数，BRN为气生根数，DBR为气生根直径，d＝C/π，C是插入土壤的气生根所形成的外圆周长。

3.根据权利要求1所述的玉米关联群体中气生根全基因组选择潜力分析方法，其特征在于，所述S1中508个玉米自交系分为美国非坚杆自交系70个，美国坚杆自交系27个，热带亚热带系196个和混合系215个。

4.根据权利要求1所述的玉米关联群体中气生根全基因组选择潜力分析方法，其特征在于，所述S2中整合的步骤为：首先，使用基于同源一致性和k值-临近算法将来自SNP芯片的56110个SNP与转录组测序(RNA-Seq)的556809个SNP整合，然后，将简化基因组测序(GBS)和600K SNP芯片在经过严格的质量控制后获得的SNP整合，最后，经Beagle v 4.0补齐缺失后，筛选最小等位基因频率(MAF)≥5％，整合四个基因型平台，获得1.24M个的SNP组成的图谱。

5.根据权利要求1所述的玉米关联群体中气生根全基因组选择潜力分析方法，其特征在于，所述S2中四个基因分型平台分别是玉米50K SNP芯片、转录组测序、简化基因组测序和玉米600K SNP芯片。

6.根据权利要求1所述的玉米关联群体中气生根全基因组选择潜力分析方法，其特征在于，所述S3中y是观测值的向量(n×1)，n是家系数，μ是总平均值，X是固定效应的设计矩阵(n×p)，β是固定效应的向量(p×1)，其中，当p等于3时，前三个主成分被视为固定效应；Z是随机效应的设计矩阵(n×q)，u是个体总加性遗传效应随机效应的向量(q×1)；ε(n×1)是残差。

7.根据权利要求6所述的玉米关联群体中气生根全基因组选择潜力分析方法，其特征在于，所述随机效应服从正态分布：u～N(0，Kσu2)，ε～N(0，Iσε2)，其中I是同源矩阵，K是从来源于所有遗传标记的加性关系矩阵，σu2是个体加性遗传效应的方差，σε2是残差的方差。

8.根据权利要求1所述的玉米关联群体中气生根全基因组选择潜力分析方法，其特征在于,所述S4中Z是随机效应的基因型设计矩阵(n×m)；u是标记随机效应的向量(m×1)，m是标记数，随机效应服从正态分布：u～N(0，Iσu2)，其中I是同源矩阵，σu2是个体加性遗传效应的方差。

9.根据权利要求1所述的玉米关联群体中气生根全基因组选择潜力分析方法，其特征在于,所述S5中随机抽样是从整个群体中抽取10％-90％的个体作为预测群体，其余为训练群体，亚群内抽样是从一个亚群中选择10％-90％的个体作为预测群体，同一个亚群中剩余的个体作为训练群体。