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标题: 为什么跨国种业公司要进行大规模的全基因组选择育种？ [打印本页]

作者: 管理员 时间: 7 天前
标题: 为什么跨国种业公司要进行大规模的全基因组选择育种？
   来源：徐云碧老师

   #字幕#

   这个回交理论上讲

   当你的群体无限大的时候

   一代回交就完成了

   为什么

   因为当你的群体无限大的时候

   那个crossing-over

   就是染色体的交换

   就会发生在你这个目标基因两侧

   那叫什么

   叫双交换

   大家说发生双交换的频率是很低的

   这个遗传距离特别小的时候

   所以大家可以算一下

   这个数字也非常非常大

   比如说我要回交一百万株

   我就可以拿到一个

   两边都发生crossing-over的双交换的

   这个片段

   非常小的概率

   成本是非常高的

   大家还不如多回交几代对吧

   这是第一个

   第二个转基因

   为什么转基因也要用（回交转育）

   转基因好基因编辑好

   如果你涉及到遗传转化

   因为有的基因型不太适合遗传转化

   任何作物都是这样

   那么也就是说

   当你把这个基因转移这个作物以后

   因为其他的基因型其实不太容易转化

   那怎么办呢

   就（用已经转基因的材料）做回交（转育）

   这是最重要的

   为什么大公司

   孟山都（现在的拜耳）一年要做500个群体的回交转育

   在做转基因的时候

   很重要的一个原因就是

   大部分的材料不适合做这一个

   遗产转化

   这个在将来

   基因编辑也存在同样的问题

   如果基因编辑育种也有（或涉及）转化的过程的话

   也就是说

   我们将来大家有很多基因编辑的产品

   我们也可以拿来做遗传（育种上的）

   回交育种

   有些人经常在问我

   大公司分子标记育种究竟怎么样

   特别是全基因组选择怎么样

   我说用的很普遍

   很多人不相信

   我说（以下）这是我理解的原因

   错了大家批评

   （第）一个就是说平台与规模

   这个很重要

   因为大公司它有多种作物

   有很大的规模

   也就是说他这个平台建立起来以后

   它一年四季都在运转

   全世界不同的地方对吧

   所以这个效率非常高

   我们知道

   当你的平台在充分利用的时候

   你平台的成本就降低

   如果你一个公司

   我只有100人

   我要搞一个平台起来

   你说你一年运转不了几天是吧

   所以我们博瑞迪一样

   如果我们有机器人

   我们所有的资源

   我们一天24小时运转

   那你说

   我们的设备的这个利用效率特别高

   这是一个很重要的

   平台与规模的一个原因

   第二个原因就是

   他现在不光是做基因组选择

   他其实在基因组选择（的时候）

   因为你要提取DNA

   你所有的材料都要

   都要做一点Genotyping

   对不对

   但是你可以把（具有）功能的这个标记加上去

   功能标记加上去那不只是一个

   它可能有多个功能标记

   比如说我所知道的先锋

   原来先锋公司

   现在叫这个

   叫科迪华

   他们一个公司就会做上百个标记的

   功能标记的选择

   也就是说

   在你的这个几千个标记

   用于基因组选择里面

   其中有上百个是功能标记

   那么就把所有的材料全部筛（选）了一遍

   也就是说通过这些功能标记的选择

   大概材料的90%

   就已经通过功能标记被淘汰掉了

   剩下的是10%再去做全基因组选择

   全基因组选择影响因素很多

   我最近发了朋友圈

   我不知道有没有人关注我的朋友圈

   全基因组选择的预测率

   的丢失和找回来

   叫predictability

   in genomic selection

   就说现在没有一个研究

   是既增加群体又增加标记密度

   为什么只增加下一方面是没有用的

   你的群体如果很小

   大家知道里面发生的crossing-over(交换)是很少的，对吧

   你增加再多的密度，标记密度

   也是没有用的

   所以这个时候你增加标记密度

   增加了5,000

   到顶了

   所以原来最早有老外评价

   我们中国人

   把一个200个RIL群体的材料

   拿去做全基因组测序

   他们说你们是高射炮打蚊子

   因为你200个个体的这个标记的分析

   5,000个就足够了

   你拿去全测序测出几百万个标记来

   大部分是一样的（没有发生重组）

   懂这个道理吗？

   也就是说，如果你的群体比较小

   你把标记增加到很多

   增加到几万

   有用吗

   因为你这个群体里面小的时候

   他的变异很小

   他的crossing-over就那么多

   你标记增加那么多有什么用

   所以唯一的办法是

   你既增加群体的大小

   又增加标记密度

   我们最近就发现

   因为黄学辉老师

   他们在science的文章上面

   用了已经18,000的基因型

   然后（用了）几百万的标记

   我说好了

   我说他这个数据太好了

   我们要拿来做一个分析

   所以所以我跟杨大在合作

   就在正在做这个东西

   究竟我把标记密度也增加

   我把群体（也）增加的时候

   我们的这个

   这个预测率是不是可以提高的很多

   毫无疑问

   他们说真的提高了

   我问过黄学辉

   我说你这个材料很好

   我们可以拿来做一个

   这个预测率的一个研究

   结果（我对）扬大（的徐老师）说

   我说你们赶紧去做

   文章本来都写好了

   我说不行

   要找到这个数据的支撑

   结果我们把题目就改成这个了

   是很有意思的题目

   之后

   我在朋友圈里已经做了提前的预告

   就是讲这个问题

   为什么群体大小和标记密度同时增加

   的时候我们有可能大幅度的提高

   再把功能标记加上去

   功能基因的标记加上去

   我们这个Predictability (in genomic selection)

   是可以大幅度提高的

   当然还有一个就是环境

   当然表型鉴定也是的（受环境的影响特别大）

   所有的我们公司在做的这个服务里面

   表型鉴定的准确性是最最重要的

   如果你的表型不准确

   你做的什么东西都不准确

   你表现型乱七八糟的

   做出来一个模型也是没有可靠性

   对不对我们CIMMYT有很多经历

   就是在逆境的情况下

   你去做干旱的情况

   去做产量

   产量的那预测准确性也只有百分之三十几

   但是你在灌溉的情况下

   灌溉它就比较均匀了嘛

   是吧

   这个逆境的差异没有那么大了吗

   所以他（预测准确性）就会提高到50%-60%

   所以这个也是有关系的。

   另外一个（问题是）亲缘关系

   大家知道为什么动物里面做的比较多

   它很重要的一个原因

   就是因为都有某种程度的亲缘关系

   亲缘关系越密切

   预测的准确性越高

   对吧

   那我们植物里面也存在这个问题

   亲缘关系越密切越好

   所以这是一个问题

   当然谈到这个（问题）

   （就是）刚才这个张总谈到的

   群体内和群体间的选择

   我建议大家去看一篇文章

   就是我们这个中国农科院

   几个人写了一篇文章

   在Molecular Plant上面叫GS 4.0是吧

   那上面就提到了各种不同的群体

   这我就不去细说了

   所以也就是说

   我们通过控制这些所有的因素

   再加上功能标记

   我们可以把丢失的这个预测率

   把它找回来

   丢失预测是什么意思呢

   我们有的性状只有百分之六十

   七十的准确性

   我们（有的）实验性状可以达到80-90%

   是吧我们还有很多

   当我说

   我说我们如果把环境因子也考虑进去

   所以我们叫基因组环境组预测

   这个加上去

   可以大大的提高预测的准确性

   曾经我们这个Smart breeding

   这篇文章一出来

   有一个搞水产的马上跟我联系

   就是写微信

   他说徐老师你这个方法提的太对了

   他说我们在我们水产里面试了一下

   他说我们的预测准确性可以提高到90%

   我说你那个养鱼是比较容易啊

   养在池塘里

   我控制一下水的这个各种因素是吧

   环境比较容易控制

   他说不是

   他需要说我们是养在海边啊

   海边上那个潮汐啊

   各种风浪…各种…

   就是说

   它的环境也不是那么容易控制的

   但是

   控制环境的确是一个很有效的方式

   第三个(为什么大公司采用基因组选择的)原因

   我觉得最最重要的原因

   应该是用基因组选择

   它提高了选择的效率

   你比如说我这里举了个例子啊

   我们表型选择从

   一万株里面选出一株（或者）

   一百万株里面选出一万株

   1%的入选率

   这个比较低了

   那么也就是说

   你这一百万株

   如果一亩地种5千株

   你要种两百亩

   种地就要种2百亩

   因为你要看表型嘛

   你不种你怎么行

   那如果我用基因组去选择

   我从这100万的种子里面提取DNA

   然后我去选择其中的2%

   比表型选择

   选的多一点

   大家知道是多少

   我选出来2万粒

   这2万粒我种到地里去

   我只要种4亩地

   什么概念

   从种200亩地

   我变成种4亩地

   那我这两万粒里面

   我哪怕只有60%的准确性

   我选了多少出来了？得到了多少？

   （结果是）2万株

   所以我

   我这个就是可以大大地提高选择的效率

   这是我的一个算法啊

   大家可以不同意我这个算法

   当然这个这恐怕是一个最大的节省

   你想一想

   如果所有的育种公司的材料

   都通过这个流程筛选一遍

   然后再种到地里去

   所以现在这个方法就是说

   我觉得你们可以

   公司跟他们去宣传时

   你可以说这个道理

   你就是把你的群体搞大

   选了以后再种到地

   所以为什么seed chipping（种子切片）这么做的那么牛

   那么火，别人为什么..(原)先锋孟山都

   都有自己的种子切片的这个系统

   特别是做玉米的

   当然小粒作物

   其他的作物也有的

   油菜种子都可以

   油菜种子,他们说你激光打下点粉下来

   (从)那么小的一颗种子

   都足够你分析足够多的

   这个标记了

   什么水稻

   小麦那是一点问题都没得

   所以

   所以将来这个是一个很大的事

   当你的规模扩大了一定的时候

   这是一个很重要的市场

   那么我这是我的自己的看法

   我觉得为什么大型的公司

   跨国公司在广泛使用GS（全基因组选择）

   就是这三个方面的原因

   好我就说到这里

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