一种基于基因组分析的水稻种值评估方法及其水稻育种方法与流程

本发明涉及一种基于基因组分析的水稻种值评估方法以及采用该水稻种值评估方法的水稻育种方法，属于水稻分子育种。

背景技术：

1、水稻是重要的粮食作物。一方面，人们对于提高水稻品种的产量，以及获得更优质稻米的需求在不断增加，另一方面目前的水稻育种主要依赖经验育种，品种培育周期较长，加快水稻新品种的培育是本领域技术人员的研究课题。

2、近年来，随着水稻全基因组序列测序工作的完成，以及全基因组重测序技术在水稻数量性状位点定位和克隆研究中的应用，极大地提高了水稻数量性状基因分子克隆的速度。

3、全基因组选择，同时利用分布在全基因组上的高密度分子标记计算复杂农艺性状的基因组估计育种值，并以此为标准完成育种群体分离世代选择。利用该技术对水稻育种群体进行筛选，可以快速精准判断每个材料的基因型，提高材料选择的准确性。

4、但是，常规的基因组育种值评估(育种价值评估，简称为种值评估)是在整个基因组上进行评估，计算效率低，造成计算机资源的浪费。

5、水稻产量、品质、抗性等重要农艺性状都是复杂数量性状，由数量性状位点(qtl)基因控制，qtl基因的利用是水稻遗传改良的重要基础。qtl基因的某些变异是基因功能改变的关键变异位点(qtn)，被称为致因变异，这些位点是水稻表型变异的关键因子。

6、因此，发明人希望能够通过关键变异位点(qtn)，同时结合农艺性状重要程度，建立基于全基因组重测序的育种值评估系统，既能够合理评估育种值，又能够节约运算时间，提高工作效率。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明一方面提供了一种基于基因组分析的水稻种值评估方法，其中，所述水稻种值评估方法包括以下步骤：

2、步骤1)，采集水稻品种的育种群体样本，分别进行全基因组重测序，测序深度覆盖基因组15倍以上；

3、步骤2)，将所述步骤1)获得测序结果与水稻参考基因组进行比对，获得比对结果，采用ricenavi软件的qtnpick模块对所述比对结果进行分析，获得每一个育种群体样本的qtn基因型；

4、步骤3)，根据ricenavi软件中对等位基因功能的表述，将每一个育种群体样本的qtn基因型进行农艺性状归类，统计各农艺性状类别的qtn总数量并分别设置各农艺性状类别的权重值；

5、步骤4)，根据qtn的功能、农艺性状类别和每一个育种群体样本的qtn基因型，分别统计各农艺性状类别对应的纯合有利qtn基因型数量、纯合不利qtn基因型数量和杂合型qtn基因型数量；

6、步骤5)，计算每一个育种群体样本的育种值评估分数；

7、其中，每一个农艺性状类别的育种值评估分数计算公式为：(该农艺性状类别纯合有利qtn基因型数量-该农艺性状类别纯合不利qtn基因型数量)*(该农艺性状类别的权重值/该农艺性状类别的总qtn数量)*100+该农艺性状类别杂合型qtn基因型数量*2；

8、每一个育种群体样本的育种值评估分数为各农艺性状类别的育种值评估分数之和。

9、在本申请的一个优选实施方案中，所述水稻品种选自常规稻、杂交稻恢复系、杂交稻保持系、杂交稻不育系或杂交f1品种中的任意一种。

10、在本申请的一个优选实施方案中，所述步骤1)中，测序深度覆盖基因组15-20倍。

11、在本申请的一个优选实施方案中，步骤3)中，将农艺性状分为八个类别，分别为产量相关类别、生物胁迫类别、非生物胁迫类别、植株形态类别、抽穗期类别、口感品质类别、氮肥利用率类别和其他类别，所述其他类别包括种子形态性状和次生代谢性状。

12、在本申请的一个优选实施方案中，所述产量相关类别、生物胁迫类别、非生物胁迫类别、植株形态类别、抽穗期类别、口感品质类别、氮肥利用率类别和其他类别的权重值依次为：30％、30％、10％、5％、5％、10％、5％、5％。

13、本发明另一方面提供了一种水稻基因组选择育种方法，其中，所述水稻基因组选择育种方法采用如前述的水稻种值评估方法获得每一个育种群体样本的育种值评估分数；将获得的全部所述育种群体样本的育种值评估分数由高到低排序，并根据确定的留种数量来选择排序靠前的育种群体。

14、本发明的水稻种值评估方法，舍弃了传统的表型评估的低效方法，其通过全基因组重测序获取每一个育种群体样本的qtn基因型，同时结合农艺性状重要程度赋予其合理的权重值，建立水稻育种值评估系统，既能够合理评估育种值，又能够节约运算时间，提高水稻育种工作效率。

1.一种基于基因组分析的水稻种值评估方法，其特征在于：所述水稻种值评估方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的水稻种值评估方法，其特征在于：所述水稻品种选自常规稻、杂交稻恢复系、杂交稻保持系、杂交稻不育系或杂交f1品种中的任意一种。

3.如权利要求1所述的水稻种值评估方法，其特征在于：所述步骤1)中，测序深度覆盖基因组15-20倍。

4.如权利要求1所述的水稻种值评估方法，其特征在于，步骤3)中，将农艺性状分为八个类别，分别为产量相关类别、生物胁迫类别、非生物胁迫类别、植株形态类别、抽穗期类别、口感品质类别、氮肥利用率类别和其他类别，所述其他类别包括种子形态性状和次生代谢性状。

5.如权利要求4所述的水稻种值评估方法，其特征在于，所述产量相关类别、生物胁迫类别、非生物胁迫类别、植株形态类别、抽穗期类别、口感品质类别、氮肥利用率类别和其他类别的权重值依次为：30％、30％、10％、5％、5％、10％、5％、5％。

6.一种水稻基因组选择育种方法，其特征在于：所述水稻基因组选择育种方法采用如权利要求1至5中任意一项所述的水稻种值评估方法获得每一个育种群体样本的育种值评估分数；将获得的全部所述育种群体样本的育种值评估分数由高到低排序，并根据确定的留种数量来选择排序靠前的育种群体。