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5K液相芯片背景介绍

中玉金标记推出玉米 5K 液相育种芯片及杂种优势预测平台,基于液相靶向捕获测序技术,整合黄淮海代表性种质多组学数据开发而成。配套自主研发的GS 选择育种平台和杂种优势预测体系,能够精准评估玉米自交系的遗传潜力和杂交种的表现,有助于加快新品种培育进程。

芯片位点精选自 400 份黄淮海代表性种质 30X 全基因组重测序数据、300 份简化基因组测序数据、306 个涉及籽粒、胚等组织的转录组数据及 113 个已知基因位点,总标记探针数 5521 个,专为玉米杂交育种和全基因组选择应用量身打造。


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产品应用场景
序号应用场景核心内容价值定位
1基因分型检测对玉米自然群体、育种材料进行全基因组基因分型,获得高质量 SNP 标记数据为后续各类遗传分析和育种应用提供基础数据支撑
2群体结构及亲缘关系分析通过 Structure 和 UPGMA 等方法,将玉米自交系划分为不同杂种优势群,明确亲缘关系指导亲本选配,避免近亲杂交,提高杂交种优势
3全基因组关联分析 (GWAS)利用 BLINK 的加性、显性模型,对杂交群体的产量性状及其特殊配合力开展 GWAS 分析高效定位与重要农艺性状相关的遗传位点
4种质资源血缘划分对大规模玉米种质资源进行遗传背景分析,明确血缘关系和遗传多样性驱动种质资源高效开发利用,拓宽育种遗传基础
5分子标记辅助育种利用目标性状关联标记,对育种后代进行精准选择提高选择效率,缩短育种周期
6亲本配合力预测利用多种 GS 模型,对育种材料产量等多个性状的一般配合力进行预测筛选高配合力亲本,减少田间测试工作量            
7杂交组合预测与推荐筛选高配合力亲本,减少田间测试工作量大幅降低田间组配成本,提高优异组合筛选效率            
8多组学联合预测联合根际微生物组物种和功能信息,构建整合预测模型进一步提升杂交组合产量性状的预测精度
核心优势
  • 遗传背景丰富,位点均匀覆盖

    基于黄淮海核心代表性种质多组学数据筛选标记,全面覆盖玉米 10 条染色体,遗传背景丰富,位点分布均匀,能够准确反映玉米种质资源的遗传多样性和亲缘关系。

  • 检测成本低,灵活性高

    采用液相靶向捕获技术,无需制版,单样本检测成本远低于高密度芯片;可根据育种需求灵活增减替换位点,产品迭代速度快,持续适配最新育种进展。

  • 应用场景多样,育种赋能全面

    不仅适用于大规模玉米种质资源血缘划分、分子辅助育种等常规应用,更深度整合 GS 选择育种平台和杂种优势预测体系,可实现亲本配合力预测、杂交组合智能推荐,大幅提升育种效率。

  • 多组学联合分析,预测精度再升级

    支持与根际微生物组数据联合预测,将微生物组作为第二基因组纳入分析模型,进一步提高杂交组合产量性状的预测精度,是基因组预测的有利补充。

  • 分型结果稳定可靠

    位点检出率与分型重复性表现稳定,适合大群体世代连续追踪检测;标准化实验流程可批量处理样本,快速完成群体分型,适配育种单位大批量材料常态化筛选需求。

  • 满足育种规范化使用

    搭载品种亲缘鉴别基础标记,可快速构建品种简易指纹,用于种质归类区分、材料权属甄别、育种中间材料溯源管理,匹配日常育种合规管理需求。

技术优势
  • 平台支撑优势
    拥有 NGS 测序、基因芯片、KASP 分型等多技术平台,覆盖全基因组扫描、高通量分型及靶向验证。各平台数据兼容,可无缝对接 GWAS 分析和 GS 育种模型,数据质量稳定、重复性好。
  • 技术精准优势
    依托高通量基因分型(测序 / 芯片)与 KASP 靶向验证的协同机制,显著提升 GWAS 关联位点定位的准确性,降低假阳性率;优化的 GS 预测模型,配合力和杂交组合预测精度达到行业领先水平。
  • 场景适配优势
    灵活适配不同规模的育种项目,兼容大、小群体规模,可根据项目特点匹配合适的技术路径,满足从种质资源鉴定到杂交组合预测的全流程育种需求。
  • 服务保障优势
    提供从样本处理、检测分析到模型构建、育种咨询的全流程服务,专业团队 1 对 1 对接,配套标准化报告和定制化育种建议,助力科研成果快速转化为育种生产力。
  • 育种转化优势
    芯片数据可直接对接自主研发的 GS 选择育种平台和杂种优势预测体系,实现从基因型数据到育种决策的无缝衔接,助力缩短育种周期、降低田间测试成本,推动传统育种模式向精准分子育种升级。
  • 数据分析优势
    拥有专业生物信息分析团队,优化 GWAS 分析算法和 GS 预测模型,整合多环境预测、群体结构、根际微生物物种等多维度信息,提升 QTL 检测效率和性状预测精度,精准挖掘高价值育种材料。
产品技术表现
  • 5,521
    位点分布均匀

    位点分布均匀:5521 个 SNP .位点在玉米 10 条染色体上均匀分布,无明显富集或缺失区域。

  • 20,210
    基因分型质量高

    基因分型质量高,原始数据分型获得 75876 个 SNP,经 MAF0.05、缺失率 0.10、杂合率 0.10 过滤后,获得 20210 个高质量 SNP。

  • 0.25-0.29
    多态性良好

    多态性良好,多态性位点 PIC 值为 0.25-0.29,基因多样性 GD 值为 0.27-0.30,能够有效区分不同遗传背景的玉米材料。

相关案例
服务流程
送样提取质检
接收叶片、种子等各类玉米样本,采用标准化流程高效提取高质量基因组 DNA,进行浓度、纯度双重严格质检。
捕获建库
使用自研液相捕获探针进行目标区域杂交富集,完成片段化、末端修复、接头连接等步骤,构建高质量测序文库。
高通量测序
采用华大 T7 主流测序平台进行双端 150bp 测序,保证足够的测序深度和数据质量。
数据质控
对原始测序数据进行严格质控,去除低质量序列和接头污染,确保后续分析结果的准确性。
生信分析与育种预测
通过标准化生物信息学分析流程,完成序列比对、变异检测、基因型分型;可进一步提供 GS 育种值估计、亲本配合力预测、杂交组合推荐等定制化分析服务。
常见问题(FAQ)
1. 什么是玉米 5K 液相育种芯片及杂种优势预测平台?

答: 玉米 5K 液相育种芯片是中玉金标记联合奥瑞金基于液相靶向捕获测序技术开发的专用育种芯片,配套自主研发的 GS 选择育种平台和杂种优势预测体系,能够精准评估玉米自交系遗传潜力和杂交种表现,专为玉米杂交育种量身打造。

2. 这款芯片的位点来源是什么?

答: 芯片位点精选自 400 份黄淮海代表性种质 30X 全基因组重测序数据、300 份简化基因组测序数据、306 个涉及籽粒、胚等组织的转录组数据及 113 个已知基因位点,总标记探针数 5521 个。

3. 芯片的基因分型质量怎么样?

答: 原始数据分型可获得 75876 个 SNP,经严格过滤后获得 20210 个高质量 SNP;多态性位点 PIC 值为 0.25-0.29,基因多样性 GD 值为 0.27-0.30,数据质量可靠。

4. GS 模型的预测精度如何?

答: 育种值前 5% 杂交组合中选比例高达 81%,亲本一般配合力预测前 10% 中选比例高达 85%;联合根际微生物组数据后,预测精度可进一步提升。

6. 检测周期是多久?

答: 从收到合格样本到交付基础基因分型报告,标准周期为 10-15 个工作日;如需额外提供 GS 育种预测服务,周期为 5-10 个工作日。

7. 对送检样本有什么要求?

答: 可接收叶片、种子、幼苗等各类玉米组织样本,也可接收客户提取好的 DNA 样本。DNA 样本要求浓度≥10ng/μL,总量≥20μL,纯度 OD260/280 在 1.8-2.0 之间。

8. 检测完成后会交付哪些数据和报告?

答: 基础服务交付原始测序数据、标准化基因型分型结果文件(VCF/Excel 格式)、位点质量报告;增值服务可额外提供群体结构分析报告、GWAS 分析报告、GS 育种值估计报告、亲本配合力预测报告及杂交组合推荐列表。

9. 这款芯片和高密度芯片相比,适合哪些应用?

答: 玉米 5K 液相育种芯片专为全基因组选择育种和杂交组合预测设计,位点密度适中,成本更低,特别适合大规模育种材料的常规基因分型、亲本配合力评估和杂交组合筛选。

10. 可以用于杂种优势群划分吗?

答: 可以,芯片位点能够准确反映玉米种质的遗传背景和亲缘关系,通过 Structure 和 UPGMA 等方法可将玉米自交系准确划分为不同杂种优势群,指导亲本选配。

11. 和其他中低密度玉米芯片相比有什么优势?

答: 不仅提供高质量的基因分型数据,更深度整合了自主研发的 GS 选择育种平台和杂种优势预测体系,可直接输出育种决策建议;支持多组学联合分析,预测精度更高;采用液相技术,灵活性更好,成本更低。

12. 和高密度液相芯片相比有什么优势?

答: 位点密度经过优化,专门针对全基因组选择育种设计,在保证预测精度的前提下,单样本检测成本降低 50% 以上,更适合万份级大规模育种材料的常规检测。