基于自交系ssr和表型信息的玉米雜交組配方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及種植業(yè)信息化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于自交系SSR和表型信息的 玉米雜交組配方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 育種產(chǎn)出是小概率事件，只有通過大規(guī)模投入，才能將小概率事件轉(zhuǎn)化為必然事 件，使原本偶然的育種產(chǎn)出變得可預(yù)見、可設(shè)計。由于缺少適當(dāng)?shù)姆椒ê凸ぞ咧危瑖鴥?nèi)育 種團隊無法管控大規(guī)模育種材料與數(shù)據(jù)信息，難以積累選系和配組等育種規(guī)律，導(dǎo)致經(jīng)驗 組配盛行，使得我國玉米育種產(chǎn)出存在很大不確定性?；诜肿拥脑O(shè)計育種被認(rèn)為是提高 育種效率的重要途徑，但由于數(shù)據(jù)、方法和工具的缺失，國內(nèi)的分子設(shè)計育種基本處于概念 階段，沒有可操作的技術(shù)流程和育種實踐。
[0003] 近年來，分子生物技術(shù)的發(fā)展對作物遺傳育種的影響越來越大，包括轉(zhuǎn)基因技 術(shù)和分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)的農(nóng)作物分子育種學(xué)發(fā)展迅速。分子標(biāo)記的類型主要包括： 限制性片段長度多態(tài)性（Restriction Fragment Length Polymorphism，RELP)標(biāo)記、隨 機擴增多態(tài)性DNA(Random Amplified Polymorphim DNA，RAPD)標(biāo)記、擴增片段長度多 態(tài)性（Amplified Fragment Length Polymorphism，AFLP)標(biāo)記、簡單重復(fù)序列（Simple Sequence Repeat，SSR)標(biāo)記、內(nèi)部簡單重復(fù)序列（Inter-Simple Sequence Repeat，ISSR) 標(biāo)記、單核苷酸多態(tài)性（Single Nucleotide Polymorphism，SNP)標(biāo)記、表達序列標(biāo)簽 (Expressed Sequence Tag，EST)標(biāo)記等多種，目前應(yīng)用最多的是SSR標(biāo)記。
[0004] 傳統(tǒng)的雜交育種方法只用了 DNA指紋數(shù)據(jù)，缺乏和表型數(shù)據(jù)的必要結(jié)合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是傳統(tǒng)的雜交育種方法只用了 DNA指紋數(shù)據(jù)，缺乏和 表型數(shù)據(jù)的必要結(jié)合的問題。
[0006] 為此目的，第一方面，本發(fā)明提出一種基于自交系SSR和表型信息的玉米雜交組 配方法，包括：
[0007] S1、對預(yù)設(shè)的自交系田間鑒定數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理；
[0008] S2、對標(biāo)準(zhǔn)化處理后的自交系田間鑒定數(shù)據(jù)，確定每個自交系中預(yù)設(shè)特征的值，并 根據(jù)所述預(yù)設(shè)特征的值，計算入選自交系的表型距離；
[0009] S3、根據(jù)所述表型距離，確定所述預(yù)設(shè)的自交系田間鑒定數(shù)據(jù)的缺陷度和優(yōu)異 度；
[0010] S4、根據(jù)預(yù)設(shè)的自交系簡單重復(fù)序列SSR分子標(biāo)記數(shù)據(jù)，確定每個自交系中預(yù)設(shè) 指標(biāo)的值；
[0011] S5、根據(jù)所述預(yù)設(shè)指標(biāo)的值，將滿足預(yù)設(shè)條件的自交系確定為雜交組配；
[0012] S6、計算入選雜交系的遺傳距離；
[0013] S7、根據(jù)所述表型距離和遺傳距離，建立入選雙親的雜交優(yōu)勢率MD ;
[0014] S8、計算正反交價值SV ;
[0015] S9、根據(jù)所述入選雙親的雜交優(yōu)勢率MD、雙親綜合價值的平均值HD以及正反交 價值SV，得到雜交組配價值HV。
[0016] 可選的，所述步驟S1，包括：將預(yù)設(shè)的自交系田間鑒定數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為相對值。
[0017] 可選的，在所述步驟S2中，所述預(yù)設(shè)的特征包括：產(chǎn)量、成苗、成穗結(jié)實、抗病、抗 蟲、抗倒、生育期和株穗型。
[0018] 可選的，在所述步驟S4中，所述預(yù)設(shè)指標(biāo)，包括：有效位點數(shù)、雜帶數(shù)和雜合率；
[0019] 其中，所述有效位點數(shù)為所述預(yù)設(shè)的自交系SSR分子標(biāo)記數(shù)據(jù)的η個位點中位點 值不為零的位點的個數(shù)，η為預(yù)設(shè)常數(shù)；
[0020] 其中，所述雜帶數(shù)為所述預(yù)設(shè)的自交系SSR分子標(biāo)記數(shù)據(jù)的η個位點中不同位點 值的個數(shù)；
[0021] 其中，所述雜合率的計算公式如下：
[0022] 雜合率=雜帶數(shù)/η。
[0023] 可選的，在所述步驟S5中，所述預(yù)設(shè)條件為自交系的純合度大于第一預(yù)設(shè)閾值且 有效位點數(shù)大于第二預(yù)設(shè)閾值。
[0024] 第二方面，本發(fā)明還提出一種基于自交系SSR和表型信息的玉米雜交組配系統(tǒng)， 包括：
[0025] 處理單元，用于對預(yù)設(shè)的自交系田間鑒定數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理；
[0026] 計算單元，用于對標(biāo)準(zhǔn)化處理后的自交系田間鑒定數(shù)據(jù)，確定每個自交系中預(yù)設(shè) 特征的值，并根據(jù)所述預(yù)設(shè)特征的值，計算入選自交系的表型距離；
[0027] 確定單元，用于根據(jù)所述表型距離，確定所述預(yù)設(shè)的自交系田間鑒定數(shù)據(jù)的缺陷 度和優(yōu)異度；
[0028] 所述確定單元，還用于根據(jù)預(yù)設(shè)的自交系簡單重復(fù)序列SSR分子標(biāo)記數(shù)據(jù)，確定 每個自交系中預(yù)設(shè)指標(biāo)的值；
[0029] 所述確定單元，還用于根據(jù)所述預(yù)設(shè)指標(biāo)的值，將滿足預(yù)設(shè)條件的自交系確定為 雜交組配；
[0030] 所述計算單元，還用于計算入選雜交系的遺傳距離；
[0031] 建立單元，用于根據(jù)所述表型距離和遺傳距離，建立入選雙親的雜交優(yōu)勢率MD ;
[0032] 所述計算單元，還用于計算正反交價值SV ;
[0033] 所述確定單元，還用于根據(jù)所述入選雙親的雜交優(yōu)勢率MD、雙親綜合價值的平均 值HD以及正反交價值SV，得到雜交組配價值HV。
[0034] 相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的基于自交系SSR和表型信息的玉米雜交組配方法和系 統(tǒng)，集成管理玉米品系分子標(biāo)記與田間表型測試數(shù)據(jù)、綜合評價玉米自交系、輔助篩選，分 析基于自交系分子標(biāo)記和表型差異的雜種優(yōu)勢、以及模擬選配玉米雜交組合、表現(xiàn)預(yù)測，為 提高我國玉米育種規(guī)模和信息管控水平提供方法和工具支持。
【附圖說明】
[0035] 圖1示出了本發(fā)明實施例公開的一種基于自交系SSR和表型信息的玉米雜交組配 方法流程圖；
[0036] 圖2示出了本發(fā)明實施例公開的田間鑒定試驗定義圖；
[0037] 圖3示出了本發(fā)明實施例公開的DNA指紋檢測試驗定義圖；
[0038] 圖4示出了本發(fā)明實施例公開的重復(fù)檢測的自交系名稱圖；
[0039] 圖5示出了本發(fā)明實施例公開的查看指紋同質(zhì)系示意圖；
[0040] 圖6示出了本發(fā)明實施例公開的親本初步篩選條件示意圖；
[0041] 圖7示出了本發(fā)明實施例公開的親本綜合篩選示意圖；
[0042] 圖8示出了本發(fā)明實施例公開的抗青枯品種的選育示意圖；
[0043] 圖9示出了本發(fā)明實施例公開的自交系組配后按照雜交組合綜合價值排序示意 圖；
[0044] 圖10示出了本發(fā)明實施例公開的雜交組合的篩選示意圖。
【具體實施方式】
[0045] 為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例 中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明 一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有 做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0046] 本實施例公開一種基于自交系SSR和表型信息的玉米雜交組配方法，包括：
[0047] S1、對預(yù)設(shè)的自交系田間鑒定數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理；
[0048] S2、對標(biāo)準(zhǔn)化處理后的自交系田間鑒定數(shù)據(jù)，確定每個自交系中預(yù)設(shè)特征的值，并 根據(jù)所述預(yù)設(shè)特征的值，計算入選自交系的表型距離；
[0049] "入選自交系"：從兩方面，一、基于自交系表型測試數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理后，計算 各系的親本價值、產(chǎn)量抗性特征、優(yōu)異度、缺陷度等指標(biāo)，用于評價篩選自交系；基于自交系 SSR分子標(biāo)記數(shù)據(jù)，計算了各系有效位點數(shù)、雜合度等指標(biāo)，用于評價篩選自交系。（表型數(shù) 據(jù)和基因?qū)用妫?
[0050] 計算表型距離"：計算公式為
其中，PDi]是第i和第j個 自交系的表型遺傳距離，Vlk和V ]k分別是第i和第j個自交系第k個指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后的值，w k 是第k個指標(biāo)的權(quán)重，η是有效指標(biāo)數(shù)。
[0051] S3、根據(jù)所述表型距離，確定所述預(yù)設(shè)的自交系田間鑒定數(shù)據(jù)的缺陷度和優(yōu)異 度；
[0052] 缺陷度和優(yōu)異度是對自交系（或雜交組合）的所有田間觀測指標(biāo)表現(xiàn)"很好"、 "好"，"差"、"很差"的統(tǒng)計量。該統(tǒng)計量是對田間鑒定數(shù)據(jù)達到的指標(biāo)程度，依次"很好"、 "好"，"差"、"很差"按照3:2:2:3的比例附權(quán)重值進行加權(quán)平均計算所得。而"很好"標(biāo)準(zhǔn) 是指雜交組合在某指標(biāo)上的取值若超過所有組合在該指標(biāo)上的平均值加上2倍標(biāo)準(zhǔn)差，則 認(rèn)為該組合在該項指標(biāo)表現(xiàn)為"很好"。在某指標(biāo)上的取值若低于所有雜交組合在該指標(biāo)上 的平均值減去2倍標(biāo)準(zhǔn)差，則認(rèn)為該組合在該項指標(biāo)上表現(xiàn)為"很差"。其中，"很好"、"好"、 "差"、"很差"的標(biāo)準(zhǔn)差倍數(shù)都可以通過軟件進行設(shè)置。由差異度和缺陷度結(jié)合自交系的產(chǎn) 量抗性等特征及綜合價值用于篩選自交系。
[0053] S4、根據(jù)預(yù)設(shè)的自交系簡單重復(fù)序列SSR分子標(biāo)記數(shù)據(jù)，確定每個自交系中預(yù)設(shè) 指標(biāo)的值；
[0054] S5、根據(jù)所述預(yù)設(shè)指標(biāo)的值，將滿足預(yù)設(shè)條件的自交系確定為雜交組配；
[0055]