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bob综合多特蒙德:bob综合多特蒙德研发新一代遗传育种智能模拟平台

bob综合多特蒙德作物生物信息学及应用创新团队自主研发了新一代模块化遗传育种智能计算机仿真模拟Blib平台,为作物育种方法和育种流程的比较和优化、生物信息和遗传大数据的有效育种利用、分子设计育种和全基因组选择等领域的研究工作提供了实用的模拟预测和决策支持计算机工具,相关研究结果已经获得国家版权局计算机软件著作权登记证书(登记号:2020SR123853),并于近日在线发表于《生物学通讯(Communications Biology)》上。

育种是一个复杂和长期的过程。不同育种家采用不尽相同的育种方法,理论上或通过田间试验比较不同方法的育种成效是十分困难的。采用模拟预测方法可以建立较为真实的遗传模型,在育种家进行田间试验之前,对育种程序中的各种因素进行模拟筛选和优化,提出最佳的亲本选配和后代选择策略,从而提高育种过程中的预见性。计算机仿真模拟工具研发是开展模拟研究的前提。

研究人员构建了一个适合于所有二倍体物种(或减数分裂行为与二倍体相似的多倍体物种)的通用计算机仿真模拟平台,称之为Blib。平台能够处理目前已知的所有遗传模型,包括细胞质信息、细胞核基因组信息、加性-显性-上位性效应模型、遗传连锁、突变、雌雄配子育性等;可以模拟产生各种类型的遗传和育种群体,包括自交群体、杂交群体、随机交配群体、无性系繁殖群体;有选择群体、无选择群体等等。基于Blib平台,开发了适宜于特定物种、特定育种方法、特定遗传现象的各种应用程序和模块,进而模拟优化遗传育种方法,对特定亲本杂交后代的表现进行预测。这些模块能够将大量的遗传信息与育种家的育种需求结合起来,供育种家在开展田间试验之前模拟预测不同的杂交和选择方案,比较不同育种方法的优劣,设计最优的育种亲本和育种方案,育种过程中获得实时决策,最终实现遗传研究、分子设计与传统育种的有机结合。Blib平台及其应用模块为即将到来的基于大数据和智能化决策的育种4.0时代提供必不可少的技术支撑。

bob综合多特蒙德张鲁燕副研究员为本文第一作者,王建康研究员为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、中国农科院科技创新工程等项目的资助。

原文链接:https://doi.org/10.1038/s42003-022-04151-9

Blib平台的组成部分(左)及其对杂交种选育过程的模拟预测(右)



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