作物育種：如何從經(jīng)驗選擇到精準設(shè)計
農(nóng)作物是人類社會的基礎(chǔ)，然而，根據(jù)聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，遭受嚴重糧食不安全的人口從2015年的7.9％增加到2019年的9.7％，同期面臨中度或重度糧食不安全的人口數(shù)量增加了4億。雖然有很多方法可以應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，但作物育種仍然是最關(guān)鍵、最直接的方式。農(nóng)作物的育種方法已從基于表型的選擇發(fā)展到基于基因組的選擇。
基因組編輯技術(shù)在作物改良中的應(yīng)用基因組編輯（也稱為基因編輯）是研究基因功能的最有力工具之一，也是獲得農(nóng)作物理想性狀的一種方法。它包括用核酸酶切割基因組，然后通過 DNA 修復途徑引入新的突變。
作物基因組研究對基礎(chǔ)研究和實際育種具有重要意義。1977年，F(xiàn). Sanger提出了一種DNA測序方法，該方法可以測定大量基因組的完整序列。隨后，高通量、經(jīng)濟高效的下一代/第二代測序方法產(chǎn)生了多達數(shù)十億個短讀段，使對大量物種的基因組進行測序成為可能，并為植物遺傳學研究帶來了突破。最后，第三代測序技術(shù)可以測定長達一百萬個核苷酸的單分子序列，這是高質(zhì)量基因組組裝的關(guān)鍵。
作物育種產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)
育種者會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，包括表型、基因型、雜交、種質(zhì)和譜系數(shù)據(jù)。需要數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)來上傳、存儲和輕松查詢數(shù)據(jù)，以便做出準確及時的育種決策。例如，育種者需要根據(jù)其表型表現(xiàn)選擇優(yōu)秀后代，根據(jù)其后代的表現(xiàn)選擇優(yōu)秀親本，根據(jù)多年和多個地點收集的數(shù)據(jù)評估環(huán)境對作物表現(xiàn)的影響，確定性狀之間的相關(guān)性，以及根據(jù)關(guān)鍵基因座或整個基因組的標記數(shù)據(jù)進行 DNA 知情育種。
育種者通常使用Excel 電子表格或其他方式來記錄、跟蹤數(shù)據(jù)，這需要花費大量的時間和精力來整理。雖然市面上也有一些軟件可用于管理育種數(shù)據(jù)，但是價格昂貴，除了初始成本之外，專有軟件通常還需要額外付費才能添加更多數(shù)據(jù)類型，例如新的性狀描述符。
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自動化、智能化的數(shù)據(jù)管理流程，減少了人工操作的繁瑣和錯誤。
實時更新和共享數(shù)據(jù)，使育種家能夠更快地做出決策。
2、降低育種成本
通過精準的數(shù)據(jù)分析和預(yù)測，減少了不必要的試驗和資源浪費。
提高了育種成功率，降低了企業(yè)育種成本。
3、提升育種精準度
系統(tǒng)能夠處理和分析大量育種數(shù)據(jù)，提供更準確的預(yù)測和結(jié)果。
輔助育種家做出更科學的育種決策，提高品種的選育精準度。
在這個大數(shù)據(jù)時代，育種計劃產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量越來越大。這就需要使用高效的管理系統(tǒng)來跟蹤雜交、性能、譜系、地理和基于圖像數(shù)據(jù)以及基因分型數(shù)據(jù)。聯(lián)智創(chuàng)新科研育種管理系統(tǒng)具有強大的功能和顯著的優(yōu)勢，能夠為育種家和企業(yè)提供全方位的育種數(shù)據(jù)管理和決策支持服務(wù)。
