過去幾年，生物技術蓬勃發展，新產品的出現為在短時間內生成多種植物物種的基因組數據提供了無限的可能性，並降低了成本。 孤兒植物（那些尚未被人類深入探索的植物）終於獲得了這種技術革命的好處。 我確信還有更多的東西有待發現並用於造福人類。
直到幾年前，表型分析還被認為是植物複雜性狀研究的瓶頸，因為它依賴於密集的體力勞動，成本高昂且耗時。 表型分析與基因分型一樣，已進入高科技新時代，新儀器能夠進行高通量測量，例如：成像採集和處理；捕捉溫度、濕度等的傳感器；配備自動傳送帶的溫室，配備每隔幾個小時或幾天捕獲一次圖像的系統，等等。 所有這些新的表型分析能力已經出現，被稱為表型組學。
科學家們已經掌握了處理和分析來自基因組學、蛋白質組學、轉錄組學、表觀基因組學等大數據的方法。 作為一名科學家，我很高興終於看到表型分析趕上其他組學領域並晉升為他們的精英群體。 表型組學不僅可以測量更多變量，還可以測量更多樣本。
育種者和分析人員需要易於使用的分析工具，並具有可以分析這些數據的方法。 為什麼？ 能夠利用這些組學數據的巨大潛力，幫助育種計劃不僅縮短育種週期，而且為人類生產更好的食物。
我想介紹一下交叉評估工具JMP基因組學該軟件旨在幫助育種者使用基因組學和表型組學數據評估數千種植物（品系或品種），目的是識別那些在育種管道中具有更高潛力的品系。
我將首先顯示一個數據表，其中列中包含有關遺傳標記（基因組數據）的信息，行中包含單個植物的信息（部分如圖 1 所示）。 該數據表有 5,131 列基因組數據（SNP 基因型）和 181 行，每行代表一個近交系，其 ID 位於線路柱子。
Figure 1Figure 1Figure 1Figure 1圖1
現在，讓我們看看交叉評估工具（圖 2）。 圖 1 中的數據文件加載到 SAS 輸入數據集字段中，兩個評分文件加載到評分代碼文件字段中。 分數文件包含將表型組學數據（性狀）與基因組數據提供的信息聯繫起來的數學方程。
Figure 2Figure 2Figure 2Figure 2圖2
交叉評估工具中有很多選項。 例如，您可以定義所需的雜交類型（自交或異交）、每個雜交要模擬的後代數量以及是否計算索引選擇（也稱為超級性狀）。 您還可以通過讓交叉評估產生數據表中個體的成對雜交來產生多代後代，並且一旦產生了第一代後代（第一個雜交週期），交叉評估將從這些後代中產生新的雜交，產生第二代後代（第二個雜交週期），等等。 我將在這篇文章中展示其中一些選項。
在這篇文章中，分析的目標將是確定雜交時會產生具有某些理想性狀的後代的植物對。 具體來說，我希望植物在正常供水和限制供水下生長時都能獲得高產。
在我的第一個分析中，我設置了交叉評估，以在示例數據表中存在的個體之間進行所有成對雜交，並從每個雜交中產生後代（圖 3）。
Figure 3Figure 3Figure 3Figure 3圖3
其中一個輸出如下圖 4 所示。 散點圖顯示了我們計算的常規和限制供水下預測產量的統計數據（平均值、最小值、最大值、範圍和標準差）的二元分佈。
Figure 4Figure 4Figure 4Figure 4圖4
數據過濾器儀表板（如圖 4 左側所示）可用於選擇那些更有潛力產生具有所需性狀值的後代的雜交，在本例中，即在常規和有限供水條件下的高產。
為此，我移動了常規供水和限制供水下模擬產量性狀均值的閾值條，結果變化如圖 5 所示。 快速比較圖 4 和圖 5 可以發現，散點圖中的大多數點都變成了灰色。 灰點代表基於我在數據過濾器儀表板中設置的閾值的不需要的交叉。 通過選擇閾值的雜交呈黑色，產生這些雜交的自交係對顯示在數據過濾器儀表板下方。 我們可以很容易地看到，自交系 41 與其他自交系良好雜交，在常規和限制供水的情況下產生高產的後代。
Figure 5Figure 5Figure 5Figure 5圖5
在第二次分析中，我設置了交叉評估，對第一次分析中確定的最佳雜交進行四個週期（圖 6）選擇。
Figure 6Figure 6Figure 6Figure 6圖6
其中一個輸出如圖 7 所示。 這些圖顯示了每個雜交的四個育種世代中模擬性狀結果（y 軸）的趨勢（x 軸）。 我們很快就發現，選擇對於增加所有雜交後代的性狀價值是有效的。 因為 x 軸上的雜交是從較低（左）到較高（右）性狀值排序的，所以我們可以很容易地看到，雜交 41x148 具有更高的育種潛力（具體針對常規供水）（上圖），雜交 41x2 具有更高的育種潛力專門針對限制性供水（下圖），雜交 41x138 在這兩種條件下都具有更高的繁殖潛力。
Figure 7Figure 7Figure 7Figure 7圖7
在這篇文章中，您看到了交叉評估工具中的幾個選項JMP基因組學這可以幫助育種者進行高節奏的育種計劃。 然而，該工具還有許多其他選項，育種者可以探索這些選項，以便根據自己的具體需求制定最佳育種策略。
希望這些信息對您有所幫助，期待您的評論！
