过去几年，生物技术蓬勃发展，新产品的出现为在短时间内生成多种植物物种的基因组数据提供了无限的可能性，并降低了成本。 孤儿植物（那些尚未被人类深入探索的植物）终于获得了这种技术革命的好处。 我确信还有更多的东西有待发现并用于造福人类。
直到几年前，表型分析还被认为是植物复杂性状研究的瓶颈，因为它依赖于密集的体力劳动，成本高昂且耗时。 表型分析与基因分型一样，已进入高科技新时代，新仪器能够进行高通量测量，例如：成像采集和处理；捕捉温度、湿度等的传感器；配备自动传送带的温室，配备每隔几个小时或几天捕获一次图像的系统，等等。 所有这些新的表型分析能力已经出现，被称为表型组学。
科学家们已经掌握了处理和分析来自基因组学、蛋白质组学、转录组学、表观基因组学等大数据的方法。 作为一名科学家，我很高兴终于看到表型分析赶上其他组学领域并晋升为他们的精英群体。 表型组学不仅可以测量更多变量，还可以测量更多样本。
育种者和分析人员需要易于使用的分析工具，并具有可以分析这些数据的方法。 为什么？ 能够利用这些组学数据的巨大潜力，帮助育种计划不仅缩短育种周期，而且为人类生产更好的食物。
我想介绍一下交叉评估工具JMP基因组学该软件旨在帮助育种者使用基因组学和表型组学数据评估数千种植物（品系或品种），目的是识别那些在育种管道中具有更高潜力的品系。
我将首先显示一个数据表，其中列中包含有关遗传标记（基因组数据）的信息，行中包含单个植物的信息（部分如图 1 所示）。 该数据表有 5,131 列基因组数据（SNP 基因型）和 181 行，每行代表一个近交系，其 ID 位于线路柱子。
Figure 1Figure 1Figure 1Figure 1图1
现在，让我们看看交叉评估工具（图 2）。 图 1 中的数据文件加载到 SAS 输入数据集字段中，两个评分文件加载到评分代码文件字段中。 分数文件包含将表型组学数据（性状）与基因组数据提供的信息联系起来的数学方程。
Figure 2Figure 2Figure 2Figure 2图2
交叉评估工具中有很多选项。 例如，您可以定义所需的杂交类型（自交或异交）、每个杂交要模拟的后代数量以及是否计算索引选择（也称为超级性状）。 您还可以通过让交叉评估产生数据表中个体的成对杂交来产生多代后代，并且一旦产生了第一代后代（第一个杂交周期），交叉评估将从这些后代中产生新的杂交，产生第二代后代（第二个杂交周期），等等。 我将在这篇文章中展示其中一些选项。
在这篇文章中，分析的目标将是确定杂交时会产生具有某些理想性状的后代的植物对。 具体来说，我希望植物在正常供水和限制供水下生长时都能获得高产。
在我的第一个分析中，我设置了交叉评估，以在示例数据表中存在的个体之间进行所有成对杂交，并从每个杂交中产生后代（图 3）。
Figure 3Figure 3Figure 3Figure 3图3
其中一个输出如下图 4 所示。 散点图显示了我们计算的常规和限制供水下预测产量的统计数据（平均值、最小值、最大值、范围和标准差）的二元分布。
Figure 4Figure 4Figure 4Figure 4图4
数据过滤器仪表板（如图 4 左侧所示）可用于选择那些更有潜力产生具有所需性状值的后代的杂交，在本例中，即在常规和有限供水条件下的高产。
为此，我移动了常规和限制供水条件下模拟产量性状均值的阈值条，结果变化如图 5 所示。 快速比较图 4 和图 5 可以发现，散点图中的大多数点都变成了灰色。 灰点代表基于我在数据过滤器仪表板中设置的阈值的不需要的交叉。 通过选择阈值的杂交呈黑色，产生这些杂交的自交系对显示在数据过滤器仪表板下方。 我们可以很容易地看到，自交系 41 与其他自交系良好杂交，在常规和限制供水的情况下产生高产的后代。
Figure 5Figure 5Figure 5Figure 5图5
在第二次分析中，我设置了交叉评估，对第一次分析中确定的最佳杂交进行四个周期（图 6）选择。
Figure 6Figure 6Figure 6Figure 6图6
其中一个输出如图 7 所示。 这些图显示了每个杂交的四个育种世代中模拟性状结果（y 轴）的趋势（x 轴）。 我们很快就发现，选择对于增加所有杂交后代的性状价值是有效的。 因为 x 轴上的杂交是从较低（左）到较高（右）性状值排序的，所以我们可以很容易地看到，杂交 41x148 具有较高的育种潜力（具体针对常规供水）（上图），杂交 41x2 具有较高的育种潜力专门针对限制性供水（下图），杂交 41x138 在这两种条件下都具有更高的繁殖潜力。
Figure 7Figure 7Figure 7Figure 7图7
在这篇文章中，您看到了交叉评估工具中的几个选项JMP基因组学这可以帮助育种者进行高节奏的育种计划。 然而，该工具还有许多其他选项，育种者可以探索这些选项，以便根据自己的具体需求制定最佳育种策略。
希望这些信息对您有所帮助，期待您的评论！
