S6、计算入选杂交系的遗传距离;
[0056] "遗传距离"的计算公式如下:
[0058] 其中Nu为两个品种(系)共有的带数,NJPN,分别表示第i和第j个品种(系) 各自的带数。
[0059] S7、根据所述表型距离和遗传距离,建立入选双亲的杂交优势率MD ;
[0060] 基于选择自交系的数据和指标计算表型距离和遗传距离,结合表型距离和遗传距 离建立入选双亲的杂交优势率指标从而选出双亲。
[0061] S8、计算正反交价值SV;
[0062] 正交价值计算公式为Vij= HD+r ,(ti-tp+iyKhi-hj)其中,HD为自交系的综合价 值,Vu是第i和第j个亲本的正交价值,t i是第i个亲本的吐丝期的标准化值,t ,是第j个 亲本的散粉期标准化值,Ii1是第i个亲本的株高,h ,是第j个亲本的穗位高,r JP r 2分别 表示吐丝-散粉间隔和株高-穗位差的重要性权重以及方向性系数(如父本株高大于母本 穗位为正向)。取正反交价值的计算如下:
[0063] SV = Max(VljlVjl)0
[0064] S9、根据所述入选双亲的杂交优势率MD、双亲综合价值的平均值以及正反交 价值SV,得到杂交组配价值HV。
[0065] 双亲综合价值平均值(^ )计算为(父本综合价值+母本综合价值)/2,综合价值 HD计算为:
[0067] Vk是第k个田间观测指标的标准化值,w k是第k个田间观测指标的权重。结合以 上二者以及正反交价值SV,得到杂交组配价值HV。杂交组合价值(HV)是用来描述杂交组 合开发价值的综合指标,选择杂交组合价值高的进行组配。
[0068] 在一个具体的例子中,所述步骤S1,包括:将预设的自交系田间鉴定数据转化为 相对值。
[0069] 转化为相对值的意义:自交系在不同环境下的表现通常用绝对值数据或相对值数 据来描述,绝对值数据一般通过对指标的直接观测得来,其所采用的量纲,是与具体观测值 无关的独立参照系。如果记录的数据没有标明数据单位,绝对值数据变得毫无意义。相对 值数据采用数据记录在总体中的秩序或与总体有关的统计量作为参照,其信息量丰富,易 于理解,是自交系评价中主要采用的评价方式。
[0070] 在一个具体的例子中,在所述步骤S2中,所述预设的特征包括:产量、成苗、成穗 结实、抗病、抗虫、抗倒、生育期和株穗型。
[0071] 在一个具体的例子中,在所述步骤S4中,所述预设指标,包括:有效位点数、杂带 数和杂合率;
[0072] 其中,所述有效位点数为所述预设的自交系SSR分子标记数据的η个位点中位点 值不为零的位点的个数;η根据SSR指纹检测的要求一般选40 ;
[0073] 其中,所述杂带数为所述预设的自交系SSR分子标记数据的η个位点中不同位点 值的个数;
[0074] 其中,所述杂合率的计算公式如下:
[0075] 杂合率=杂带数/η。
[0076] 在一个具体的例子中,在所述步骤S5中,所述预设条件为自交系的纯合度大于第 一预设阈值且有效位点数大于第二预设阈值。
[0077] 其中,自交系的纯合度=纯合子位点个数/有效位点个数。
[0078] 本实施例公开一种基于自交系SSR和表型信息的玉米杂交组配系统,包括:
[0079] 处理单元,用于对预设的自交系田间鉴定数据进行标准化处理;
[0080] 计算单元,用于对标准化处理后的自交系田间鉴定数据,确定每个自交系中预设 特征的值,并根据所述预设特征的值,计算入选自交系的表型距离;
[0081] 确定单元,用于根据所述表型距离,确定所述预设的自交系田间鉴定数据的缺陷 度和优异度;
[0082] 所述确定单元,还用于根据预设的自交系简单重复序列SSR分子标记数据,确定 每个自交系中预设指标的值;
[0083] 所述确定单元,还用于根据所述预设指标的值,将满足预设条件的自交系确定为 杂交组配;
[0084] 所述计算单元,还用于计算入选杂交系的遗传距离;
[0085] 建立单元,用于根据所述表型距离和遗传距离,建立入选双亲的杂交优势率MD ;
[0086] 所述计算单元,还用于计算正反交价值SV ;
[0087] 所述确定单元,还用于根据所述入选双亲的杂交优势率MD、双亲综合价值的平均 值H D以及正反交价值SV,得到杂交组配价值HV。
[0088] 本实施例中的系统可执行上述方法实施例中的步骤,本实施例不再详述。
[0089] 如图1所示,上述实施例的具体流程如下4. 1至4. 8 :
[0090] 4. 1首先对自交系表型测试数据进行标准化处理:自交系田间鉴定数据标准化处 理是指以试点均值为参照系的田间数据向相对值转化的处理过程。刘哲等提出了以组均值 为参照系的3S和2S转化值、标准位次值、以组均值为参照系的类NDVI值等5种品种试验 数据相对值转化方法,并用"标准差比值"对5种方法的转化效果进行了分析,分析结果表 明以组均值为参照系的3S和2S转化值更接近品种的遗传特征。本文中采用该方法对自交 系鉴定数据中的数值类型数据进行相对值转化。
[0091 ] 4. 2基于标准化处理后的自交系田间鉴定数据,计算每个自交系的产量、成苗、成 穗结实、经济价值、抗病、抗虫、抗倒、生育期和株穗型等特征及其综合价值,并用于计算入 选自交系的表型距离。自交系的综合价值为田间观测数据的综合项。
[0092] 4. 3为评价自交系和杂交组合的综合优势和劣势,在现有观测的表型性状基础上, 设计了缺陷度和优异度两个指标。缺陷度和优异度是对自交系(或杂交组合)的所有田间 观测指标表现"很好"、"好"、"差"、"很差"的统计量。该统计量是对田间鉴定数据达到的指 标程度,依次"很好"、"好"、"差"、"很差"按照3:2:2:3的比例附权重值进行加权平均计算 所得。
[0093] 4. 4自交系SSR数据的处理:基于自交系SSR分子标记数据,计算每个自交系的有 效位点数、杂带数和杂合率等指标。有效位点数是指所选SSR数据的η个位点,在这η个位 点中有值的位点就是有效位点;一般测定SSR数据的自交系都是纯合的,即每个位点上都 应该是相同的值,但实际不一定是纯合的,杂带数是指在这η个位点上有多少不同的值,杂 带数就是多少;杂合率是指杂合带的数量/η。这三个指标用于判断自交系的纯合度,筛选 纯合度高、有效位点数多的自交系进入杂交组配,以及计算入选自交系的遗传距离。
[0094] 4. 5结合表型距离和遗传距离建立入选双亲的杂交优势率指标:利用表型数据计 算表型遗传距离表示杂种双亲的表型差异,用DNA指纹数据计算分子标记遗传距离表示为 双亲的基因型差异,两者彼此不完全重叠,从不同角度描述了双亲的遗传差异。本发明用一 个中亲杂种优势率(MD)来概括双亲的遗传差异,记为表型遗传距离和SSR分子标记遗传距 离的线性方程。
[0095] 4. 5. 1表型遗传距离的计算:为了计算数量性状和质量性状的表型遗传距离,且 便于软件编程实现,结合本发明所述的数据标准化处理,采用如下计算方式:
[0097] 4. 5. 2分子标记遗传距离算法:遗传距离是衡量品种间若干性状综合遗传差异大 小的指标。育种目标所要求的性状不止一个,为了能够更全面地反映亲本品种间的遗传差 异,需要对多个性状综合考虑,从而引申出遗传距离的概念。按多元统计分析方法计算品种 间多个性状基因型值构成的多维空间的几何距离,就叫做品种间的遗传距离。
[0099] 4. 6正反交价值的计算:正反交价值主要考虑父母本特殊性状的配合程度,在这 些性状上,父母本不是越接近越好,而是要具有一定差异,才能为杂交制种或发挥杂种优势 起到更大的作用,这样的特殊性状如父母本株高-穗位差、吐丝-散粉间隔等。本发明中分 别计算正交价值和反交价值,并用两者之间的较大者,作为杂交组合的正反交价值。
[0100] 4. 7杂交组合价值(HV)是用来描述杂交组合开发价值的综合指标,本文中用中亲 杂种优势率(MD)、双亲综合价值的平均值(^ )以及正反交价值(SV)来表示杂交组合价 值。
[0101] 4. 8将标准化后的田间数据和DNA数据导入系统数据库,然后在本发明之"基于自 交系SSR与田间测试的玉米杂交组配系统设计与实现"中完成。
[0102] 下面以一个具体实例,说明本发明的工作过程,包括5. 1至5. 9 :
[0103] 5. 1、预设的自交系田间鉴定数据和DNA指纹数据为:2009年在浚县、公主岭、铁 岭、丹东、顺义、驻马店六个试点共计482份自交系田间鉴定材料,经过SSR分子标记DNA指 纹检测的自交系共计570份,两者重合的共计179份,玉米自交系田间鉴定标准数据格式如 表一,玉米DNA指纹标准数据格式如表二:
[0104] 表一玉米自交系田间鉴定标准数据格式
[0108] 5. 2添加实验组
[0109] 添加试验组将分别定义田间鉴定试验和DNA指纹检测试验的基本信息。田间鉴定 试验定义即在系统中定义试验组的年份、密度、小区情况等基本信息,系统为该试验确定一 个唯一 ID,这个ID用来与试验组数据的存储、试验组所选择的指标等表单进行关联