豐富的遺傳資源是應(yīng)對作物品質(zhì)改良和糧食安全挑戰(zhàn)的重要保障，如何利將這些保存的遺傳資源進(jìn)行有效利用是目前育種工作中需要解決的重要問題。近些年來，基因組預(yù)測作為一種“高性價(jià)比”的策略被逐漸運(yùn)用于評估和利用潛在的、有價(jià)值但探索不足的種質(zhì)資源，以此充分發(fā)揮遺傳資源的潛力。

根尖分生組織（SAM）是一個(gè)由多能干細(xì)胞組成的群體，它能在植物中產(chǎn)生所有的地上器官。盡管SAM很小，但其形態(tài)與成株植物的密切表型相關(guān)，如開花時(shí)間、葉數(shù)、莖寬和其他農(nóng)藝性狀等。因此，對作物SAM形態(tài)變異的特征進(jìn)行預(yù)測，可能有助于彌合未開發(fā)的遺傳資源與優(yōu)良品種之間的鴻溝。

2020年5月27日，國際著名植物學(xué)期刊Plant Biotechnology Journal在線發(fā)表了愛荷華州立大學(xué)Jianming Yu課題組題為”Genomic Prediction of Maize Micro‐Phenotypes Provides Insights for Optimizing Selection and Mining Diversity”的研究文章。文章報(bào)道了利用基因組預(yù)測方法對玉米根尖分生組織相關(guān)性狀進(jìn)行預(yù)測的研究內(nèi)容。

文章中，作者利用435713個(gè)全基因組單核苷酸多態(tài)性（SNPs），基于369個(gè)自交系的模型，預(yù)測了2687個(gè)不同玉米自交系的根尖分生組織形態(tài)特征。

通過對488個(gè)自交系的實(shí)證檢驗(yàn)結(jié)果表明，對8個(gè)與根尖分生組織相關(guān)的性狀的預(yù)測精度為0.37～0.57。

雖然計(jì)算機(jī)模擬已經(jīng)證明了可靠性對預(yù)測精度的影響，但在之前的研究者這并沒有通過大規(guī)模的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)得到明確的證明。在本研究中，作者設(shè)計(jì)了一個(gè)高U值（可靠性上限）的驗(yàn)證集和一個(gè)來自不同玉米群體的低U值的驗(yàn)證集，以評估根尖分生組織性狀的預(yù)測精度。

結(jié)果顯示，通過利用U值來量化驗(yàn)證集與訓(xùn)練集之間的基因組關(guān)系，可以顯著提高預(yù)測精度。這表明在尋找新的多樣性資源時(shí)，選擇表型候選應(yīng)當(dāng)基于預(yù)測值以及其可靠性。在這種情況下，可以考慮具有較少極端預(yù)測值和中等可靠性值的個(gè)體。文章的研究通過基因組預(yù)測將基因庫資源利用從宏觀表型擴(kuò)展到微觀表型空間。