林木分子育种研究的基因组学信息资源述评

分子育种是指利用与性状相关的DNA标记进行选育，也称标记辅助选择或标记辅助育种，广义上还包括基因工程育种和基因组学辅助育种。林木分子育种为早期选择和加速育种提供了极具潜力的高效手段。笔者对林木分子育种研究的基因组学信息资源进行了进展综述和前景展望。近30年来，林木分子标记技术从早期的低通量方法发展到目前基于微阵列芯片和新一代测序的高通量技术，如测序分型、转录组测序、重测序、扩增子测序和外显子组测序等，并广泛用于连锁作图、关联分析和基因组选择等林木性状相关的DNA变异检测研究。随着2006年毛果杨基因组序列的发表，已有50余个树种完成了基因组测序。基于连锁作图和关联研究检测了林木10余个属生长、材性和抗逆及非木质产品品质等性状相关的大量基因组位点，主要趋势表现为：① 表型广泛，涵盖经济性状、生理指标和代谢成分等；②标记数量成千上万甚至上百万，覆盖全基因组；③转录组和降解组等多组学的分子变异开始应用；④ 利用大群体以提高位点检测的精度；⑤ 重视环境的影响，大田试验设置多个地点，解析QTL与环境、年份的互作效应；⑥ 结合参考基因组序列和/或转录组差异表达基因进一步挖掘性状相关的候选基因，建立了桉属、松属和云杉属等主要造林树种的基因组选择模型。此外，积累了泛基因组、相关软件和算法、功能基因、基因组编辑技术及网站和数据库等其他信息资源。林木分子育种面临的挑战主要包括：① 如何获得稳定性好的性状相关基因组位点和基因组选择（GS）模型；② 缺乏自动化、无损和高通量的表型测定技术；③对大基因组的针叶树和一些多倍体树种，仍难获得高质量的基因组序列；④ 标记辅助选择增加了常规育种之外的费用，且存在不确定性；⑤多数树种的加速育种仍较困难。后基因组时代的林木分子育种将有效结合到常规育种程序中，显著促进遗传增益的提高。

A review on genomics information resources available for molecular breeding studies in forest trees