基因组预测可实现美国东部冬大麦同季节低糖苷腈含量选择

大麦中的糖苷腈（glycosidic nitriles, GN）是在蒸馏过程中形成致癌物的前体，因此，降低GN含量是制麦和蒸馏行业育种中的关键目标。GN的测定耗时较长。谷物必须首先制成麦芽后才能对GN进行定量，而且在冬大麦育种计划中，这一过程通常无法在必须作出选择决定之前完成。在本研究中，我们评估了在弗吉尼亚理工大学优良冬大麦种质中，对GN含量进行同季基因组选择的可行性。 2023年，对176个优良育种系进行GN存在与否筛查，结果表明这些材料均为GN产生型。随后，对其中95个品系进行GN浓度定量测定，以确定该性状的遗传变异。首先，采用分化选择方法，对其余81个预测品系评估针对GN的基因组选择效果。从预测品系中选择GN含量预测值最高的16个和最低的16个进行GN定量。结果发现，预测高组与预测低组的表型均值之间存在显著差异（0.8 ppm；P = 0.003）。次年，又对额外120个品系进行了定量测定，以评估重复性。GN表现出中等狭义遗传力（h2 = 0.42），且跨年度具有较高的遗传相关性（r = 0.79）。交叉验证显示其中等预测能力（范围为0.38–0.61），并且使用2023年数据预测2024年的前向预测相关性为r = 0.39。全基因组扫描未鉴定出任何主效位点，表明GN含量属于多基因控制性状，因此可以在该种质中实施同季基因组选择以降低GN含量。

大麦中的糖苷腈（glycosidic nitriles, GN）是在蒸馏过程中形成致癌物的前体，因此，降低GN含量是制麦和蒸馏行业育种中的关键目标。GN的测定耗时较长。谷粒必须先经过制麦处理后才能对GN进行定量，而且在冬性大麦育种项目中，这一过程通常无法在必须作出选择之前完成。在本研究中，我们评估了在弗吉尼亚理工大学优良冬性大麦种质中，于同一生长季利用基因组选择降低GN含量的可行性。

2023年，对176个筛查GN存在情况的优良育种系进行检测后发现，所有材料均为GN产生者。随后，对其中95个品系进行了GN浓度定量测定，以确定该性状的遗传变异。研究首先采用分化选择方法，在其余81个预测品系中评估基因组选择对GN的效果。从预测品系中选取GN预测值最高的16个和最低的16个进行GN定量测定。结果表明，预测高组与预测低组的表型均值之间存在显著差异（0.8 ppm；P = 0.003）。次年又对另外120个品系进行了定量测定，以确定该性状的可重复性。GN表现出中等程度的狭义遗传力（h2 = 0.42），且跨年份具有较高的遗传相关性（r = 0.79）。交叉验证显示其预测能力为中等水平（范围0.38–0.61），并且利用2023年的数据预测2024年的前向预测结果也表现为中等水平（r = 0.39）。全基因组扫描未鉴定出任何主效位点，表明GN含量属于多基因控制性状，因此可以在该种质中通过同季基因组选择来降低GN含量。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.03.729884v1?rss=1

🏷️ 冬大麦 基因组选择 糖苷腈含量 育种 遗传力 多基因性状