飞轮基因组学：植物育种中性状发现与遗传增益的同步实现

基因组定位已产生了大量关于农艺性状基础数量性状位点的目录，然而，将这些发现转化为育种增益仍然效率不高。本文提出“飞轮基因组学”（Flywheel Genomics）这一框架，将性状发现直接整合到快速循环的育种群体之中。基于一个面向小农户的高粱育种项目的实证数据，我们表明，反复群体间交配与选择能够在降低株高和成熟期混杂影响的同时，维持遗传多样性、有效群体大小和重组水平。在该群体中，我们解析了控制简单适应性性状和复杂环境响应性状的位点，并构建了用于定位的大型分离群体以及用于位点验证的近等基因系。我们进一步表明，该方法同样适用于一个公共小麦育种项目，其中已知农艺位点能够被便捷地检测到。模拟结果显示，与传统纯系培育相比，快速循环能够更好地保持飞轮基因组学所需的群体遗传学特性。通过将发现与改良相结合，飞轮基因组学将育种项目重新定义为兼具作物改良与遗传学洞见产出的引擎。

基因组定位已产出大量控制农艺性状的数量性状位点目录，然而，将这些发现转化为育种增益仍然效率不高。在此，我们提出“飞轮基因组学”（Flywheel Genomics）这一框架，将性状发现直接整合到快速循环育种群体之中。基于一个面向小农户的高粱育种项目的实证数据，我们证明，反复群体间交配与选择能够在降低株高和成熟期混杂效应的同时，维持遗传多样性、有效群体大小和重组水平。在该群体中，我们解析了控制简单适应性性状和复杂环境响应性状的位点，并构建了用于定位的大型分离群体以及用于位点验证的近等基因系。我们进一步证明了该方法在一个公共小麦育种项目中的适用性，在该项目中，已知农艺位点能够被轻易检测到。模拟结果表明，与传统纯系发育相比，快速循环能够更好地保持飞轮基因组学所需的群体遗传学特性。通过将发现与改良相整合，飞轮基因组学将育种项目重新定义为兼具作物改良与遗传学洞见产出的双重引擎。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.03.742257v1?rss=1

🏷️ 植物育种 基因组学 数量性状位点 遗传增益 高粱 小麦