参与式育种在基因挖掘中的应用

参考文献

Gesesse C A, Nigir B, de Sousa K, et al. Genomics-driven breeding for local adaptation of durum wheat is enhanced by farmers’ traditional knowledge[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2023, 120(14): e2205774119.

试验设计

试验材料

一共是有两个试验群体：

• 埃塞俄比亚本地的小麦群体，一共是400个（其中372个本地品种，28个是育种过程中改良的品种），标记为DP（Diversity Pool）；
• 埃塞俄比亚NAM（Nested association mapping）群体（EtNAM）：利用上述400个本地品种中的50个加上一个意大利改良品种Bidi与改良的温带小麦品种Asassa构建NAM群体。也就是利用选择的51个品种与Asassa进行杂交，然后不断进行自交。这个研究利用单粒传法构建了自交8代后得到一个重组自交系（RIL）。这个重组近交系含有1200个Lines，属于12个families。

试验地点

一共是选择3个地点开展本研究的的试验。

测量指标

当地农民的参与式选择

当一半的小区都开花的时候，请试验地周围的对小麦种植很有经验的农民参与其中。将农民按照性别进行分组，每组5人。随机选择一个小区开始评估。评估时农民只需要回到对这个小区的整体感觉（overall appreciation， OA）。分值从1到5，分别代表最差和最好。这个过程中不关注具体的性状，比如株高，只需要问对整个小区的评价即可。每个农民的评价都单独记录。

数据处理

农艺性状和农民的评估值都转换为BLUP值（最佳无偏线性估计）。

研究结果

农民对品种的评价

首先是对EtNAM这些材料的OA值先转换为BLUP后再进行评估。三个地点中男性和女性农民的评分的分布基本是一致的，但是在Adet和Kulumsa这两个地点，男性农民的评分稍微高于女性农民的评分（下图A和B）。虽然在Kulumsa这个地点这个群体有这更高的产量（下图C），但是这些受邀参与评估的农民对Adet这个地点的评分更高。在这个基础上，研究人员筛选出OA排名前5%的品种，发现有26个材料不管是男性农民还是女性农民都很“喜欢”（下图D和E）。这26个材料主要来自于EtNAM的N51、N1和N8这三个family.

进一步的，研究者探究了农民的评价和其他所有测量指标之间的相关性。发现农民的OA评分始终与产量和产量相关的性状正相关。这表明农民们更喜欢早熟、高产、高大且粗壮的品种。而且在三个地点中，

农民评价在育种上的应用

在此基础上，研究者利用Plackett-Luce模型对农民的评分及选择模式进行分析和排名进一步确定那些因素是最重要的，将这些因素用于后续的EtNAM育种。