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研究人员针对软枣猕猴桃育种难题，探究基因组预测，发现多种因素影响预测准确性，为育种提供依据。
软枣猕猴桃，这种小巧玲珑却营养丰富的水果，近年来在水果市场上崭露头角，备受消费者喜爱。随着人们对其需求的不断增加，如何培育出更优质、产量更高的软枣猕猴桃品种，成为了科研人员关注的焦点。在植物育种领域，基因组选择（Genomic Selection）技术的出现，为作物改良带来了新的希望。然而，在软枣猕猴桃的育种过程中，仍面临着诸多挑战。
软枣猕猴桃所属的猕猴桃属包含超过 50 个物种，其果实形态、生长习性等方面存在丰富的多样性。目前，仅有少数猕猴桃品种实现了商业化种植，软枣猕猴桃凭借其独特的口感和较强的抗寒性，展现出巨大的育种潜力。但由于软枣猕猴桃是雌雄异株植物，果实性状存在性别连锁现象，这使得在育种过程中，选择优良的雄性亲本变得困难重重。传统的育种方法依赖于表型观察和系谱记录，对于雄性植株，由于无法直接观察其果实性状，需要进行耗时费力的子代测试，成本高昂。此外，软枣猕猴桃存在多倍体现象，其复杂的基因组结构进一步增加了育种的难度。
为了解决这些问题，来自新西兰植物与食品研究所（The New Zealand Institute for Plant and Food Research Limited）等机构的研究人员 Daniel Mertten、Catherine M. McKenzie、Samantha Baldwin 等开展了一项关于软枣猕猴桃育种中基因组选择的研究。该研究聚焦于软枣猕猴桃（Actinidia arguta）和黑蕊猕猴桃（Actinidia melanandra）这两个近缘物种，探究基因组选择在软枣猕猴桃育种中的应用，相关研究成果发表在《Molecular Breeding》杂志上。
在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。首先是表型分析，对果实负载量、果实重量、干物质百分比和成熟可溶性固形物含量这四个数量性状进行了测定；其次是基因分型，通过高通量靶向多重扩增子测序平台 Flex-Seq? Ex-L 进行 SNP 筛选，对 DNA 进行测序和分析；最后使用线性混合模型（Linear Mixed Model），计算基因组估计育种值（Genomic Estimated Breeding Value，GEBV），评估遗传效应和预测育种值。
研究人员首先对植物群体和群体结构进行研究，以新西兰植物与食品研究所的软枣猕猴桃育种项目中的杂交幼苗群体为研究对象，该群体包含种内杂交（A. arguta × A. arguta）和种间杂交（A. arguta × A. melanandra）的后代。通过主成分分析（Principal Component Analysis，PCA）研究群体结构，发现种内杂交后代基因型相似性较高，种间杂交后代则能根据雄性亲本进行区分，且种间杂交后代与种内杂交后代存在遗传差异。
在对数量性状的分析中，研究人员发现这四个数量性状在种内和种间杂交的幼苗群体中均呈现连续分布，且具有低到中等的偏度，表明这些性状受多基因控制。Levene 检验结果显示，总体上种内和种间杂交群体的性状方差无显著差异，但在部分子集中，平均果实重量的方差存在显著差异。
研究人员利用线性混合模型，分析了年份、杂交类型以及它们的交互作用对数量性状的影响。Wald 卡方检验表明，年份对所有性状都有显著影响，杂交类型对平均果实重量、干物质和可溶性固形物含量有显著影响，年份与杂交类型的交互作用仅对平均果实重量有显著影响。同时，研究发现包含年份效应作为固定因子可提高模型预测能力，而包含杂交类型则会降低预测能力，表明原模型可能存在过参数化问题。通过模型计算得到的遗传参数显示，考虑年份效应的全模型下，四个性状的狭义遗传力（hNS2）为中等至较高水平。
研究人员还探究了群体结构和样本大小对基因组估计育种值准确性的影响。以三个雄性亲本为例，发现总体群体中育种值准确性最高，限制分析为种内杂交时，软枣猕猴桃雄性亲本的育种值准确性较高，而黑蕊猕猴桃 01 的准确性显著下降；当仅考虑种间杂交时，软枣猕猴桃雄性亲本的准确性下降，黑蕊猕猴桃 01 的准确性进一步降低。减少群体大小对育种值准确性影响较小，但当仅包含每个雄性亲本的雌性后代时，准确性会进一步下降，且软枣猕猴桃雄性亲本的准确性始终高于黑蕊猕猴桃 01。
在模型预测准确性方面，通过留一法交叉验证（leave-one-out cross-validation，LOO-CV）评估模型，发现总体上所有性状的预测能力为中等。种内杂交的预测能力为低到中等，且具有统计学意义；种间杂交的预测能力普遍较低，仅成熟可溶性固形物含量具有统计学意义。对种内杂交（AA × AA）和种间杂交（AA × ME）亚群体的进一步分析表明，种内杂交亚群体的预测能力最高，种间杂交亚群体的预测能力较低且不显著。
综合来看，该研究通过对软枣猕猴桃种内和种间杂交群体的研究，深入分析了基因组选择在软枣猕猴桃育种中的应用。研究结果表明，多种因素会影响基因组预测的准确性，包括群体结构、样本大小等。这为软枣猕猴桃的育种提供了重要的理论依据，有助于育种者更有效地选择优良亲本，提高育种效率，加快培育出更优质的软枣猕猴桃品种。同时，研究也指出了目前研究中存在的基因型数量不平衡等问题，为后续研究指明了方向。相信随着研究的不断深入，基因组选择技术将在软枣猕猴桃育种中发挥更大的作用，为软枣猕猴桃产业的发展注入新的活力。
