四倍体马铃薯育种中非加性遗传效应的基因组解析及其育种策略优化

为解决马铃薯产量潜力未充分释放的难题，来自国际团队的研究人员通过构建整合加性/非加性效应的混合线性模型（M2wE/M3wE），系统评估了1008个克隆株系的块茎产量（TTY）和比重（SG）。研究发现TTY主要受非加性基因效应调控，而SG以加性效应为主，该框架为早期亲本-无性系同步选择提供了精准遗传解析工具。

　　

尽管全球马铃薯产量持续增长60年，其实际产能仍远未达到理论潜力。突破这一瓶颈的关键在于建立高效的遗传解析体系，将基因型效应拆解为加性效应和非加性效应（如显性、上位性），从而在育种早期精准筛选亲本和无性系。这项研究创新性地将加性×加性上位效应（additive?×?additive epistasis）整合到混合线性模型中，通过43个全同胞家系的1008个克隆株系在7次试验中的表现，系统评估了块茎总产量（Total Tuber Yield, TTY）和比重（Specific Gravity, SG）的遗传架构。

研究团队对比了五种模型：基础模型（M1）、含/不含上位效应的加性模型（M2_pE/M2_wE）、含/不含上位效应的非加性模型（M3_pE/M3_wE）。有趣的是，TTY的最佳拟合模型是纳入非加性效应的M3_wE，而SG则由纯加性模型M2_wE最优解释——这意味着块茎产量受复杂基因互作（如显性效应）主导，而淀粉密度等SG性状更符合经典加性遗传模式。该框架不仅能零成本估算育种值（Breeding Value）和总基因型值，更如同"遗传解码器"般揭示了复杂性状的遗传规律，为马铃薯分子设计育种提供了双重选择策略。