大牛如何煉成?記上海師大黃學輝教授

生物信息与育种發表於2024-07-28

黃學輝教授師從韓斌院士,韓是國內數量遺傳學應用作物育種研究的先驅者,黃是實踐者,名師出高徒的典範。

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來源:https://pms.shnu.edu.cn/36/64/c26333a734820/page.htm

課題組網站http://www.xhhuanglab.cn/index.html

讓我們來回顧下黃老師的經典作品,看看大牛是如何煉成的。

滑窗法構建遺傳圖譜(2009 GR)

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Bin遺傳圖譜構建的方法,至今在作物界仍被廣泛使用。

水稻首個單體型圖譜及大規模GWAS(2010 NG)

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應該是水稻第一次大規模測序,雖然是低覆蓋率的測序,構建出一張高密度的水稻基因組單倍體型圖譜。結合混合模型,對517個水稻地方品種的14個農藝性狀進行了全基因組關聯分析。

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14年前青澀的黃老師(來自官網)

全球範圍水稻GWAS (2011 NG)

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擴充套件到全球 950個更大、更多樣化的水稻和水稻亞種進行GWAS,共鑑定了32個與開花時間相關的新位點和10個穀物相關性狀,表明較大的樣本增加了使用GWAS檢測性狀相關變異的能力。為了表徵各種等位基因和複雜的遺傳變異,開發了一個分析框架,用於基於單倍型的水稻低覆蓋率測序資料的從頭組裝。透過詳細註釋確定了 18 個相關位點的候選基因。

水稻變異圖譜構建 (2012 Nature)

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從地理分佈廣泛的446份野生稻和1083份栽培的秈稻和粳稻品種中構建了水稻基因組變異的全面圖譜,鑑定了馴化過程中發生的55個選擇性清除。對馴化清除和全基因組模式的深入分析揭示了粳稻首先在中國南部珠江中游地區的特定野生稻群體中被馴化,隨後秈稻是從粳稻與當地野生稻的雜交中發展而來,隨著初始栽培品種傳播到東南亞和南亞。透過高解析度遺傳作圖分析了與馴化相關的特徵。這項研究為水稻育種提供了重要資源,併為作物馴化研究提供了有效的基因組學方法。

雜交水稻及其近交親本測序與雜種優勢解析 (2015 NC)

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開發了一種綜合基因組方法,為1495個優質雜交水稻品種及其自交親本系構建了基因組圖譜。研究了38個農藝性狀,並鑑定了130個相關位點。對雜合基因型效應的深入分析揭示了在雜交種中只有少數位點具有強的超顯性效應,但產量與優勢等位基因數量之間存在強相關性。儘管大多數自交親本系只有少數優勢等位基因,但高產雜交品種則有多個。得出結論,積累大量具有正顯性的罕見優勢等位基因是雜種現象的重要貢獻者。

水稻雜種優勢位點大規模挖掘與遺傳機制解析 (2016 Nature)

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透過大量的雜交稻品種材料的收集以及對多套代表性雜交稻遺傳群體(來自17個代表性雜交水稻雜交的10,074個F2系)進行基因組分析和田間產量性狀考察,綜合利用基因組學、數量遺傳學及計算生物學領域的最新技術手段,全面、系統地鑑定出了控制水稻雜種優勢的主要遺傳(數量性狀或基因)位點,詳細剖析了三系法、兩系法和亞種間雜種優勢的遺傳機制。

首個水稻泛基因組 (2018 NG)

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透過66個不同種質的高深度測序(二代de novo),構建了首個栽培水稻和普通野生稻的泛基因組資料集,確定了水稻基因組中的2300萬個序列變異及PAV。同期,水稻3KRG也利用二代構建了泛基因組。

開發QTL定位新方法GradedPool-Seq (2019 NC)

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開發了一種QTL作圖方法,GradedPool-Seq(GPS),結合了高通量測序和批次分離分析(BSA)。GPS方法透過將兩個特定性狀差異顯著的親本創制的F2群體分成若干個性狀表現各不相同的組,並對其產生的混池全基因組測序資料進行BSA分析,並最終定位QTL位置。

開發構建高密度基因型圖譜的新方法OutcrossSeq (2021 MP)

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針對異交植物的三類實驗群體,開發了一套構建高密度基因型圖譜的新方法:OutcrossSeq,有望提高異交植物(包括多倍體)中基因分型、定位和遺傳育種的效率。

開發水稻分子育種導航系統 (2021 NG)

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該研究構建了迄今為止最完善的水稻數量性狀基因關鍵變異(causative variation)圖譜,開發了一款智慧化的水稻育種導航程式,為水稻遺傳研究提供了全面的數量性狀基因資訊,建立了水稻分子設計育種新方法,有望為水稻新品種的快速培育提供技術支援。

建立水稻性狀遺傳解析新體系“混血雜交”群體 (2024 Science)

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建立了一個由18,421(18K)份水稻組成的永久性群體,有效降低群體結構。對親本進行參考級別的基因組組裝,並透過全基因組測序對所有18K水稻進行了基因分型。透過高解析度定位,鑑定了96個高質量候選基因,對16個性狀的變異有貢獻,包括OsMADS22和OsFTL1,分別被驗證為影響穗數和開花期的因果基因。同時鑑定了上位性QTL對,並構建了一個由19個基因作為中心節點的遺傳相互作用網路。總體而言,我們表徵了170對遮蔽性上位性對,這是影響不同品種遺傳背景效應的重要因素。這項工作為指導水稻產量和質量的提高提供了基礎。

  • 解讀見:Science | 上海師範大學黃學輝團隊解析18K份水稻16個性狀的遺傳特徵

  • 故事見:上海師大,Science+1! 黃學輝團隊建立水稻遺傳解析新體系

  • 評述見:李仕貴等:水稻“混血雜交”群體揭示遺傳互作奧秘

以上只是一些經典作品,還有很多就不一一列出了。如果算上綜述,黃老師已經集合了CNS大滿貫,估計評上院士也是遲早的事情(同樣的大牛還有嚴建兵老師、高彩霞老師等等)。可能有人認為這其中很多都是套路文章,殊不知,世上本無套路,模仿的人多了自然就成了套路,牛人就是開創“套路”的。

附黃老師代表作及Google Scholar引用:

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