3月18日，北京市農(nóng)林科學(xué)院玉米研究中心分子檢測團(tuán)隊(duì)在國際知名植物學(xué)期刊Frontiers in Plant Science在線發(fā)表題為“Variety Discrimination Power: An Appraisal Index for Loci Combination Screening Applied to Plant Variety Discrimination”的研究論文，提出了品種識(shí)別率的概念并定義其三種統(tǒng)計(jì)方法，作為植物品種鑒定分子標(biāo)記位點(diǎn)組合篩選的評(píng)價(jià)指標(biāo)。
分子標(biāo)記技術(shù)是分子育種和分子檢測等應(yīng)用領(lǐng)域的主流鑒定方法，為了降低該技術(shù)的試驗(yàn)成本、提高數(shù)據(jù)分析效率，分子標(biāo)記組合的篩選評(píng)估已成為數(shù)據(jù)分析的關(guān)鍵步驟。本研究結(jié)合植物品種分子鑒定需求和標(biāo)記組合篩選特點(diǎn)，提出了位點(diǎn)組合評(píng)價(jià)指標(biāo)——品種識(shí)別率（VDP）的概念及其三種統(tǒng)計(jì)方法：概率型品種識(shí)別率（P-VDP）、比對(duì)型品種識(shí)別率（C-VDP）、絕對(duì)型品種識(shí)別率（R-VDP），并用漸變品種差異模擬數(shù)據(jù)和真實(shí)SSR、SNP數(shù)據(jù)測試不同方法對(duì)品種差異靈敏度，分析品種閾值設(shè)定對(duì)不同方法的影響，驗(yàn)證不同方法對(duì)數(shù)據(jù)缺失的敏感度。
本研究結(jié)果表明，在識(shí)別模擬數(shù)據(jù)品種差異方面，對(duì)于向一個(gè)品種趨同的樣本總體，品種識(shí)別率有靈敏度而累積個(gè)體識(shí)別率（TDP）只在部分樣本總體有效；對(duì)于向多個(gè)品種趨同的樣本總體，R-VDP靈敏度最高，P-VDP和C-VDP靈敏度相同且次之，TDP沒有靈敏度（圖1）；在識(shí)別真實(shí)數(shù)據(jù)品種差異時(shí)， R-VDP對(duì)高粱、小麥、玉米、水稻數(shù)據(jù)開始出現(xiàn)下降趨勢的位點(diǎn)數(shù)量分別為20、7、100、100，P-GDP和C-GDP的統(tǒng)計(jì)值完全一致，同樣對(duì)上述四個(gè)物種數(shù)據(jù)開始出現(xiàn)下降趨勢的位點(diǎn)數(shù)量分別為6、4、9、19，TDP的則為6、4、4、11（圖2）；在品種閾值設(shè)定方面，不同位點(diǎn)數(shù)構(gòu)成的位點(diǎn)組合的R-VDP值對(duì)閾值調(diào)整的響應(yīng)均衡，C-VDP對(duì)閾值調(diào)整的響應(yīng)則不均勻，響應(yīng)程度隨位點(diǎn)組合的位點(diǎn)數(shù)減少而增加；在數(shù)據(jù)缺失影響方法，數(shù)據(jù)缺失對(duì)位點(diǎn)組合評(píng)價(jià)方法均會(huì)造成欠估計(jì)的影響，系統(tǒng)誤差從小到大依次為TDP、C-VDP、R-VDP。
圖1、位點(diǎn)組合四種評(píng)價(jià)方法對(duì)品種差異漸變模擬數(shù)據(jù)的靈敏度
圖2、位點(diǎn)組合四種評(píng)價(jià)方法對(duì)位點(diǎn)數(shù)量漸變真實(shí)數(shù)據(jù)的靈敏度
在植物品種鑒定領(lǐng)域，品種識(shí)別率比累積個(gè)體識(shí)別率更適合作為位點(diǎn)組合的評(píng)價(jià)指標(biāo)；在數(shù)據(jù)缺失可控且對(duì)品種差異靈敏度高要求的前提下，品種識(shí)別率可采用R-VDP方法；在數(shù)據(jù)缺失不可控且對(duì)品種差異靈敏度低要求的前提下，品種識(shí)別率可采用C-VDP方法；在對(duì)品種識(shí)別率的概念做理論推導(dǎo)時(shí)，品種識(shí)別率可采用P-VDP方法。為了進(jìn)一步推進(jìn)位點(diǎn)組合評(píng)估方法的應(yīng)用，我們開發(fā)了一個(gè)簡便、通用、兼容多種標(biāo)記類型的分析工具“VDPtools”（圖3），用于計(jì)算指定位點(diǎn)組合的TDP、P-GDP、C-VDP和R-VDP，該工具可在Windows運(yùn)行環(huán)境下使用。
VDPtools的下載鏈接為：https://github.com/caurwx1/VDPtools。
圖3、VDPtools工具主界面
楊揚(yáng)博士、田紅麗博士為論文第一作者，趙久然研究員和王鳳格研究員為通訊作者。相關(guān)工作得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、北京學(xué)者計(jì)劃的支持。
原文鏈接：https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2021.566796/full
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