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背景介绍

全基因组关联分析(Genome-Wide Association Study, GWAS)是一种在群体水平上解析遗传变异与表型性状关联关系的方法学。通过高通量测序技术获取高密度的单核苷酸多态性(SNP)标记,构建全基因组遗传变异图谱,并结合统计学方法筛选与目标性状显著关联的位点,进而利用连锁不平衡(LD)信息挖掘潜在的因果基因。相较于传统的连锁作图,GWAS具有分辨率高、研究周期短、无需构建专门作图群体等优势,已成为复杂性状遗传基础解析和功能基因挖掘的核心手段。

近年来,随着测序成本的持续下降和统计模型的不断优化,GWAS已在农业动植物重要经济性状的主效基因鉴定中得到广泛应用,为分子标记辅助选择(MAS)和基因组选择(GS)提供了重要的理论依据和技术支撑。


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应用场景介绍

全基因组关联分析(GWAS)是解析农作物复杂性状遗传基础、挖掘功能基因的核心技术,中玉金标记依托自身高通量NGS测序平台、标准化实验流程及丰富的育种服务经验,将GWAS技术深度融入农作物遗传改良与科研实践,聚焦玉米、小麦、水稻、大豆等主要作物,提供从样本处理、测序分型到关联分析、基因挖掘的全流程支撑,核心应用场景如下表所示:

序号应用场景核心内容
1 重要农艺性状关键基因挖掘针对作物产量、品质、抗逆等核心性状,通过GWAS精准定位关联位点、挖掘功能候选基因,结合育种芯片优势,为分子育种提供核心靶点。
2种质资源遗传多样性与性状关联解析种质资源遗传多样性与遗传分化,挖掘优异性状相关变异,实现种质资源精准评价,为核心种质筛选、亲本选配提供依据。
3分子标记开发与MAS适配 基于GWAS关联位点开发稳定分子标记,结合KASP验证,对接MAS流程,快速筛选优异材料,缩短育种周期3-5倍。
4育种亲本选配与优势组合预测 结合GWAS数据与AI模型,指导亲本选配,预测杂交组合优势,推动育种向“数据驱动”转型,降低田间测试成本。
5遗传机制解析与成果转化提供GWAS个性化分析,助力解析复杂性状遗传机制,支撑论文发表与成果转化,提供标准化报告及候选基因列表。
6  多作物多场景灵活应用适配玉米、小麦等多作物,兼顾有参/无参、大/小群体,依托WGS、GBS/RAD技术,提供专业1对1对接服务。            
技术优势
  • 平台支撑优势
    拥有 NGS 测序、基因芯片、KASP 分型等多技术平台,覆盖全基因组扫描、高通量分型及靶向验证。各平台数据兼容,可无缝对接 GWAS 分析,数据质量稳定、重复性好。
  • 技术精准优势
    依托高通量基因分型(测序/芯片)与KASP靶向验证的协同机制,显著提升GWAS关联位点定位的准确性,降低假阳性率,保证分子标记从发现到验证全程可信。
  • 场景适配优势
    灵活适配动植物多种物种,兼容大、小群体规模,可根据项目特点匹配合适的技术路径。
  • 服务保障优势
    提供从样本处理、检测分析到报告交付的全流程服务,专业团队1对1对接,配套标准化报告,助力成果转化。
  • 育种转化优势
    GWAS挖掘的关联位点及分子标记,可直接对接MAS、全基因组选择等育种流程,助力缩短育种周期、降低田间测试成本,推动育种模式升级。
  • 数据分析优势
    拥有专业生物信息分析团队,优化GWAS分析算法,提升QTL检测效率与遗传力解释率,精准挖掘高价值候选基因。
技术流程


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服务流程
标记检测
使用基因芯片、重测序技术对 SNP、InDel 标记进行全基因组精准检测,获取高精度基因型原始数据
标记质控
采用官方软件 + Plink 软件双重质控,过滤缺失率高、多态性低的位点,保障标记数据准确可靠
群体分层(结构)分析
基于合格标记开展主成分分析、亲缘关系分析、群体结构、系统发育树、LD 衰减分析,校正群体分层带来的假阳性干扰
表型数据处理与统计
对目标性状表型数据进行整理、异常值剔除、描述性统计及正态性检验,优化表型数据集用于关联分析
全基因组关联分析
基于线性混合模型开展标记‑性状关联检验,筛选显著关联位点,锁定候选基因并完成 GO、KEGG 功能富集解析
相关案例
常见问题(FAQ)
1.什么是GWAS分析?主要解决什么问题?

答:GWAS即全基因组关联分析,是通过全基因组遗传标记与表型数据的统计学分析,挖掘与目标性状显著关联的遗传位点及候选基因的技术,核心解决复杂性状遗传解析、基因挖掘、分子标记开发等问题,为科研与育种提供精准支撑。

2.GWAS分析需要多少个样品?

答:单个群体建议≥50个,推荐≥100个,群体规模越大,关联分析准确性越高;多群体分析建议每个群体≥50个;珍稀物种可协商减少,但不建议少于30个。

3.GWAS分析对表型数据有什么要求?

答:表型数据需完整、真实,建议≥3次生物学重复,避免异常值、缺失值过多;性状测定需标准化,减少人为误差与环境干扰,确保表型数据的可靠性,这是关联分析准确的关键。

4.没有参考基因组可以做GWAS分析吗?

答:不建议直接做。参考基因组用于标记定位、位点注释及候选基因筛选,无参考基因组会导致关联结果无法有效解读;若物种无参考基因组,可先构建基因组草图,再开展GWAS分析。

5.GWAS分析可用于哪些性状?

答:可用于各类作物的复杂数量性状(如产量、品质、抗逆性、生育期等)及质量性状,广泛适配大田作物、果树、蔬菜等物种的性状解析需求。

6.分析结果可以直接用于论文发表吗?

答:可以。 我们交付的分析报告包含完整的实验流程记录、原始数据质控统计、可编辑图表及分析结论,方法学描述符合学术规范,数据可重复、可追溯。目前相关结果已应用于国内外期刊的论文发表。

7.项目周期可以缩短吗?

答:标准周期约35个工作日,若群体规模小(50-100个)、标记数量适中、分析需求简单,可与技术团队沟通,在保证分析质量的前提下适当缩短周期,最快可缩短至25个工作日。