Modern Plant Breeding: Genomic Selection and Marker-Assisted Selection

Podcast

Play an AI-generated podcast conversation about this lesson

Questions and Answers

-match the following terms with their descriptions:

Marker-Assisted Selection = Метод, який використовує молекулярні маркери для непрямого відбору заpecificних ознак Genomic Selection = Метод, який використовує увесь геном для відбору особин з бажаними ознаками High-Throughput DNA Sequencing = Технологія, яка дозволяє швидко секвенувати увесь геном Artificial Intelligence in Breeding = Метод, який використовує алгоритми машинного навчання для аналізу геномних даних

Match the following technologies with their applications in plant breeding:

DNA sequencing = Визначення генетичних маркерів, асоційованих з конкретними ознаками Marker-Assisted Selection = Відбір рослин з бажаними ознаками на основі генетичних маркерів Artificial Intelligence = Аналіз геномних даних для передбачення продуктивності рослин Genomic Selection = Відбір рослин на основі увесь геном, а не лише генетичних маркерів

Match the following advantages with the corresponding breeding methods:

Фaster and more cost-effective = Геномний відбір More accurate predictions = Машинне навчання в селекції Identification of genetic markers associated with specific traits = Маркер-асистований відбір Ability to analyze vast amounts of genomic data = Високопродуктивне секвенування ДНК

Match the following limitations with the corresponding breeding methods:

Less effective for complex quantitative traits = Маркер-асистований відбір Requires a large amount of genomic data = Геномний відбір Limited to traits controlled by a limited number of QTLs = Маркер-асистований відбір Dependent on the quality of genomic data = Машинне навчання в селекції Signup and view all the answers

Match the following terms with the corresponding benefits in plant breeding:

High-Throughput DNA Sequencing = Зниження часу і витрат на маркер-асистований відбір Genomic Selection = Збільшення точності відбору з бажаними ознаками Artificial Intelligence = Збільшення швидкості і точності відбору Marker-Assisted Selection = Застосування для якісних ознак, контрольованих кількома QTLs Signup and view all the answers

Матчіть наступні терміни з їхніми описами:

Геномна селекція = Метод, що використовує великий набір генетичних маркерів для оцінки генетичної вартості індивідуума Маркер-асистована селекція = Метод, що використовує генетичні маркери для відбору окремих генотипів Фенотипічний відбір = Метод, що базується на спостереженні та оцінці фенотипічних ознак Генетична оцінка = Метод, що передбачає оцінку генетичної вартості на основі вимірювань та інформації від індивідуума та його родичів Signup and view all the answers

Матчіть наступні терміни з їхніми функціями:

Генетичні маркери = Використовуються для відбору окремих генотипів на основі їх генетичної схожості з материнськими формами Одиниичні нуклеотидні поліморфізми = Використовуються для виявлення асоціацій між генетичними маркерами та бажаними ознаками Маркер-асистована селекція = Використовується для покращення результатів селекції шляхом використання генетичних маркерів Геномна селекція = Використовує великий набір генетичних маркерів для оцінки генетичної вартості індивідуума Signup and view all the answers

Матчіть наступні терміни з їхніми авторами:

Геномна селекція = Меувіссен та ін. (2001) Маркер-асистована селекція = Фішер (1935) Фенотипічний відбір = Нільсен (2001) Генетична оцінка = Фальконер (1989) Signup and view all the answers

Матчіть наступні терміни з їхніми перевагами:

Геномна селекція = Висока точність передбачення складних ознак Маркер-асистована селекція = Швидкість селекції через ідентифікацію генетичних маркерів Фенотипічний відбір = Висока точність селекції через спостереження фенотипічних ознак Генетична оцінка = Висока точність оцінки генетичної вартості черезใชвання великого набору генетичних маркерів Signup and view all the answers

Матчіть наступні терміни з їхніми застосуваннями:

Геномна селекція = Розробка нових сортів рослин та селекція тварин Маркер-асистована селекція = Селекція тварин на основі генетичних маркерів Фенотипічний відбір = Традиційна селекція на основі спостереження фенотипічних ознак Генетична оцінка = Оцінка генетичної вартості в селекційному процесі Signup and view all the answers

Study Notes

A Modern Approach to Plant Breeding: Genomic Selection and Marker-Assisted Selection

Plant breeding has been a critical component of agricultural productivity and food security for decades, with traditional breeding methods relying on phenotypic selection (PS) and marker-assisted breeding (MAB) approaches. However, the emergence of genomic selection (GS) and marker-assisted selection (MAS) has revolutionized the field, providing new opportunities for crop improvement.

Genomic Selection and Genetic Markers

Genomic selection is a modern breeding approach that utilizes a large set of genetic markers distributed across the whole genome to estimate the genetic worth of an individual. Developed by Meuwissen et al. (2001), GS has become increasingly popular in both animals and plants due to its ability to predict complex traits with high accuracy. GS builds on the practice of genetic evaluation by estimating a breeding value, a prediction of an animal or plant's trait values, based on measurements and information from the individual and its relatives.

Genetic markers, such as single nucleotide polymorphisms (SNPs), are critical components of genomic selection. They provide a snapshot of the genetic makeup of a plant or animal, allowing researchers to identify the genetic variants associated with desired traits. The use of genomic selection enables a more accurate prediction of breeding values, which in turn allows for more effective selection of individuals for breeding programs.

DNA Sequencing and Genomic Selection

The advancement of high-throughput DNA sequencing (HTS) technology has played a crucial role in the widespread adoption of genomic selection. HTS has made it possible to sequence the entire genome of a plant or animal, providing a wealth of genetic information that can be used to identify the genetic markers associated with specific traits. This has significantly reduced the cost and time associated with marker discovery, making genomic selection a more feasible and cost-effective approach for both model and non-model crop species.

Marker-Assisted Selection

Marker-assisted selection is an earlier form of molecular-based breeding that involves the use of molecular markers to indirectly select for specific traits. MAS is particularly useful for traits that are controlled by a limited number of quantitative trait loci (QTLs) with major effects, but it can be less effective for complex quantitative traits with many minor QTLs.

Artificial Intelligence in Breeding

The integration of artificial intelligence (AI) and machine learning (ML) algorithms into breeding programs has further enhanced the accuracy and efficiency of genomic selection and marker-assisted selection. AI and ML models can analyze vast amounts of genomic data and phenotypic information to identify the genetic markers most strongly associated with specific traits. These models can then be used to predict the performance of individual plants, enabling breeders to make more informed decisions about which plants to include in their breeding programs.

In conclusion, modern plant breeding has transitioned from traditional phenotypic selection to more advanced molecular-based breeding methods, such as genomic selection and marker-assisted selection. The integration of high-throughput DNA sequencing, genomic selection, marker-assisted selection, and artificial intelligence has allowed for more accurate and efficient breeding programs, ultimately leading to the development of higher-yielding, disease-resistant, and more sustainable crop varieties.

Studying That Suits You

Use AI to generate personalized quizzes and flashcards to suit your learning preferences.

Description

Discover the latest advancements in plant breeding, including genomic selection and marker-assisted selection, and how they are revolutionizing the field of agriculture. Learn about the role of genetic markers, DNA sequencing, and artificial intelligence in modern breeding programs.