Современные технологии в селекции растений
Трехуровневая программа повышения квалификации для специалистов, работающих в селекционных проектах и отвечающих за составление и реализацию селекционных программ.
Формат
Программа состоит из трех последовательных модулей: начального, базового и продвинутого. Продолжительность каждого модуля 2 недели
Место проведения
Капмус Сколтеха.
Москва, территория Инновационного центра Сколоково, ул. Большой бульвар, д.30 стр.1
Стоимость
Обучение по программе бесплатное для участников, прошедших отбор. Участник самостоятельно оплачивает дорогу и проживание
Требования к участникам
Наличие диплома не ниже уровня бакалавриата по специальностям селекция / генетика растений / биотехнология.
Сегодня понятие «селекция растений» расширяется от простого «применения генетических принципов и методов к созданию сортов и гибридов» к включению деятельности в области анализа данных, молекулярной биологии, геномики для управления количественными признаками и популяциями, бизнес и маркетинговыми стратегиями и защитой интеллектуальной собственности. Программа повышения квалификации "Современные технологии в селекции растений" предлагает новый подход к дополнительному образованию, необходимый для удовлетворения растущей потребности отрасли в специалистах и новых селекционных проектах. Все лекции и практические занятия носят прикладной характер, а полученные знания и навыки могут быть использованы в текущей работе слушателей.

Кому подойдет программа
Селекционерам частных компаний
Сотрудникам государственных научно-исследовательских институтов
Преподавателям сельскохозяйственных ВУЗов
Перед прохождением курса
Поступающие слушатели должны обладать базовыми знаниями по статистике и генетике. Перед подачей заявки, обязательным является прохождение рекомендуемых онлайн-курсов.
Программа курса
Целью программы является совершенствование навыков составления программ скрещивания и ведения селекционного процесса с применением современных селекционных технологий.
МОДУЛЬ 1. Базовые принципы современной селекции растений: генетика, статистика, дизайн эксперементов.
Длительность модуля (в часах): 94 часа

- Размножение и поддержание исходного материала
  • Биологические и генетические факторы, способствующие разным способам размножения растений.
  • Генетические последствия самоопыления.
  • Генетические последствия скрещивания.
  • Гетерозис, инбридинговая депрессия..
  • Последствия риска генетической контаминации, инвазивных растений.
  • Методы размножения в полевых испытаниях, поддержание вегетативных и многолетних растений.
-Обмен генетическими ресурсами растений
  • Основные центры генетических / геномных ресурсов растений по всему миру.
  • Международные правила обмена ресурсами (семена, подвои, ткани растений, ДНК / РНК ): Нагойский протокол, конвенция УПОВ.
Практический семинар:
  • Анализ генетического разнообразия генов- кандидатов и локусов в коллекции естественных образцов или расщепляющихся популяций от родительских скрещиваний.
  • Определение чистоты сорта (ООС)
- Базовая статистика. Randomized Complete Block Design (RCBD).
  • Практическая организация испытаний / экспериментов для различных тематических исследований и выполнение соответствующих биостатистических анализов с помощью R.
  • Общие линейные модели с фиксированными эффектами: введение в матричные обозначения.
- Законы Менделя, классические аллельные отношения, критерий khi², фракция рекомбинации, генетическая дистанция.

-Лекции:
  • Типы сортов (чистые (изогенные) линии, гибриды - одиночные и множественные кроссы, смеси, синтетические сорта, популяции). Типы семейств (сибсы и полусибсы).
  • Подбор родительских пар. Тестирование раннего поколения (родители, F1, F2, BC, реципрокная F1): гетерозис, цитоплазматическая наследственность с избыточным доминированием. Оценка наследуемости в широком / узком смысле Оценка степени доминирования, VG, VA, VD, VI, VE.
  • Классические методы отбора: массовый отбор, племенной отбор, метод отбора в смеси, односемянное потомство (single-seed descent), обратные скрещивания, клональный отбор у растений, размножающихся бесполым путем.
  • Методы ускорения селекции. Способы выращивания растений (теплицы / фитотроны для ранних поколений и BC), биотехнологические методы (спасение эмбрионов (embryo rescue), удвоенные гаплоиды, молекулярные методы (маркер-опосредованная селекция).
-Лекции
  • Селекционные схемы на устойчивость к болезням (доминантные / рецессивные признаки), роль молекулярных маркеров, фенотипическое / маркер-опосредованное обратное скрещивание.


МОДУЛЬ 2. Организация программ скрещивания с использованием статистических, генетических и молекулярных подходов.
Длительность модуля (в часах): 94 часа

- Создание новых генетических ресурсов для селекционных программ.
Различные типы популяций растений:
  • от скрещиваний (MAGIC, NAM, RILs, HD, BC, F2, NIL (nNIL)) с их преимуществами и недостатками, примеры использования в селекции растений;
  • мутантные популяции (физико-химический мутагенез, TILLING, инсерционные мутанты, редактирование генома), с их преимуществами и недостатками, примеры использования в селекции растений.
- Как охарактеризовать генетическое разнообразие исходном материале
  • Популяционная генетика. Структура популяции: PCA, примесь, дендограмма. Индексы. Fst, Fit, Tajima, D

- Экспериментальный дизайн для анализа фенотипических данных больших коллекций исходного материала.
  • Расширенный блочный дизайн: Обсуждение практической организации испытаний / экспериментов для различных тематических исследований и выполнение соответствующих статистических анализов с помощью R.
  • Смешанные линейные модели (фиксированные, случайные эффекты, BLUEs/BLUPs)
  • Фенотипическое предсказание на основе несбалансированного набора фенотипических данных.
- Анализ генетической архитектуры количественных признаков и определение QTL:
  • Генетическое картирование. Генетические / физические карты. Карта консенсуса.
  • Идентификация QTL с использованием популяций рекомбинантов от двуродительского скрещивания.
  • Идентификация QTL с использованием GWAS.
Практический семинар:
Картирование QTL. Работа над набором данных для количественной устойчивости к болезням против корневых патогенов M. truncatula.

- Выбор родительских линий для создания гибридов и синтетических популяций:
  • Общие и специфические комбинационные способности (GCA, SCA), материнский эффект. Оценка с специализированными пакетами R.
  • Дизайн скрещивания: бипарентальное потомство (BIP), поликросс, топкросс, North Carolina (I, III, III), диаллели (I, II, III, IV) и дизайн линия-тестер.
-Рекуррентный отбор как эффективный метод генетического улучшения аллогамных растений: рекуррентный отбор, рекуррентный реципрокный отбор (обоснование рекуррентного отбора, рекуррентного массового отбора, семейного отбора, межпопуляционного отбора, усиление реакции на отбор).

-Селекционные программы, поддерживаемые анализом QTL:
  • Foreground / background selection.
  • Картирование QTL в популяциях рекомбинантов от обратного скрещивания.
  • Рекуррентный отбор с помощью маркеров (MARS), пирамидирование QTL.

- Разработка молекулярных маркеров для идентифицированного QTL.
Позиционное клонирование и функциональная проверка генов-кандидатов.

Практический семинар:
Разработка молекулярных маркеров, сцепленных с признаком по результатам QTL-анализа, для высокопроизводительного рутинного генотипирования больших популяций: дизайн системы генотипирования, дизайн маркера (включая дизайн праймеров на основе собственных SNP) и валидация маркера.
МОДУЛЬ 3. Введение в геномную селекцию растений.
Длительность модуля (в часах): 106 часов

- Как охарактеризовать генетическое разнообразие в исходном материале на основе высокопроизводительных геномных данных:
  • Популяционная геномика
  • Проектирование гетерозисных групп
  • Построение коровых коллекций (core collection)
- Управление и организация крупных испытания в нескольких средах / многолетних испытаниях (MET):
  • Различные экспериментальные схемы с преимуществами и недостатками: расширенный блочный дизайн, альфа- решетка (Alpha Lattice), сплит-графики и их варианты.
  • Обсуждение практической организации испытаний / экспериментов для различных тематических исследований и выполнение соответствующих статистических анализов с помощью R
  • Смешанные линейные модели (фиксированные, случайные эффекты, BLUE / BLUP) и предсказание фенотипа на основе набора данных генотипирования с моделями, учитывающими взаимодействие генотип- среда (GxE).
  • Оценка эффективности геномной селекции путем испытаний. Сколько растений выбрать для каждого генотипа? Сколько контролей?
- Основа для геномной селекции.
  • Учебная / тест популяция, фенотипы / генотипы / (родословные).
  • Презентация и практическое применение различных методов геномного прогнозирования: GBLUP, rrBLUP (LASSO, BayesB, RKHS)
  • Расчет точности геномного прогнозирования. Факторы, влияющие на способность геномного прогнозирования
  • Презентация классических схем селекции с геномным прогнозированием для различных видов растений.
- Лекции:
  • Когда и как интегрировать геномный отбор в программы селекции растений?
  • Представление классических схем селекции с GS для различных видов растений.
  • Как провести отбор по нескольким признакам? (независимый отбор, тандемный отбор, индекс отбора)
- Как выполнить высокопроизводительное генотипирование.
  • Выбор подходящей технологии в зависимости от научной / селекционной цели и сложности генома растения (размер, плоидность, повторы) и существующих геномных данных и знаний (эталонный геном).
  • Полногеномное (повторное) секвенирование (WGS), генотипирование с использованием секвенирования(GBS), ДНК чипы, таргетное генотипирование
-Как с помощью вычислений работать с данными высокопроизводительного генотипирования. Краткое описание классических алгоритмов с основными этапами анализа данных.

-Практический семинар.
Как проводить высокопроизводительное генотипирование.

Оставьте заявку на прохождение курса "Современные технологии в селекции растений"
Или получите консультацию, если остались вопросы
Интересующий курс
Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку своих персональных данных и соглашаетесь с Положением об обработке персональных данных.
Made on
Tilda