Tổng quan về chọn tạo giống bắp thời kỳ “breeding 4.0”

 Tổng quan về chọn tạo giống bắp thời kỳ “breeding 4.0”

Nguồn: Shuqin Jiang, Qian Cheng, Jun Yan, Ran Fu & Xiangfeng Wang. 2020.  Genome optimization for improvement of maize breeding. Theoretical and Applied Genetics May 2020; 133:1491–1502

Các tác giả bài tổng quan này đề nghị một kiểu chọn tạo giống bắp mới - mà công nghệ ấy kết hợp: kỹ thuật sản sinh ra dòng đơn bội kép (doubled haploid: DH), với sàng lọc di truyền (genomic selection), và tối ưu hóa hệ gen (genome optimization). Thuật ngữ “Breeding 4.0” được xem như là kỷ nguyên tương lai của chọn tạo giống cây trồng. Rõ ràng là kỷ nguyên Breeding 4.0 của cây bắp sẽ là điểm nhấn của sự tích hợp mang tính chất đa công nghệ (multi-disciplinary technologies) bao gồm hệ gen học (genomics) và kiểu hình học (phenomics), chỉnh sửa gen (gene editing) và sinh học tổng hợp (synthetic biology), dữ liệu lớn (Big Data) và trí tuệ nhân tạo (artificial intelligence: ai). Phương pháp tiếp cận trong chọn giống của những giống lý tưởng mang tính chất chọn lọc thụ động (passively selecting ideal genotypes) từ những nguồn vật liệu di truyền được thiết kế, phải sớm được cải cách thành nội dung thiết kế ảo (virtual design) của hệ gen tối ưu bằng kỹ thuật tích hợp các alen siêu việt (pyramiding superior alleles) bằng thuật toán. Một genome tối ưu phải thề hiện những kiểu hình tối ưu, mà có thể hiện nay chưa hề thấy, genome như vậy có chức năng như một bảng thiết kế chi tiết (blueprint) phục vụ chọn giống để sử dụngnguồn vật liệu ít nhất và lai chúng với nhau đề có hiệu quả chọn lọc (genetic gain: GA%) tối đa. Người ta đề nghị một kênh chọn giống mới (new breeding pipeline), với thuật ngữ “genomic design breeding,” nó kết hợp dòng đơn bội kép, sàng lọc di truyền, và tối ưu hóa hệ gen. Nó được thao tác dễ dàng nhờ quy mô khác nhau của mô phỏng ước đoán tính trạng mong muốn và mô phỏng quyết định (decision-making models). Thực hiện thành công model nói trên sẽ tạo thuận lợi cho cách mạng chọn tạo giống bắp, từ nghệ thuật biến thành khoa học và cuối cùng là “thông thái,” trong kỷ nguyên Breeding 4.0. Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-019-03493-z