Lập bản đồ QTL trên cơ sở 3 quần thể giống bắp nhiệt đới liên quan đến tính trạng chống chịu khô hạn

 Lập bản đồ QTL trên cơ sở 3 quần thể giống bắp nhiệt đới liên quan đến tính trạng chống chịu khô hạn

Gustavo Dias Almeida, Dan Makumbi, Cosmos Magorokosho, Sudha Nair, Aluı´zio Bore´m, Jean-Marcel Ribaut, Marianne Ba¨nziger, Boddupalli M. Prasanna, Jose Crossa, Raman Babu

Tóm tắt

Mặc dù người ta đã có nhiều báo cáo khoa học về QTL (quantitative trait loci) điều khiển tính trạng chống chịu khô hạn, nhưng các ứng dụng cụ thể của chúng trên cây bắp vô cùng hạn chế. Xác định QTL của những yếu tố có qui mô ảnh hưởng quá rộng như khô hạn biểu hiện bởi nền tảng di truyền đa dạng ít hay nhiều xét về khía cạnh đồng nhất, đều có thể góp phần giúp việc chọn tạo giống thành công trong cải tiến tính chịu hạn của cây bắp. Các tác giả của bài nghiên cứu này đã đánh giá 3 quần thể nhiệt đới có thuật ngữ chuyên môn là “tropical bi-parental populations” dưới điều kiện stress do thiếu nước (water-stress: WS) và dưới điều kiện có tưới đầy đủ (well-watered: WW) tại Mexico, Kenya và Zimbabwe. Mục tiêu nghiên cứu này là xác định vùng trong bộ gen (genomic regions) có chức năng điều khiển năng suất (GY) và quãng giữa trổ cờ-phun râu (ASI) thông qua thí nghiệm nhiều điểm và trên nền tảng di truyền đa dạng. Thông qua 3 quần thể như vậy, người ta thấy rằng khô hạn làm giảm rõ ràng năng suất (hơn 50%) và làm tăng ASI với giá trị 3,2 ngày. Họ đã phân lập 83 QTL để phân tích năng suất và 62 QTL để phân tích ASI, tương tác giữa kiểu gen và môi trường. Trong mỗi quần thể, hầu hết QTL này biểu hiện khác nhau trong mỗi chế độ xử lý nước khác nhau. Trong 3 quần thể, phương sai kiển hình được giải thích bởi các QTL giả định này từ 2,6 đến 17,8 % đối với năng suất GY và từ 1,7 đến 17,8 % đối với ASI trong điều kiện WS. Trong điều kiện WW, biến thiên này là 5 đến 19,5 % đối với năng suất GY. Phân tích Meta-QTL (mQTL) trong 3 quần thể và trên nhiều môi trường, người ta thấy có 7 vùng giả định trong bộ gen điều khiển năng suất, một vùng giả định điều khiển ASI. Sáu mQTL trên nhiễm sắc thể số 1, 4, 5 và 10 có liên quan đến GY biểu hiện cả trong điều kiện WS và WW. Một mQTL trên nhiễm sắc thể số 7 liên quan đến GY và một trên nhiễm sắc thể số 3 liên quan đến ASI trong điều kiện WS. Xét nghiệm kỹ thuật cao bằng SNPs phân định các quãng vật lý (physical intervals) của những mQTL này. Tại những QTL như vậy, số alleles điều khiển tính chống chịu hạn của giống cho trong từng tổ hợp lai được ghi nhận, cho thấy khả năng lai giữa giống chịu hạn x giống chịu hạn giúp xác định QTL rõ ràng hơn trong điều kiện chế độ tưới nước khác nhau. Xem chi tiết http://www.springerlink.com/content/0040-5752/?MUD=MP&sort=p_OnlineDate&sortorder=desc