GWAS và phân tích hệ gen đơn bội của tập đoàn giống bắp nhập nội

 GWAS và phân tích hệ gen đơn bội của tập đoàn giống bắp nhập nội

Nguồn: Anderson Luiz Verzegnazzi, Iara Gonçalves dos Santos, Matheus Dalsente Krause, Matthew Hufford, Ursula Karoline Frei, Jacqueline Campbell, Vinícius Costa Almeida, Leandro Tonello Zuffo, Nicholas Boerman & Thomas Lübberstedt. 2021.  Major locus for spontaneous haploid genome doubling detected by a case–control GWAS in exotic maize germplasm. Theoretical and Applied Genetics May 2021; vol. 134: pages1423–1434

 

Một locus chủ lực quy định sự gia tăng gấp đôi hệ gen đơn bội tự phát sinh trong thiên nhiên (spontaneous haploid genome doubling) được tìm thấy qua kết quả GWAS của tập đoàn giống bắp nhập nội. Sự kết hợp của chọn giống đơn bội kép với locus này dẫn đến quần thể phân ly mạnh mẽ trên nhiễm sắc thể 5. Chương trình lai giống bắp (Zea mays L.) cho vùng ôn đới  thường ít thành công vì đa dạng di truyền rất hẹp, điều này cần thiết phải mở rộng nguồn vật liệu nhập nội trong lai tạo giống mới. Mục tiêu nghiên cứu là hoàn thiện tính chất nông học các dòng cận giao dẫn xuất từ quần thể bắp BS39 nhiệt đới, sử dụng các phương pháp chọn giống khác nhau để xác định vùng trên hệ gen bắp có được kết quả “segregation distortion” (phân ly đột phá) dòng lai của quần thể đơn bội kép DH. Quần thể này có bản chất tự phát sinh nên người ta gọi đó là SHGD (spontaneous haploid genome doubling). Người ta sử dụng kỹ thuật bản đồ case–control association mapping để xác định được những loci điều khiển SHGD. Bốn tập đoàn khác nhau được dùng là: BS39_DH và BS39_SSD dẫn xuất từ quần thể BS39 bởi đơn bội kép DH và single-seed descendent (SSD); quần thể con lai BS39 × A427_DH và BS39 × A427_SSD từ cặp lai BS39 x A427. Có tất cả 663 dòng cận giao (inbred) được đánh giá kiểu gen. Phân tích tính chất đa dạng nguồn gen và sự phân hóa di truyền (genetic differentiation) đối với bản chất đơn bội kép DH đã minh chứng được rằng: sự có mặt của  locus SHGD gần tâm động (centromere) của nhiễm sắc thể số 5 là nguyên nhân chính. Kết quả GWAS đối với bản chất DH cũng xác định lại locus này là chính xác. Phân tích đơn bội chomthấy hầu hết 100% đóng góp có tính chất chọn lọc của hệ gen giống bắp A427 nằm ở cùng vị trí trên nhiễm sắc thể 5 của cặp lai BS39 × A427_DH, bởi một alen ảnh hướng đến SHGD. Locus này có thể sản sinh ra dòng đơn bội kép từ quần thể giống bắp nhập nội bằng xử lý colchicine.

 

Xem: https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-021-03780-8