Xác định QTLs điều khiển ưu thế lai: mô phỏng GWAS mới ứng dụng cho cây bắp

 Xác định QTLs điều khiển ưu thế lai: mô phỏng GWAS mới ứng dụng cho cây bắp

Nguồn: Aurélien Beugnot, Tristan Mary-Huard, Cyril Bauland, Valerie Combes, Delphine Madur, Bernard Lagardère, Carine Palaffre, Alain Charcosset, Laurence Moreau & Julie B. Fievet. 2023. Identifying QTLs involved in hybrid performance and heterotic group complementarity: new GWAS models applied to factorial and admixed diallel maize hybrid panels. Theoretical and Applied Genetics; 10 October 2023; vol.136; Article no. 219

 

Một mô phỏng GWAS nguyên thủy tích hợp các alen tổ tiên cây bắp được đề nghị và được cho phép nghiên cứu tìm thấy cơ sở di truyền những QTLs có bản chất cộng tính (additive) và bản chất dị hợp trội (dominance) trong tập đoàn bắp lai mang tính chất bổ sung và mang tính chất ưu thế lai (hybrid performance).

 

Đa dạng di truyền cây bắp được cấu trúc thành những nhóm di truyền (genetic groups) qua sàng lọc và qua con lai được cải tiến. Tiến trình như vậy làm tăng tính chất bổ sung cho nhóm (group complementarity) và tính chất biệt hóa nhóm (differentiation) theo thời gian và chắc chắn rằng những hybrids như vậy sản sinh ra từ tạp giao giữa các nhau (inter-group crosses) biểu hiện hiệu quả cao và dị hợp tử. Mốn xác định được loci bao gồm tính hiệu quả cao của ưu thế lai và bổ sung vào nhóm dị hợp, người ta tiến hành du nhập một mô hình thuật toán có tên “original association study” mà mô hình này gai3i quyết các hiệu ứng “allelic”từ nguồn tập đoàn giống dị hợp tử  của nhiều alen và so sánh nó với mô hình toán cô điển về “additive/dominance” (cộng/trội: đồng hợp/dị hợp). Mô phỏng toán mới này được áp dụng kiểu giai thừa (factorial) giữa dòng bắp Dent và bắp Flint, qua phân tích diallel giữa hổn hộp “Dent-Flint admixed lines” có hai nhóm phân tích khác nhau: trong mỗi môi trương và trong nhiều môi trường. Người ta xác định được nhiều QTLs tương tác cộng tính (additive) đối với tất cả tính trạng nghiên cứu, bao gồm vài loại hình “additive QTLs” nổi tiếng đối với tính trạng ngày trổ bông (trong vùng Vgt1/2 trên nhiễm sắc thể 8). Tính trạng năng suất bới các gen tương tác có ý nghĩa theo “non-additive” (không cộng tính) trong phân tích diallel. Hầu hết những QTLs liên quan đến năng suất được tìm thấy biểu hiện bản chất overdominance (siêu trội) hoặc, pseudo-overdominance (siêu trội tạm thời). Siêu trội tạm thời tại những QTLs như vậy đóng góp một phần vào kết quả bổ sung vào nhóm di truyền. So sánh giữa những môi trường khác nhau cho thấy có sữ ổn định cao hơn của những “additive QTL” so với “non-additive QTLs”. Nhiều QTLs biểu hiện biến dị di truyền tùy theo nguồn gốc vật liệu di truyền dị hợp ở địa phương. Người ta ghi nhận ở những vùng của nhiễm sắc thể lớn biểu thị ảnh hưởng của vật liệu di truyền nguyên thủy. Như vậy, kết quả này chúng minh được rằng làm thế nào để tập đoàn giống bắp có tính chất “admixed” (pha trộn) kết hợp được với mô phỏng GWAS cho phép người ta xác định những QTLs mới mà mô hình thuật toán cũ không thể giải thích được.

 

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-023-04431-w