DI TRUYỀN SỐ LƯỢNG TRONG CHỌN GIỐNG CÂY TRỒNG M ục tiêu của chương
1.Giá trị kiểu hình, kiểu gen và các thành phần phương sa
Giá trị kiểu hình (P) của một tắnh trạng số lượng là tổng tác ựộng cuả kiểu gen (G) và môi trường (E).
P = G + E
Kiểu hình là sự biểu hiện bề ngoài của một cơ thể sống hay giá trịựo của một tắnh trạng, như ựộ bạc bụng hạt gạo, khối lượng 1000 hạt thóc là 28 gam, chiều cao cây ngô 185 cm. Kiểu gen là kết quả tác ựộng của các gen kiểm soát toàn bộ quá trình sinh hóa trong một cá thể và qua ựó tiềm năng tắnh trạng của cá thểấy. Môi trường bao gồm toàn bộ các yếu tố
bên ngoài có thểảnh hưởng ựến sự biểu hiện của gen kiểm soát các quá trình sinh hóa và sự biểu hiện của gen thành kiểu hình. Các yếu tố bên ngoài gồm thời tiết, khắ hậu, ẩm ựộ,
ựộ phì ựất, v.v.
Cũng như tắnh trạng chất lượng, kiểu gen của tắnh trạng số lượng gồm tương tác trong nội bộ lô cut và giữa các lô cut. Do ựó kiểu gen của tắnh trạng số lượng có thể biểu thị bằng:
G = A + D + I
trong ựó A là hiệu ứng riêng rẽ của từng alen hay thành phần cộng tắnh của kiểu gen (Fisher, 1918); D là ựộ lêch trội hay thành phần do tương tác trong nội bộ lô cut và I là thành phần do tương tác giữa các lô cut. Nếu có thể ựịnh lượng ựược sự biểu hiện của
kiểu gen , thì giá trị của thể dị hợp tửở một lô cut riêng rẽ bằng giá trị trung bình của 2 thểựồng họp tử nếu không có gen nào trội so với gen kia. Do ựó, bất kỳ ựộ lệch nào so với giá trị trung bình ựều là dấu hiệu của sự có mặt của trội. Có ba mức trội là: trội không hoàn toàn - giá trị của thể dị hợp tử nằm trong khoảng trung bình của hai thểựồng hợp tử
và giá trị của thểựồng hợp tử trội; trội hoàn toàn - giá trị của thể dị hợp tử bằng giá trị của thểựồng hợp tử trội. và siêu trội - giá trị của thể dị hợp tử vượt ra ngoài phạm vi của hai thểựồng hợp tử.
Nếu tắnh trạng ựược kiểm soát bởi nhiều lô cut, thành phần cộng của kiểu gen bằng tổng hiệu ứng riêng rẽ của các alen của tất cả lô cut và thành phần trội bằng tổng của tất cả
tương tác trong nội bộ các lô cut. Bất kỳựộ lệch nào còn lại so với giá trị trung bình của kiểu gen sau khi trừựi hiệu ứng cộng và trội là do ức chế.
Mỗi yếu tố khác nhau kiểm soát kiểu hình của một cá thể với tắnh trạng số lượng ựều ựóng góp vào sự khác nhau giữa các cá thể trong quần thể. Tổng biến ựộng hay phương sai kiểu hình σ2P trong quần thể là :
σ2P = σ2G + σ2E
Tổng phương sai di truyền σ2G bao gồm phương sai do hiệu ứng cộng hay hiệu ứng trung bình của gen (σ2A), phương sai do hiệu ứng trội (σ2D) và phương sai do ức chế hay tương tác giữa các gen (σ2I) (Kempthorne, 1954; Falconer và MacKay, 1996). Phương sai ức chế biểu thị thành phần biến ựộng tàn dư và có thể chia thành các thành phần hoàn toàn cộng (σ2AA,σ2AAA...), cộng x trội (σ2AD, σ2AAD, σ2ADD...) và hoàn toàn trội (σ2DD , σ2DDD...). Do
ựó:
σ2G = σ2A + σ2D + σ2I
Việc ước lượng các thành phần phươg sai ựòi hỏi các sơựồ giao phối ựể tạo ra các quần thể có quan hệ họ hàng. Những sơ ựồ chủ yếu gồm sơựồ phân tổ (NC I), sơ ựồ nhân tố
(NC2) và lai dialen (Hallauer và Miranda, 1983; Wricke, 1986). Bằng sơ ựồ thắ nghiệm thắch hợp và phân tắch phương sai, sẽ tắnh ựược các thành phần phương sai; chúng ựược
ựổi thành các thành phần di truyền qua hiệp phương sai giữa họ hàng.
Hệ số biến ựộng ựược sử dụng ựểựánh giá mức biến ựộng giữa hai tắnh trạng tương phản. Hệ số biến ựộng kiểu hình (PCV) và hệ số biến ựộng kiểu gen (GCV) ựược tắnh như sau:
Biến ựộng do các yếu tố di truyền:
Quần thể khác nhau có cấu tạo di truyền khác nhau sẽ khác nhau về kắch thước, khối lượng các bộ phận, hình dạng, màu sắc hay sự phát triển giữa các cá thể. Biến ựộng di tryền có thể quan sát ựược ở những cây sinh trưởng trong cùng một ựiều kiện môi trường. Biến ựộng di truyền ựược tạo thành do tái tổ hợp gen, biến ựổi ựột biến, chọn lọc và dịch gen. Biến ựộng di truyền
ựược truyền lại cho thế hệ con cái.
Biến ựộng do môi trường:
điều kiện môi trường khác nhau có thể gây sự khác nhau về kắch thước, khối lượng các bộ phận, hình dạng, màu sắc hay sự phát triển giữa các cá thể. Các yếu tố môi trường gồm ựộ phì ựất, ựộ pH, ựiều kiện nước tưới, nhiệt ựộ, ánh sáng và quang chu kỳ, ẩm ựộ, sâu bệnh hại, vv. Biến ựộng môi trường có thể quan sát ựược trên những cây có cùng cấu trúc di truyền trong những môi trường khác nhau. Biến ựộng do tác ựộng của môi trường không truyền lại cho thế hệ con cái.
Χ= P = P CV P σ ; Χ = G CV G σ
Trong ựó σP và σP là ựộ lệch chuẩn kiểu hình và kiểu gen và X là giá trị trung bình.