Ph−ơng pháp đánh giá KNKH bằng lai luân phiên đ−ợc Sprague và Tatum, đề xuất vào năm 1942[33]. Đến năm 1947 thì East đã sử dụng hệ thống luân giao để xác định KNKH của các kiểu gen trong thí nghiệm chọn giống ngô. Sau East và một số tác giả nh− Griffing (1956) [36]. Hayman (1954) [38] đã sử dụng và phát triển thêm hệ thống luân giao.
Luân giao là hệ thống lai thử, các dòng đ−ợc lai với nhau theo tất cả các tổ hợp có thể. Qua phân tích luân giao chúng ta thu đ−ợc các thông tin về:
- Bản chất và −ớc l−ợng các chỉ số di truyền. - KNKHC và KNKHR của bố mẹ và con lai.
Ngày nay luân giao là ph−ơng pháp đ−ợc sử dụng chủ yếu và phổ biến của các nhà chọn giống ở mọi quốc gia, nó trở thành công cụ đắc lực nhất trong chọn và đánh giá vật liệu của quá trình tạo giống. Phân tích các tổ hợp lai luân giao đ−ợc gọi là phân tích luân giao, cho chúng ta biết bản chất và giá trị thực của các tham số di truyền, KNKHC và KNKHR của các bố mẹ biểu hiện ở con lai. Trong phân tích luân giao có hai tiếp cận chính, đó là tiếp cận Hayman và tiếp cận Griffing.
+ Ph−ơng pháp phân tích Hayman.
Lý thuyết luân giao đ−ợc phát triển bởi Jinks và Hayman (1953, 1954) [30]. Ph−ơng pháp này giúp chúng ta xác định giá trị di truyền của các vật liệu bố mẹ, qua việc phân tích ph−ơng sai và hiệp ph−ơng sai của các dòng bố, mẹ và con cái. Trên cơ sở ph−ơng sai và hiệp ph−ơng sai đã mô tả thành đồ thị, sau đó dựa vào vị trí từng dòng bố, mẹ trên đồ thị ta có thể có ý niệm về
cơ chế di truyền của chúng. Việc xác định các tham số di truyền nêu trên chỉ đạt đ−ợc kết quả chính xác khi bố mẹ thoả mãn 6 điều kiện mà Hayman nêu ra đó là: Một là đồng hợp tử của dạng bố mẹ ; Hai là: không có hiện t−ợng đa alen (mỗi locut chỉ có 2 alen); Ba là: không có t−ơng tác phi alen; Bốn là các gen phân phối độc lập ở dạng khởi đầu; Năm là: quá trình l−ỡng bội hoá theo kiểu xẻ dọc (tức là hiện t−ợng phân bào bình th−ờng); Sáu là: không có sự khác nhau giữa lai thuận và lai nghịch. Nếu bố, mẹ không thoả mãn các điều kiện đó việc −ớc đoán sẽ bị sai lệch.
+ Ph−ơng pháp Griffing.
Năm 1956 Griffing [36] đã sử dụng luân giao để xác định KNKHC và KNKHR. Từ kết quả những −ớc l−ợng này cũng có thể tính đ−ợc thành phần di truyền d−ới các dạng ph−ơng sai di truyền công (δA2) và trội (δB2) ở một vài tr−ờng hợp. Hệ thống luân giao của Griffing có hai mẫu hình đó là mẫu hình cố định (Model I) và mẫu hình ngẫu nhiên (Model II). Ông đã đề xuất 4 ph−ơng pháp thí nghiệm phân tích lai luân phiên sử dụng mô hình toán học thống kê để phân tích KNKH của các dòng mà cho đến nay vẫn đ−ợc các nhà chọn giống trên thế giới sử dụng.
Tuỳ theo mục đích nghiên cứu và điều kiện cụ thể mà các nhà tạo giống lựa chọn một trong các ph−ơng pháp trên cho phù hợp. Nếu nghiên cứu toàn diện ng−ời ta th−ờng sử dụng ph−ơng pháp 1. So sánh tổ hợp lai với bố mẹ ta sử dụng ph−ơng pháp 2. Còn muốn nghiên cứu tác động của mẹ tới tổ hợp lai ta nên sử dụng ph−ơng pháp 3. Khi áp dụng ph−ơng pháp 1 và 2 sẽ kết luận đ−ợc chính xác các dòng đem thử đ−ợc lai theo hai h−ớng thuận và nghịch, nh−ng đòi hỏi nhiều công sức, thời gian và tiền của. Trong thực tế chọn giống ng−ời ta th−ờng áp dụng ph−ơng pháp 4. Vì ph−ơng pháp 4 khối l−ợng công việc phải làm ít hơn so với 3 ph−ơng pháp kia mà vẫn xác định đ−ợc yêu cầu tối thiểu cần thiết về đánh giá KNKH.
[48] đề xuất năm 1942 nh− sau:
b Xij = à + gi + gj + sij + rij + 1/b * ∑ Eiik Trong đó: k=1
- Xij : Trung bình của các kết quả lai dòng i với dòng j trong tất cả các lần lặp lại.
- à : Tác động trung bình của thí nghiệm.
- gi và gj : Tác động của KNKHC của các dòng i và dòng j. - sij : Tác động của KNKHR giữa hai dòng i và j.
- rij : Tác độnh t−ơng hỗ giữa hai dòng đó. - Eijk : Sai số ngẫu nhiên.
Mô hình toán học này đ−ợc áp dụng linh hoạt cho cả 4 ph−ơng pháp thí nghiệm trên. ở ph−ơng pháp 2 và 4 không có các cặp lai ng−ợc nên trong mô hình tính toán không có yếu tố rij, khi tính toán cần l−u ý việc áp dụng từng công thức cho từng ph−ơng pháp cụ thể.
Sử dụng luân giao đánh giá KNKH về năng suất, khối l−ợng thân, khối l−ợng hạt và một số tính trạng khác tại 6 điểm Colombia, Equado, ấn Độ, Thái Lan. Mêxico và Zimbabue, các tác giả đã nhận thấy rằng KNKHR chỉ sai khác có ý nghĩa ở chỉ tiêu khối l−ợng hạt còn KNKHC thì sự sai khác có ý nghĩa ở các chỉ tiêu theo dõi (dẫn theo Mai Xuân Triệu, 1998)[18].
Quan hệ KNKH với khả năng kháng bệnh.
Đánh giá khả năng kháng bệnh bạch tạng lá ngô của các tổ hợp lai luân giao, một số tác giả có nhận xét rằng KNKHC ảnh h−ởng mạnh hơn KNKHR trong việc kháng bệnh này, những dòng kháng bệnh th−ờng có giá trị KNKHC thấp, các tổ hợp lai mẫn cảm với bệnh th−ờng có giá trị tổ hợp riêng âm (S. K.
Dey,. Mahajan, 1989)[33]
Khi đánh giá KNKH với khả năng kháng bệnh thối thân, thối hạt và bệnh than đen ở ngô với 15 tổ hợp của 6 dòng theo sơ đồ 4 Griffing, cho kết luận rằng KNKHC đóng vai trò quan trọng đối với tính kháng bệnh than ở các tổ hợp luân giao (M. Odiemal và I, Kovacs, 1990)[42]
Biểu hiện KNKH của các dòng ở các tính trạng.
Một số tác giả sau khi sử dụng lai luân giao theo sơ đồ Griffing 1956[36] để đánh giá vật liệu tạo giống ở tính trạng năng suất hạt, các tác giả khác nhau nghiên cứu trên các vật liệu khác nhau đã cho một số kết luận d−ới đây.
Kết quả đánh giá KNKH của 6 dòng ngô thuần ngắn ngày, cho thấy các dòng số 1 và 2 cho KNKHC cao, đặc biệt dòng 2 còn có KNKHR cao, nên sử dụng vào tổ hợp lai cụ thể (Trần Hồng Uy và cộng sự, 1985) [24].
Đánh giá KNKH của 9 dòng thuần cùng nguồn gốc, nh−ng cách tạo khác nhau, trên tính trạng năng suất hạt đã chọn đ−ợc các dòng có KNKHC cao là 137 FSI, DC7, Mo 17, các dòng có KNKHR cao nh− dòng FS137, với dòng 6 và 7, dòng DC7 với Mo 17 (Ngô Hữu Tình và cộng sự, 1993) [15].
Sử dụng hai khối luân giao để đánh giá KNKH của các dòng fullsib và các dòng tự phối, các dòng fullsib đ−ợc đề nghị dùng làm trung gian hoặc xen kẽ trong quá trình tạo dòng tự phối để chọn tạo các dòng có KNKH cao[23].