2.3.3.1. ðânh giâ nguồn vật liệu ban ñầu vă xâc ñịnh cặp lai phù hợp
ðể tiến hănh MAS cần xđy dựng ñược câc phương phâp phù hợp. Tuy nhiín, dù sử dụng câc phương phâp tiến hănh khâc nhau, MAS ñược xđy dựng theo hai bước quan trọng: bước 1lă xâc ñịnh nguồn vật liệu ban ñầu vă xđy dựng cặp lai phù hợp; bước 2 dùng câc chỉ thị liín kết với câc tính trạng quan tđm ñể ñânh giâ câc thế hệ con lai hoặc dòng thuần.
Những thănh tựu trong chọn tạo giống cđy trồng phụ thuộc nhiều văo sự phong phú ña dạng về mặt di truyền của vật liệu ban ñầu. Công tâc chọn tạo giống ñối với bất cứ phương phâp năo, ñối với bất cứ cđy trồng năo cũng ñều bắt ñầu từ việc thu nhận, nghiín cứu nó. Trong quâ trình chọn giống việc chọn lọc thường xảy ra ở nhiều giai ñoạn khâc nhau. Giai ñoạn thứ nhất lă chọn hai dòng cận huyết lăm cặp bố mẹ cho một quần thể mới. Trước khi ñi ñến số liệu chỉ thị DNA, việc chọn bố mẹ có thể dựa trín cơ sở phối hợp câc ñânh giâ kiểu hình, thông tin phả hệ vă hồ sơ giống. Trong một văi chương trình hiện nay, tất cả câc dòng cận huyết ñược ñânh giâ kiểu gen một câch hệ thống ở câc locus chỉ thị. Tùy thuộc văo nguồn gen hay mục ñích, mức ñộ ñânh giâ kiểu gen có thể dao ñộng từ mật ñộ thấp câc locus chỉ thị ñến mật ñộ cao hơn trín toăn bộ genome. Những số liệu về ñânh giâ kiểu gen riíng rẽ hay kết hợp thông tin về kiểu hình có thể khâm phâ ra câi mới về nguồn gen, nhóm ưu thế lai, tiến hóa loăi, số lượng gen vă cặp bố mẹ trong MAS ñối với môi trường, ñặc biệt lă khi kết hợp thông tin về kiểu hình vă chức năng gen. Câc số liệu về kiểu gen của câc dòng cận huyết cho phĩp câc nhă chọn giống chọn lọc bố mẹ ñể lai vă cung cấp câc quần thể hoặc nguồn gen phong phú cho câc tổ hợp alen có lợi ñược quan tđm. Bắt ñầu ñược như vậy lă sự tiến bộ lớn trong trồng trọt bởi vì nó lăm tăng khả năng chọn thế hệ con câi tốt hơn bố mẹ vă tương tự với kiểu gen tối ưu ñịnh trước.
2.3.2.2. Dùng câc chỉ thị liín kết với câc tính trạng ñể ñânh giâ.
MAS có ba kiểu tạo quần thể từ một cặp lai bố mẹ: lai ngược (marker-asisted backcross MABC), lai hồi quy (marker-asisted recurrent selection –MARS), lai ñơn quy mô lớn (single large scale-MAS-SLS-MAS). Tùy từng kiểu tạo quần thể mă có
Trường ðại học Nông nghiệp Hă Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……… 33
thể bắt ñầu ñânh giâ con lai ở thế hệ năo.
MABC lă một kiểu MAS có lợi ích rõ răng vă trực tiếp cho chọn giống cđy trồng. MABC lă phương phâp thiết thực, hiệu quả trong việc chuyển locus gen quy ñịnh tính trạng di truyền số lượng QTL/gen văo giống mới gồm 3 bước chính:
- Chọn lọc bằng chỉ thị phđn tử ñối với locus gen ñích - Chọn lọc nền di truyền ñối với hệ gen cđy tâi tổ hợp
- Chọn ra câc cđy lai mang QTLs/gen quy ñịnh tính trạng mong muốn vă có tối ña nền di truyền của giống gốc. Ngoăi ra kết hợp chọn giống ngẫu nhiín kiểu hình mới với một số tính trạng quan tđm.
Nếu loại trừ chỉ thị DNA vă gen chuyển nạp thì ñđy cũng giống như mục ñích phương phâp lai ngược bắt ñầu từ văi thập kỉ trước. Tất nhiín, chỉ thị DNA cho phĩp nhă chọn giống nhận biết ñược con lai mang câc nhiễm sắc thể tâi tổ hợp mong muốn vă genome của bố mẹ một câch trực tiếp hơn. MABC tạo ñiều kiện dễ dăng cho việc kết hợp nhiều gen chuyển nạp trong một dòng hồi quy hay còn gọi lă quy tụ gen hoặc tính trạng. Chương trình MABC phù hợp chung cho chương trình chọn giống ñê ñược mô tả cụ thể cho trường hợp câc gen ñơn, cho câc QTL, cho quy tụ gen vă câc QTL kiểm soât về câc ñặc ñiểm rễ ñể cải thiện tính chịu hạn.
SLS-MAS ñặc biệt phù hợp cho chọn giống phả hệ bởi nó gồm việc săng lọc vă chọn lọc câc câ thể với ít locus ở thế hệ sớm, thường lă F2 hoặc F3 với việc sử dụng những quần thể lớn. Câ thể biểu lộ kiểu gen ñồng hợp tử có lợi ở những locus quan tđm ñược chọn lọc vă tự phối trong khi loại bỏ những dòng khâc. Con lai tự thụ của những cđy chọn lọc ñược tiếp tục câc bước chọn giống phả hệ bình thường. Tiến hănh trong những quần thể lớn lă cần thiết ñể ñảm bảo rằng ña dạng di truyền ñược duy trì trong những vùng không nằm trong sự chọn lọc kiểu gen, bằng câch ñó cho phĩp tiến hănh việc lựa chọn kiểu hình của câc locus mă ở ñó tiến hănh chọn lọc bằng chỉ thị có thể lă QTL như ñược mô tả bởi Ribaut vă Betrans (1999). SLS- MAS lă phương phâp hiệu quả ñược chọn cho một văi loăi như lúa mạch, lúa mỳ, ñậu tương, hướng dương vă lăm phong phú hơn quần thể chọn giống ở một văi locus.[40]
Trường ðại học Nông nghiệp Hă Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……… 34
MARS có thể tiến hănh ñối với tất cả câc tính trạng quan trọng trong chương trình chọn giống vă có thể nhận ñược những thông tin di truyền về câc tính trạng năy. Thông tin di truyền thường nhận ñược từ phđn tích QTL thực hiện trín quần thể thí nghiệm vă thể hiện dưới dạng của bản ñồ QTL với những hiệu quả tương ứng. Nếu phđn tích bản ñồ QTL ñược kiểm soât dựa trín quần thể hai bố mẹ, biểu hiện của tâc ñộng ở mỗi QTL chỉ ra bố hoặc mẹ mang theo alen có lợi ở QTL ñó. MARS tỏ ra ưu việt hơn về ña dạng di truyền có mặt trong quần thể so với chọn lọc kiểu hình. MARS hiệu quả hơn từ 3-20% so với lựa chọn theo kiểu hình. Sự khâc nhau mấu chốt giữa hai phương phâp SLS-MAS vă MARS lă SLS-MAS chỉ sử dụng chỉ thị DNA ở một thế hệ vă cố gắng giữ lại sự biến ñộng về di truyền ở những vùng của genome không liín kết với chỉ thị DNA, trong khi MARS sử dụng chỉ thị ở từng thế hệ vă sử dụng triệt ñể sự biến ñổi di truyền ở hầu hết câc vùng của genome. Cả hai phương phâp SLS-MAS vă MARS ñê ñược sử dụng bởi câc chương trình chọn giống trong khu vực tư nhđn.