110 năm cải tiến giống lúa tại LSU: hiệu quả chọn lọc và tối ưu hóa trong tương lai

 110 năm cải tiến giống lúa tại LSU: hiệu quả chọn lọc và tối ưu hóa trong tương lai

Nguồn: Allison Vieira da Silva, Adam Famoso, Steve Linscombe & Roberto Fritsche-Neto. 2025. 110 years of rice breeding at LSU: realized genetic gains and future optimization. Theoretical and Applied Genetics; June 9 2025; vol.138; article 142

Bổ sung nguồn vật liệu mang tính chiến lược trong cải tiến giống lúa là chìa khóa giữ cân bằng giữa cải tiến di truyền và giá đầu tư trong lai tạo giống. Mục đích nghiên cứu là tìm hiểu được vai trò cực trọng của côn cụ cải tiến giống hiện đại cũng như tối ưu hóa các chiến lược lai giống đảm bảo sự bền vững và thành côngcủa những chương trình cải tiến giống đáp ứng thách thức an ninh lương thực của tương lai. Trong ngữ cảnh ấy, có hai mục tiêu chính: ước đoán được hiệu quả chọn lọc (genetic gains: GA) qua 110 năm cải tiến giống lúa tại Louisiana State University (LSU); ước đoán được tác động của công cụ mới thông qua mô phỏng ngẫu nhiên (stochastic simulations) ví dụ như mô hình sàng lọc di truyền GS (genomic selection) và HTP (high-throughput phenotyping) xét theo hiệu quả chọn lọc trong tương lai. Kiểm lại 110 năm qua, giá trị tăng trung bình 4.55 kg/ha trên mỗi thế hệ (23 chu kỳ lai tạo). Tuy nhiên, từ 1994 đến 2018, người ta thấy có xu hướng đáng kể hơn trong tắng GA (hiệu quả chọn lọc), đặc biệt là năng suất, tăng gần 56.54 kg/ha per year. Trên mô hình hình toán học ấy, tích hợo GS và HTP cho thấy nhiều tiện ích đáng kể, bao gồm chu kỳ chọn giống ngắn hơn, mức độ chính xác trong chọn lọc tốt hơn, và tiến đầu tư giảm xuống. Cũng như vậy, mô phỏng toán còn cho thấy cách tiếp cận này thu nhận được phản ứng cao nhất trong chọn lọc (4.68% mỗi năm) do hiệu ứng đồng loạt (synergistic effects) của kỹ thuật đánh giá kiểu hình tiên tiến với GS. Cuối cùng, người ta đánh giá được ảnh hưởng của việc cân bằng số lượng bố mẹ, số cặp lai, và quy mô quần thể con lai để tối đa hóa GA và duy trì được biến thiên di truyền. Phân tích VPA (variance component analysis) cho thấy quy mô quần thể con lai có tác động lớn nhất đến phương sai tổng (36%), theo sau là số cặp lai (23%) rồi số bố mẹ (3.4%). Nghiên cứu phác họa được nhu cầu cần bổ sung trong chương trình cải tiến giống lúa giữa cân bằng giữa đầu tư và hiệu quả cải tiến di truyền.

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-025-04913-z

Hiệu quả chọn lọc theo tương tác alen “cộng tính (additive)” của năng suất hạt (kg/ha) với 110 năm (1908–2018) trong chương trình cải tiến giống lúa của LSU, thông qua 23 thế hệ chọn lọc