giáo trình cao học - Di truyền số lượng chương 7

Chương 7
TƯƠNG TÁC KIỂU GEN x MÔI TRƯỜNG
Tương tác giữa kiểu gen x môi trường là một phần quan trọng đặc biệt
đối với nhà chọn giống khi phát triển các giống cải tiến, ngay trong các quần
thể đang phân ly.
Ba thông số rất cần thiết để mô tả sự khác biệt giữa các kiểu hình
Môi trường Kiểu gen Trung bình
AA aa
X d + e1 +gd1 -d + e1 -gd1 e
1
Y d - e - gd1 -d - e1 + gd1 -
e1
Trung bình d -d 0
gd1 là thông số đo lường sự tương tác của yếu tố di truyền d và yếu tố môi
truờng e1.
M là giá trị trung bình chung (overall mean)
Trong mô hình có các dị hợp tử (heterozygotes)
Môi trường Genotype Aa
X h + e1 + gh1
Y h - e1 - gh1
7-1. TƯƠNG TÁC KIỂU GEN x MÔI TRƯỜNG TRONG QUẦN THỂ
PHÂN LY
Kiểu hình thuộc 3 kiểu gen trong quần thể F2:
Kiểu gen AA Aa aa Mean
Tần suất 1/4 1/2 1/4
Môi trường
X d + e1 + gd1 h +e1 + gh1 -d +e1 - gd1 e1 +1/2h
+ 1/2gh1
Y d - e1 - gd1 h - e1 - gh1 -d - e1 +gd1 -e1 +1/2h - 1/2gh
Mean d h -d 1/2h
Nếu lai lui với bố mẹ có giá trị lớn (larger parent), thế hệ B1 với thông số di

truyền được ước
đoán sẽ là
Β1 = m +1/2[d] +1/2[h]
Trong mỗi trường +e1 và -e1, chúng ta sẽ có
Β1.1 = m +1/2[d] +1/2[h] +e1 +1/2gd1 +1/2gh1
Β1.2 = m +1/2[d] +1/2[h] - e1 -1/2gd1 -1/2gh1
ANOVA
Nguồn df Tổng bình phương
Tổng số nv - 1
ΣΣY2ij - ΣY2i./n
Giống (v) v - 1
1nΣjYi - ΣY2i./n
Môi trường (Env) + v(n-1)
(1/v)ΣYij Ij)2 / ΣIj2
Giống x môi trường
Môi trường(linear) 1 (1/v) [(LjIj) / ΣIj2]
Giống x m.trường v -1
Σ [(ΣYijIj)2 / ΣIj2 ] - SS(env
[linear])
Sai số góp v(n-2)
ΣΣ[σ2vi - biΣYijIj] =ΣΣδ2ij
Trước đây, người ta dùng thuật ngữ giống ổn định để chỉ giá trị trung
bình của một giống tương đối bền vững trong nhiều môi trường khác nhau.
Như vậy có nghĩa là giống đó tương đối tốt hơn trong điều kiện môi trường
thuận lợi.
Phân tích mẫu tại đại học Iowa cho thấy giống có hệ số gốc bi nhỏ hơn
1 thường có năng suất trung bình thấp hơn giá trị trung bình tổng số (grand
mean) của bộ giống so sánh. Trong tình trạng sản xuất không cho ra một sự
thặng dư để có thể tồn trữ. Hoặc sự tồn trữ lâu dài không thể được, thì một số
giống có bi <1 như vậy có thể được xem như thích hợp nhất. Tuy nhiên các

nhà chọn giống có xu hướng tạo giống có năng suất cao hơn giá trị trung
bình tổng số. Trong tất cả các môi trường thử nghiệm. Do đó họ mong muốn
có một giống với ξj
cao. Hệ số bi =1.0 và độ lệch càng nhỏ càng tốt (S2di= 0). Như vậy, định nghĩa
một giống ổn
định theo khái niệm này là một giống phải có bi =1 và S2di= 0.
7-2. ẢNH HƯỞNG CÓ TÍNH CHẤT BỔ SUNG VÀ TƯƠNG TÁC
ĐA PHƯƠNG (AMMI)
Trong tự nhiên, hiện tượng tương tác giữa giống và môi trường đã
được ghi nhận. Phân tích G x E kinh điển tập trung nhiều vào hiện tượng ổn
định hơn là thích nghi. Do đó, phân tích AMMI đã được tổng hợp trên cơ sở
các mô hình của Finley và Wilkinson (1963), Eberhart và Russell (1966),
Perkins và Jinks (1968), Freeman và Perkins (1971), và nhiều tác
giả khác. Ngoài nội dung phân tích sự ổn định, mô hình này còn quan tâm
đến kiểu tương tác mà nó đang phân tích. Người ta giả định rằng có một sự
tương tác tuyến tính rất chặt giữa giống và môi trường theo một thứ bậc có
tính chất trội (dominant) theo môi trường. Mô hình này phát triển cao hơn
những mô hình kinh điển về ảnh hưởng chính có tính chất bổ sung (additive)
đối với giống thử nghiệm và môi trường, bằng phương pháp phân tích tương
tác đa phương. Do vậy nó có tên là AMMI, viết tắt từ chữ Additive Main
Effects and Multiplicative Interaction Models.
MÔ HÌNH ADDITIVE:
Yij = µ + gi + ej + dij (1)
Có n giống được thí nghiệm tại p địa điểm, sự đáp ứng về năng suất của giống
thứ ith ở môi trường jth được biểu thị theo mô hình (1)
µ là năng suất trung bình trên tất cả các điểm
gi là độ lệch chuẩn với giá trị trung bình của giống i
ej là độ lệch chuẩn với giá trị trung bình của môi trường j
dij là độ lệch chuẩn cặn (residual) chưa được giải thích bởi
µ, gi và ej dij = cij + εij (2)

cij là những biến số ngẫu nhiên đại diện cho sự tương tác giữa n giống và p địa
điểm với trung
bình zero và phương sai σ2c
εij là sai số cặn (residual) với trung bình zero và phương sai σ2.
Kỳ vọng tóan học về trung bình bình phương GxE (GxE MS) và một
phối hợp tuyến
tính của hai thông số này
σ2
E(GxE MS) = σ2c + ----(3)
r
Số lần lập lại ở mỗi địa điểm là r
Bài tập
1. Giải thích biểu đồ BIPLOT, theo phầnn mềm AMMI2 (IRRISTAT for
windows)
Hình 7-1: Giản đồ BIPLOT về năng suất của 8 giống lúa
khảo nghiệm tại 5 địa điểm khác nhau (2001). Giống có
năng suất ổn định nằm gần trung tâm của gỉan đồ là
giống số 3, 8, và 5
2. Phân tích GxE theo mô hình Eberhart & Russel (1966) theo kết qủa so sánh
năng suất 9
giống lúa tại 10 địa điểm sau dây
Bảng 7-1: Giá trị trung bình năng suất của các giống lúa khảo nghiệm
L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9 L10 sum mean Ij
T1 7.00 6.54 4.73 5.46 5.00 4.80 5.58 6.27 6.04 4.9 56.3 5.6 0.86
T2 5.40 5.21 4.55 3.77 3.73 4.33 5.13 5.71 4.84 4.2 46.9 4.6 0.77
T3 6.00 6.13 4.72 5.97 5.10 5.47 6.05 5.44 5.85 4.8 55.5 5.5 -
T4 6.27 6.23 4.17 5.30 4.27 3.33 5.00 5.91 5.77 4.5 50.8 5.0 -
T5 7.03 6.84 5.21 4.57 5.40 4.90 6.56 5.84 6.38 4.2 57.0 5.7 -
T6 6.67 6.48 4.38 5.27 5.40 6.03 6.31 4.29 6.19 4.8 55.8 5.5 -
T7 5.47 5.45 4.50 4.84 4.17 4.13 5.77 5.41 5.20 3.5 48.5 4.8 0.45

T8 5.83 5.71 4.45 5.02 4.03 4.53 4.93 5.81 5.69 4.5 50.5 5.0 0.35
T9 5.83 6.14 5.04 5.22 5.03 5.43 6.53 6.28 6.13 4.4 56.0 5.6 0.48
EMS 0.05625 0.0064 0.02563 0.99811 0.0525 0.01634 0.539874 0.0089
0.0153 0.0082 1.73 0.17
-0.8432
sum 55.5054.7341.74 45.41 42.1342.97 51.87 50.9752.0940.17 477.59