Date Received: 06-06-2025
Date Published: 13-06-2025
##submissions.doi##: https://doi.org/10.31817/tckhnnvn.2013.11.6.
Views
Downloads
How to Cite:
RICE NITROGEN USE EFFICIENCY: GENETIC DISSECTION
,
Pham Van Cuong
,
Bertin Pierre
Keywords
nitrogen use efficiency (NUE), recombinant inbred lines (RILs), quantitative trait loci (QTL)
Abstract
Những thông tin đầy đủ hơn về các vùng di truyền trong hệ gen sẽ là cơ sở cho việc nâng cao hiệu suất sử dụng đạm ở cây trồng. Mục đích của nghiên cứu này nhằm xác định các vùng di truyền trong hệ gen của lúa có liên quan đến hiệu suất sử dụng đạm thông qua việc phân tích QTL đối với các dòng thuần tái tổ hợp (RILs) từ hai dòng bố mẹ Azucena và IR64. 169 RILs và hai dòng bố mẹ được trồng trong cùng điều kiện môi trường trong phytotron với các mức bón đạm khác nhau. Thí nhiệm được lặpp lại hai lần riêng biệt. Phần mềm WinQTL Cartographer version 2.5 được sử dụng trong việc phân tích QTL với từng thí nghiệm riêng biệt. Thí nghiệm thứ nhất xác định được 44 QTL cho 15 tính trạng theo dõi bao gồm: số lá (NL), số nhánh (NT), chiều cao cây (PH), tổng khối lượng chất tươi (FM), khối lượng rễ khô (DWR), khối lượng thân và cuống lá khô (DWS), khối lượng phiến lá khô (DWL), tổng khối lượng chất khô (DM), hàm lượng chlorophyll (CCI), hàm lượng N trong rễ (%NR), hàm lượng N trong thân và cuống lá (%NS), hàm lượng N trong phiến lá (%NL), hiệu suất sử dụng đạm hấp thụ (aNUE), hiệu suất sử dụng đạm sinh lý (pNUE), hiệu suất sử dụng đạm nông học (agNUE). Các QTL này nằm trên các nhiễm sắc thể 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,10 và12. Thí nghiệm lặp lại thứ 2 xác định được 44 QTL cho các tính trạng: NL, NT, PH, FM, DWR, DWS, DWL, DM,CCI, %NR, %NL, aNUE và agNUE trên các nhiễm sắc thể 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8 và 12.
References
Ahmadi N., Dubreuil-Tranchant C., Courtois B., Foncéka D., This D., Mc Couch S.R., Lorieux M., Glaszmann J.C. and Ghesquière A. (2005). New resources and integrated maps for IR64 x Azucena, a reference population in rice. In: IRRI 5th International Rice Genetics Symposium and 3rd International Rice Functional Genomics Symposium, Manila, Philip, 19823 November 2005. sl:sn, 1p. International Rice Genetics Symposium. 5, 2005811819/2005811823, Manille, Philippines.
Dufey, I., Hakizimana, P., Drayer, X., Lutts, S. and Bertin, P. (2009). QTL mapping for biomass and physiological parameters linked to resistance mechanisms to ferrous iron toxicity in rice. Euphytica 167:143-160. DOI 10.1007/s10681-008-9870-7
Fang P. and Wu P. (2001). QTL × N-level interaction for plant height in rice (Oryza Sativa L.). Plant and Soil 236: 237-242.
Feng Y., Cao L.Y., Wu W.M., Shen X.H., Zhan X.D., Zhai R.R., Wang R.C., Chen D.B. and Cheng S. H. (2010). Mapping QTLs for nitroge n- deficiency tolerance at seedling stage in rice (Oryza sativa L.). Plant Breed 129:652- 656
Giles, J. 2005. Nitrogen study fertilizes fears of pollution. Nature 433:791.
Glass A.D.M., (2003). Nitrogen use efficiency of crop plants: physiological constraints upon nitrogen absorption. Critical Reviews in Plant Sciences 22: 453-470.
Good A.G., Shrawat A.K. and Muench D.G. ( 2004). Can less yield more? Is reducing nutrient input into the environment compatible with maintaining crop production? Trends in Plant Science 9: 597-605.
Guo L.B., Zhu L.H., Xu Y.B., Zeng D.L., Wu P. and Qian Q. (2004). QTL analysis of seed dormancy in rice (Oryza sativa L.). Euphytica 140:155-162.
Hamaoka N., Uchida Y., Tomita M., Kumagai E., Araki T. and Ueno O. (2013). Genetic Variations in Dry Matter Production, Nitrogen Uptake, and Nitrogen Use Efficiency in the AA Genome Oryza Species Grown under Different Nitrogen Conditions. Plant Prod. Sci. 16(2): 107-116.
Hashimoto M., Herai Y., Nagaoka T. and Kouno K. (2007). Nitrate leaching in granitic regosol as affected by N uptake and transpiration by corn. Soil Sci. Plant Nutr. 53:300-309.
Hirel B., Bertin P., Quillere I., Bourdoncle W., Attagnant C., Dellay C., Gouy A., Cadiou S., Retailliau C. and Falque M.(2001). Towards a better understanding of the genetic and physiological basis for nitrogen use efficiency in maize. Plant Physiol 125: 1258-1270
Kant S., Bi Y.M. and Rothstein S.J. (2011). Understanding plant response to nitrogen limitation for the improvement of crop nitrogen use efficiency. Journal of Experimental Botany. 62 (4): 1499-1509
Lander E.S. and Botstein D. (1989). Mapping mendelian factors underlying quantitative traits using RFLP linkage maps. Genet. 121: 185-199.
Lian X., Xing Y., Yan H., Xu C., Li X., Zhang Q. (2005). QTLs for low nitrogen tolerance at seedling stage identified using a recombinant inbred line population derived from an elite rice hybrid. Theor Appl Genet 112:85– 96
Liang Y., Gao Z., Shen X., Zhan Xi., Zhang Y., Wu W., Cao L. and Cheng S. (2011). Mapping and Comparative Analysis of QTL for Rice Plant Height Based on Different Sample Sizes within a Single Line in a RIL Population. Rice Science, 18(4): 265-272
Misselbrook T.H., van der Weerden T.J., Pain B.F., Jarvis S.C., Chambers B.J., Smith K.A., Philips V.R. and Demmers T.G.M. (2000). Ammonia emission factors for UK agriculture. Atmospheric Environment 34: 871-880.
Mosier A., Syers J.K. and Freney J.R. (2004). Agriculture and the nitrogen cycle. Assessing the impacts of fertilizer use on food production and the environment. SCOPE 65. Washington, DC: Island Press.
Namai S., Toriyama K. and Fukuta Y. (2009). Genetic variation in dry matter production and physiological nitrogen use efficiency in rice (Oryza sativa L.) varieties. Breeding Science 59: 269-276.
Raun W.R., Johnson G.V. (1999). Improving nitrogen use efficiency for cereal production. Agronomy Journal 91: 357-363.
Samborski S., Kozak M. and Azevedo R.A. (2008). Does nitrogen uptake affect nitrogen uptake efficiency, or vice versa? Acta Physiologiae Plantarum. 30:419-420.
Senthilvel S., Vinod K.K., Malarvizhi P. and Maheswaran M. (2008). QTL and QTL × Environment Effects on Agronomic and Nitrogen Acquisition Traits in Rice. Journal of Integrative Plant Biology.50(9):1108-1117
Shan Y.H., Wang Y.L., Pan X.B. (2005). Mapping of QTLs for nitrogen use efficiency and related traits in rice ( Oryza sativa L). Acta Agron Sin. 4(10):721-727.
Wei D., Cui K.H., Pan J.F., Ye G.Y., Xiang J., Nie L.X., Huang J.L. (2011). Genetic dissection of grain nitrogen use efficiency and grain yield and their relationship in rice. Field Crops Res. 124: 340-346.
Wei D., Cui K., Pan J., Wang Q., Wang K., Zhang X., Xiang J., Nie L. and Huang J. (2012b). Identification of quantitative trait loci for grain yield and its components in response to low nitrogen application in rice. AJCS. 6(6): 986-994. ISSN: 1835-2707.
Wei D., Cui K., Ye G., Pan J., Xiang J., Huang J. and Nie L. (2012a). QTL mapping for nitrogen-use efficiency and nitrogen-deficiency tolerance traits in rice. Plant Soil, 359: 281-295.
Wu P., Hu B., Liao C.Y., Zhu J.M., Wu Y.R., Senadhira D. and Paterson A.H. (1998). Characterization of tissue tolerance to iron by molecular markers in different lines of rice. Plant Soil 203: 217-226.
Wuebbles D.J. (2009). Nitrous oxide: no laughing matter. Science. 326: 56-57.
Yoshida S., Forno D.A., Cock J.H. and Gomez K.A. (1976). Laboratory manual for physiological studied of rice. 3rd edn. Int Rice Res Inst, Manila.
Zhang X.Q., Zhang G.P., Guo L.B., Wang H.Z., Zeng D.L., Dong G.J., Qian Q. and Xue D.W. (2011). Identification of quantitative trait loci for Cd and Zn concentrations of brown rice grown in Cd-polluted soils. Euphytica 180:173-179.