Đa dạng di truyền của các quần thể tách biệt của các giống lúa địa phương ở Indonesia (Oryza sativa L.) thu thập tại Đông Kalimantan trên đảo Borneo

Rice - Tập 2 Số 1 - Trang 80-92 - 2009
Michael J. Thomson1, Nicholas R. Polato2, Joko Prasetiyono1, Kurniawan Rudi Trijatmiko1, Tiur S. Silitonga1, Susan R. McCouch2
1Indonesian Center for Agricultural Biotechnology and Genetic Resources Research and Development, Jl. Tentara Pelajar 3A, Bogor, 16111, Indonesia
2Department of Plant Breeding and Genetics, Cornell University, 162 Emerson Hall, Ithaca, NY, 14853, USA

Tóm tắt

Tóm tắt Mặc dù sự đa dạng di truyền của nguồn gen lúa đã được xác định rõ ràng trên toàn cầu, nhưng ít nghiên cứu nào đã xem xét sâu về một số lượng lớn các giống lúa địa phương ở quy mô địa phương. Để hiểu rõ hơn về mối quan hệ giữa sự đa dạng di truyền của lúa và các yếu tố địa lý cũng như văn hóa liên quan, chúng tôi đã thu thập và mô tả 183 giống lúa địa phương từ 18 ngôi làng dọc theo các con sông Bahau và Kayan ở tỉnh Đông Kalimantan trên đảo Borneo. Phân tích đa dạng di truyền sử dụng 30 chỉ thị microsatellite phát hiện sự khác biệt rõ ràng giữa các nhóm giống indicajaponica (F st = 0.59), với 80% các giống lúa được xác định là japonica nhiệt đới và 20% indica, điều này phần lớn tương quan với các kiểu sinh thái ở mức độ đồng ruộng: japonica ở đất cao và indica ở đất thấp. Kiến thức bản địa từ người nông dân địa phương đã được thu thập về tên gọi, nguồn gốc và cách sử dụng của các giống lúa địa phương, điều này cung cấp một bối cảnh phong phú để so sánh với các mối quan hệ di truyền của các giống cổ truyền này.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Adoukonou-Sagbadja H, Wagner C, Dansi A, Ahlemeyer J, Dainou O, Akpagana K, et al. Genetic diversity and population differentiation of traditional fonio millet ( Digitaria spp.) landraces from different agro-ecological zones of West Africa. Theor Appl Genet 2007;115:917–31.

Anau N. A history of the Kenyah Leppo’ Ké and Nyibun in Pujungan subdistrict. In: Cristina Eghenter, Bernard Sellato, G. Simon Devung, editors. Social science research and conservation management in the interior of Borneo. Bogor, Indonesia: CIFOR (Center for International Forestry Research); 2003. p. 153–174.

Barnaud A, Deu M, Garine E, McKey D, Joly H. Local genetic diversity of sorghum in a village in northern Cameroon: structure and dynamics of landraces. Theor Appl Genet 2007;114:237–48.

Barry MB, Pham JL, Noyer JL, Courtois B, Billot C, Ahmadi N. Implications for in situ genetic resource conservation from the ecogeographical distribution of rice genetic diversity in Maritime Guinea. Plant Genet Resour 2007;5:45–54.

Caicedo AL, Williamson SH, Hernandez RD, Boyko A, Fledel-Alon A, York TL, et al. Genome-wide patterns of nucleotide polymorphism in domesticated rice. PLoS Genetics 2007;3:e163.

Cavalli-Sforza LL, Edwards AWF. Phylogentic analysis. Models and estimation procedures. Am J Hum Genet 1967;19:233–57.

Eghenter C, Sellato B. Introduction. In: Eghenter C, Sellato B, Simon Devung G, editors. Social science research and conservation management in the interior of Borneo. Bogor: CIFOR (Center for International Forestry Research); 2003. p. 1–34.

Falush D, Stephens M, Pritchard JK. Inference of population structure using multilocus genotype data: linked loci and correlated allele frequencies. Genetics 2003;164:1567–87.

Gao L-z, Innan H. Nonindependent domestication of the two rice subspecies, Oryza sativa ssp. indica and ssp. japonica, demonstrated by multilocus microsatellites. Genetics 2008;179:965–76.

Gao LiZhi, Zhang ChiHong, Chang LiPing, Jia JiZeng, Qiu ZongEn, Dong YuShen. Microsatellite diversity within Oryza sativa with emphasis on indica-japonica divergence. Genet Res 2005;85:1–14.

Garris AJ, Tai TH, Coburn J, Kresovich S, McCouch S. Genetic structure and diversity in Oryza sativa L. Genetics 2005;169:1631–8.

Glaszmann JC. Isozymes and classification of Asian rice varieties. Theor Appl Genet 1987;74:21–30.

Jain S, Jain R, McCouch S. Genetic analysis of Indian aromatic and quality rice (Oryza sativa L.) germplasm using panels of fluorescently-labeled microsatellite markers. Theor Appl Genet 2004;109:965–77.

Kovach MJ, Sweeney MT, McCouch SR. New insights into the history of rice domestication. Trends Genet 2007;23:578–87.

Liu K, Muse SV. PowerMarker: an integrated analysis environment for genetic marker analysis. Bioinformatics 2005;21:2128–9.

Londo JP, Chiang Y-C, Hung K-H, Chiang T-Y, Schaal BA. Phylogeography of Asian wild rice, Oryza rufipogon, reveals multiple independent domestications of cultivated rice, Oryza sativa. Proc Natl Acad Sci 2006;103:9578–83.

Lu H, Redus MA, Coburn JR, Rutger JN, McCouch SR, Tai TH. Population structure and breeding patterns of 145 U.S. rice cultivars based on SSR marker analysis. Crop Sci 2005;45:66–76.

Pessoa-Filho M, Beló A, Alcochete A, Rangel P, Ferreira M. A set of multiplex panels of microsatellite markers for rapid molecular characterization of rice accessions. BMC Plant Biol 2007;7:23.

Prashanth SR, Parani M, Mohanty BP, Talame V, Tuberosa R, Parida A. Genetic diversity in cultivars and landraces of Oryza sativa subsp. indica as revealed by AFLP markers. Genome 2002;45:451–9.

Pritchard JK, Stephens M, Donnelly P. Inference of population structure using multilocus genotype data. Genetics 2000;155:945–59.

Rohlf F (2007) NTSYS-pc: Numerical Taxonomy System, ver. 2.20. In. Exeter Publishing, Ltd, Setauket, NY, USA

Sang T, Ge S. The puzzle of rice domestication. J Integr Plant Biol 2007;49:760–8.

Setyawati I. Biodiversity and traditional knowledge: rice varieties among the Leppo’ Ké of Apau Ping. In: Eghenter C, Sellato B, Simon Devung G, editors. Social science research and conservation management in the interior of Borneo. Bogor, Indonesia: CIFOR (Center for International Forestry Research); 2003. p. 35–48.

Song ZP, Xu X, Wang B, Chen JK, Lu BR. Genetic diversity in the northernmost Oryza rufipogon populations estimated by SSR markers. Theor Appl Genet 2003;107:1492–9.

Sweeney M, McCouch S. The complex history of the domestication of rice. Ann Bot 2007;100:951–7.

Sweeney MT, Thomson MJ, Cho YG, Park YJ, Williamson SH, Bustamante CD, et al. Global dissemination of a single mutation conferring white pericarp in rice. PLoS Genetics 2007;3:e133.

Thomson M, Septiningsih E, Suwardjo F, Santoso T, Silitonga T, McCouch S. Genetic diversity analysis of traditional and improved Indonesian rice (Oryza sativa L.) germplasm using microsatellite markers. Theor Appl Genet 2007;114:559–68.

Vaughan DA, Lu B-R, Tomooka N. Was Asian rice (Oryza sativa) domesticated more than once? Rice J 2008;1:16–24.

Xu X, Lu B-R, Chen YH, Xu M, Rong J, Ye P, et al. Inferring population history from fine-scale spatial genetic analysis in Oryza rufipogon (Poaceae). Mol Ecol 2006;15:1535–44.

Yang GP, Saghai Maroof MA, Xu CG, Zhang Q, Biyashev RM. Comparative analysis of microsatellite DNA polymorphism in landraces and cultivars of rice. Mol Gen Genet 1994;245:187–94.

Yu SB, Xu WJ, Vijayakumar CHM, Ali J, Fu BY, Xu JL, et al. Molecular diversity and multilocus organization of the parental lines used in the International Rice Molecular Breeding Program. Theor Appl Genet 2003;108:131–40.

Zhang H, Sun J, Wang M, Liao D, Zeng Y, Shen S, et al. Genetic structure and phylogeography of rice landraces in Yunnan, China, revealed by SSR. Genome 2007;50:72–83.

Zhou H-f, Xie Z-w, Ge S. Microsatellite analysis of genetic diversity and population genetic structure of a wild rice ( Oryza rufipogon Griff.) in China. Theor Appl Genet 2003;107:332–9.