Ảnh hưởng của văn hóa truyền thống dân tộc đến đa dạng di truyền của các giống lúa địa phương trong bảo tồn tại chỗ tại tây nam Trung Quốc

Springer Science and Business Media LLC - Tập 12 - Trang 1-14 - 2016
Yanjie Wang1,2, Yanli Wang3, Xiaodong Sun4, Zhuoma Caiji2, Jingbiao Yang2, Di Cui1, Guilan Cao1, Xiaoding Ma1, Bing Han1, Dayuan Xue2, Longzhi Han1
1Institute of Crop Science, Chinese Academy of Agriculture Sciences, Beijing, China
2College of Life and Environmental Sciences, Minzu University of China, Beijing, China
3Inner Mongolia Institute of Biotechnology Research, Hohhot, China
4Heilongjiang Institute of Sericulture Research, Harbin, China

Tóm tắt

Tài nguyên di truyền cây trồng là một thành phần quan trọng của đa dạng sinh học. Tuy nhiên, với việc khuyến khích rộng rãi việc trồng đơn cây, đa dạng di truyền đã bị giảm sút một cách lớn lao. Các phương pháp bảo tồn ngoài tự nhiên đã được sử dụng rộng rãi để bảo vệ các giống cây trồng truyền thống trên toàn cầu. Tuy nhiên, phương pháp này không duy trì được các quá trình tiến hóa động của tài nguyên di truyền cây trồng trong môi trường sống gốc của chúng, dẫn đến sự giảm sút đa dạng di truyền và thậm chí là mất khả năng kháng lại các bệnh dịch và sâu hại mới. Do đó, bảo tồn tại chỗ đã được coi là một bổ sung quan trọng cho bảo tồn ngoài tự nhiên. Nghiên cứu này nhằm làm rõ sự khác biệt về đa dạng di truyền giữa bảo tồn ngoài tự nhiên và bảo tồn tại chỗ, đồng thời khám phá ảnh hưởng của các nền văn hóa truyền thống đến đa dạng di truyền của các giống lúa địa phương trong bảo tồn tại chỗ. Tình trạng bảo tồn của các giống lúa địa phương, bao gồm lúa Indica và Japonica, lúa không dính (Oryza sativa) và lúa dính (Oryza sativa var. glutinosa Matsum), đã được thu thập thông qua phương pháp điều tra dân tộc sinh học ở 12 làng của các nhóm dân tộc tại các tỉnh Quý Châu, Vân Nam và Quảng Tây, Trung Quốc. Để so sánh đa dạng di truyền giữa 24 cặp cùng một giống lúa địa phương từ các thời điểm khác nhau, công nghệ đánh dấu phân tử lặp lại đơn giản (SSR) đã được sử dụng. Các mẫu giống lúa được nghiên cứu đã được thu thập vào năm 1980 và duy trì ngoài tự nhiên, trong khi các mẫu năm 2014 được thu thập tại chỗ ở tây nam Trung Quốc. Kết quả cho thấy nhiều giống lúa địa phương đã được lưu giữ tại chỗ bởi các nông dân địa phương trong hàng trăm hoặc hàng nghìn năm. Số lượng alen (Na), số lượng alen hiệu quả (Ne), chỉ số đa dạng di truyền Nei (He) và chỉ số thông tin Shannon (I) của các giống lúa địa phương cao hơn từ 12.3–30.4 % trong bảo tồn tại chỗ so với bảo tồn ngoài tự nhiên. So với phương pháp bảo tồn ngoài tự nhiên, các giống lúa địa phương trong chương trình bảo tồn tại chỗ có nhiều alen hơn và đa dạng di truyền cao hơn. Tại mỗi địa điểm được điều tra, các nền văn hóa truyền thống dân tộc có ảnh hưởng tích cực đến sự đa dạng của giống lúa địa phương và đa dạng di truyền. Phần lớn các giống lúa địa phương của Trung Quốc được bảo tồn ở các khu vực dân tộc tây nam Trung Quốc. Bảo tồn tại chỗ có thể thúc đẩy hiệu quả sự biến thiên alen và làm tăng đa dạng di truyền của các giống lúa địa phương trong suốt 35 năm qua. Hơn nữa, các thực hành văn hóa truyền thống dân tộc là nền tảng quan trọng để tăng cường đa dạng di truyền của các giống lúa địa phương và thực hiện bảo tồn tại chỗ.

Từ khóa

#bảo tồn tại chỗ #đa dạng di truyền #giống lúa địa phương #văn hóa truyền thống #Trung Quốc

Tài liệu tham khảo

Tripp R, Heide WVD. The erosion of crop genetic diversity: challenges, strategies and uncertainties. ODI Natural Resource Perspectives (United Kingdom). 1996;(7)1–10.

Food and Agriculture Organization of United Nations. The state of food insecurity in the world 2010: Addressing food insecurity in protracted crises. Rome: Food and Agriculture Organization of United Nations; 2010.

Cohen JI, Williams JT, Plucknett DL, Shands H. Ex situ conservation of plant genetic resources: global developments and environmental concerns. Science. 1991;253(5022):866–72. doi:10.1126/science.253.5022.866.

Jackson MT. Conservation of rice genetic resources: the role of the international rice genebank at IRRI. Plant Mol Biol. 1997;35(1-2):61–7. doi:10.1023/A:1005709332130.

Wang SM. The current situation of crop germplasm resources protection and utilization in China. Chinese Seed Industry. 2002;10:8–11 (In and enhance the effectiveness Chinese).

Institute of Crop Science, Chinese Academy of Agriculture Sciences. Protection and utilization of Chinese crop germplasm resources in recent decade[M]. Chinese Agricultural Press. 2011: 1. (In Chinese)

Bellon MR, Pham JL, Jackson MT. Genetic conservation: a role for rice farmers. In: Maxted N, Ford-Lloyd BV, Hawkes JG (ed) Plant genetic conservation: the in situ approach, London: Chapman and Hall; 1997. pp 263-289.

Lu BR, Zhu YY, Wang YY. The current status and perspectives of on-farm conservation of crop genetic diversity. Biodivers Sci. 2002;10(4):409–15 (in Chinese).

Fowler C, Hodgkin T. Plant genetic resources for food and agriculture: assessing global availability. Soc Sci Electron Publishing. 2011;29(2):143–79. doi:10.1146/annurev.energy.29.062403.102203.

Altieri MA, Merrick LC. In situ conservation of crop genetic resources through maintenance of traditional farming systems. Econ Bot. 1987;41(1):86–96. doi:10.1007/BF02859354.

Brush SB. In situ conservation of landraces in centers of crop diversity. Crop Sci. 1995;35(2):346–54. doi:10.2135/cropsci1995.0011183X003500020009x.

Bretting PK, Duvick DN. Dynamic conservation of plant genetic resources. Adv Agron. 1997;61:1–51. doi:10.1016/S0065-2113(08)60661-6.

Brush SB. Farmers’ bounty: locating crop diversity in the contemporary world. New Haven: Yale University Press; 2004. p. 256–86.

Qualset CO, Damania AB, Zanatta ACA, Brush SB. Locally based crop plant conversation. In: Maxted N, Ford-Lloyd BV, Hawkes JG, editors. Plant genetic conservation: The in situ approach. London: Chapman and Hall; 1997. p. 160–75.

Brush SB. A farmer-based approach to conserving crop germplasm. Econ Bot. 1991;45(2):153–65. doi:10.1007/BF02862044.

Maxted N, Hawkes JG, Ford-Lloyd BV, Williams JT. A practical model for in situ genetic conservation. In: Maxted N, Ford-Lloyd BV, Hawkes JG, editors. Plant genetic conservation: The in situ approach. London: Chapman and Hall; 2000. p. 339–67.

Lando RP, Mak S. Cambodian farmers’ decision making in the choice of traditional rained lowland rice varieties. IRRI Res Paper Series Manila. 1994;154:1–17.

Bellon MR. The ethnoecology of maize variety management: a case study from Mexico. Hum Ecol. 1999;19(3):389–418. doi:10.1007/BF00888984.

Deu M1, Sagnard F, Chantereau J, Calatayud C, Hérault D, Mariac C, Pham JL, Vigouroux Y, Kapran I, Traore PS, Mamadou A, Gerard B, Ndjeunga J, Bezançon G. Niger-wide assessment of in situ sorghum genetic diversity with microsatellite markers. Theoritical Appl Genet. 2008;116(7):903–13. doi:10.1007/s00122-008-0721-7.

Negri V, Tosti N. Phaseolus genetic diversity maintained on farm in Central Italy. Genet Resour Crop Evol. 2002;45(5):511–20. doi:10.1023/A:1020902508166.

Elias M, Mckey D, Panaud O, Anstett MC, Robert T. Traditional management of cassava morphological and genetic diversity by the Makushi Amerindians (Guyana, South America): Perspectives for on-farm conservation of crop genetic resources. Euphytica. 2001;120(1):143–57. doi:10.1023/A:1017501017031.

Jarvis DI, Brown AHD, Hung Cuong P, Collado-Panduro L, Latournerie-Moreno L, Gyawali S, Tanto T, Sawadogo M, Mar I, Sadiki M, Thi-Ngoc Hue G, Arias-Reyes L, Balma D, Bajracharya J, Castillo F, Rijal D, Belqadi L, Rana R, Saidi S, Ouedraogo J, Zangre R, Rhrib K, Rhrib K, Chavez JL, Schoen D, Sthapit B, De Santis P, Fadda C, Hogdkin T. A global perspective of the richness and evenness of traditional crop-variety diversity maintained by farming communities. Proc Natl Acad Sci. 2008;105(14):5326–31. doi:10.1073/pnas.0800607105.

Bellon MR, Gotor E, Caracciolo F. Assessing the effectiveness of projects supporting on-farm conservation of native crops: evidence from the high Andes of South America. World Dev. 2015;70:162–76. doi:10.1016/j.worlddev.2015.01.014.

Jarvis DI, Hodgkin T. Strengthening the scientific basis of in situ conservation of agricultural biodiversity on-farm: options for data collecting and analysis. IPGRI. Proceedings of workshop to develop tools and procedures for in situ conservation on-farm. Rome, Italy, 1997.

Cromwell E, Oosterhout S. On-farm conservation of crop diversity: policy and institutional lessons from Zimbabwe. In: Brush SB, editor. Genes in the Field: on-farm conservation of crop diversity. Boca Raton: IPGRI/IDRC/Lewis Publishers; 2000. p. 217–38.

Negri V, Tiranti B. Effectiveness of in situ and ex situ conservation of crop diversity. What a Phaseolus vulgaris L. landrace case study can tell us. Genetica. 2010;138(9-10):985–98. doi:10.1007/s10709-010-9485-5.

Rana RB, Garforth C, Sthapit B, Jarvis D. Influence of socio-economic and cultural factors in rice varietal diversity management on-farm in Nepal. Agric Hum Values. 2007;24(4):461–72. doi:10.1007/s10460-007-9082-0.

Bertuso A, Ginogaling G, Salazar R. Community gene banks: the experience of conserve in the Philippines. In: Almekinders C, Boef W, editors. Encouraging diversity: the conservation and development of plant genetic resources. London: Intermediate Technology Publications; 2000. p. 117–22.

Bellon MR, Berthaud J, Smale M, Aguirre JA, Taba S, Arago NF, Dıaz J, Castro H. Participatory landrace selection for on-farm conservation: An example from the Central Valleys of Oaxaca, Mexico. Genet Resour Crop Evol. 2003;50(4):401–16. doi:10.1023/A:1023967611495.

Tsegaye B, Berg T. Utilization of durum wheat landraces in East Shewa, central Ethiopia: Are home uses an incentive for on-farm conservation? Agric Hum Values. 2007;24(2):219–30. doi:10.1007/s10460-006-9055-8.

Shewayrga H, Sopade PA. Ethnobotany, diverse food uses, claimed health benefits and implications on conservation of barley landraces in North Eastern Ethiopia highlands. J Ethnobiol Ethnomed. 2011;7(3):418–25. doi:10.1186/1746-4269-7-19.

Qi YW, Zhang DL, Zhang HL, Wang MX, Sun JL, Wei XH, Qiu ZE, Tang SX, Cao YS, Wang XK. Genetic diversity of rice cultivars (Oryza sativa L.) in China and the temporal trends in recent fifty years. Chin Sci Bull. 2006;51(6):681–8. doi:10.1007/s11434-006-0681-8.

Glaszman JC. Isozymes and classification of Asian rice varieties. Theortical Appl Genet. 1987;74(1):21–30. doi:10.1007/BF00290078.

Zeng YW, Zhang HL, Li ZC, Shen SQ, Sun JL, Wang MX, Liao DQ, Liu X, Wang XK, Xiao FH, Wen GS. Evalution of genetic diversity of rice landraces (Oryza sativa L.) in Yunnan, China. Breed Sci. 2007;57(2):91–9. doi:10.1270/jsbbs.57.91.

Zhang DL, Zhang HL, Wang MX, Sun JL, Qi YW, Wang FM, Wei XH, Han LZ, Wang XK, Li ZC. Genetic structure and differentiation of Oryza sativa L. in China revealed by microsatellites. Theortical Appl Genet. 2013;119(6):1105–17. doi:10.1007/s00122-009-1112-4.

Mccouch S R, Teytelman L, Xu Y, Lobos KB, Clare K, Walton M, Fu B, Maghirang R, Li Z, Xing Y, Zhang Q, Kono I, Yano M, Fjellstrom R, DeClerck G, Schneider D, Cartinhour S, Ware D, Stein L. Development and mapping of 2240 new SSR markers for rice (Oryza sativa L.) (supplement).[J]. Dna Research An International Journal for Rapid Publication of Reports on Genes & Genomes, 2002;9(6):199–207.

Zhu MY, Wang YY, Zhu YY, Lu BR. Estimating genetic diversity of rice landraces from Yunnan by SSR assay and its implication for conservation. Acta Bot Sin. 2004;46(12):1458–67.

Zheng AQ, Li SJ, Wang YY. Estimating genetic diversity between in-situ and ex-situ conservation of rice varieties by SSR assay. J Yunnan Agric Univ. 2009;24(5):641–6 (in Chinese).

Sun JC, Cao GL, Ma J, Chen YF, Han LZ. Comparative genetic structure within single-origin pairs of rice (Oryza sativa L.) landraces from in situ and ex situ conservation programs in Yunnan of China using microsatellite markers. Genet Resour Crop Evol. 2012;59(8):1611–23. doi:10.1007/s10722-011-9786-2.

Louette D, Charrier A, Berthaud J. In situ conservation of maize in Mexico: genetic diversity and maize seed management in a traditional community. Econ Bot. 1997;51(1):20–38. doi:10.1007/BF02910401.

Parzies HK, Spoor W, Ennos RA. Genetic diversity of barley landrace accessions (Hordeum vulgare ssp. vulgare) conserved for different lengths of time in ex situ gene banks. Heredity. 2000;84(4):476–86. doi:10.1046/j.1365-2540.2000.00705.x.

Tin HQ, Berg T, Bjørnstad Å. Diversity and adaptation in rice varieties under static (ex situ) and dynamic (in situ) management. A case study in the Mekong Delta, Vietnam. Euphytica. 2001;122(3):491–502. doi:10.1023/A:1017544406975.

Gómez OJ, Blair MW, Frankow-Lindberg BE, Gullberg U. Comparative study of common bean (Phaseolus vulgaris L.) landraces conserved ex situ in genebanks and in situ by farmers. Genet Resour Crop Evol. 2005;52(4):371–80. doi:10.1007/s10722-005-2249-x.

Barry MB, Pham JL, Béavogui S, Ghesquière A, Ahmadi N. Diachronic (1979-2003) analysis of rice genetic diversity in Guinea did not reveal genetic erosion. Genet Resour Crop Evol. 2008;55(5):723–33. doi:10.1007/s10722-007-9280-z.

Deu M, Sagnard F, Chantereau J, Calatayud C, Vigouroux Y, Pham JL, Mariac C, Kapran I, Mamadou A, Gérard B, Ndjeunga J, Bezancon G. Spatio-temporal dynamics of genetic diversity in Sorghum bicolor in Niger. Theoritical Appl Genet. 2010;120(7):1301–13. doi:10.1007/s00122-009-1257-1.

Alexiades MN, Sheldon JW. Selected Guidelines for Ethnobotanical Research: A Field Manual. New York: New York Botanical Garden; 1996.

Long CL. Modern ethnobotany: An introduction. Plant Diversity Resour. 2013;35(4):438–42.

Marshall DR, Brown AHD. Optimum sampling strategies in genetic conservation. In: Frankel OH, Hawkes JG, editors. Genetic resources for today and tomorrow. Cambridge: Cambridge University Press; 1975. p. 53–80.

Yang ZQ. Evaluation of cold tolerance at the booting stage and analysis of genetic diversity for japonica rice landrace in China. Dissertation, Chinese Academy of Agricultural Sciences, 2008. (in Chinese)

Cui D, Li JM, Tang CF, A XX, Yu TQ, Ma XD, Zhang EL, Cao GL, Xu FR, Qiao YL, Dai LY, Han LZ. Diachronic analysis of genetic diversity in rice landraces under on‑farm conservation in Yunnan, China. Theorticaland Applied Genetics. 2016; 129(1):155-168. doi:10.1007/s00122-015-2617-7

Panaud O, Chen X, Mccouch SR. Development of a microsatellite markers and characterization of simple sequence length polymorphism (SSLP) in rice (Oryza sativa L.). Mol Gen Genet. 1996;252(5):597–607. doi:10.1007/BF02172406.

Bassam BJ, Caetano-Anollés G, Gresshoff PM. Fast and sensitive silver staining of DNA in polyacrylamide gels. Anal Biochem. 1991;196(1):80–3.

Nei M. Genetic distance between populations. Am Nat. 1972;106(949):283–92. doi:10.1086/282771.

Nei M. Analysis of gene diversity in subdivided populations. Proc Natl Acad Sci. 1973;70(12):3321–3.

Excoffier L, Laval G, Schneider S. Arlequin (version 3.0): an integrated software package for population genetics data analysis. Evol Bioinform Online. 2005;1(1):47–50.

Soleri D, Smith SE. Morphological and phonological comparisons of two Hopi maize varieties conservedin situ and ex situ. Econ Bot. 1995;49(1):56–77. doi:10.1007/BF02862278.

Yang QW, Yu LQ, Zhang WX, Chen DZ, Shi JX, Ren JF, Miao H. Comparative studies on genetic diversities between in-situ and ex-situ conserved germplasm of Oryza rufipogon. Sci Agric Sin. 2005;38(6):1073–9 (in Chinese).

Gao D, Wang YY, He HX, Li CY, Zhu YY. Intra-varietal heterogeneity and implications of Baijiaolaogeng rice landraces in Yuanyang county. Yunan Mol Plant Breed. 2009;7(2):283–91 (in Chinese).

Dong C, Xu FR, Yang WY, Tang CF, Zhang EL, Yang YY, Xinxiang A, Zhang FF, Lu GD, Wang Y, Dai LY. Genetic variation analysis of paddy rice landrace of Yuelianggu from Yuanyang Hani’s terraced fields in Yunnan province. China J Rice Sci. 2013;27(2):137–44. in Chinese.

Feng JM, He HM, Gao D, Li CY. Diversity centers of rice cultivar in Yunnan and their correlation with ecological and cultural factors. J Resour Ecol. 2011;2(2):162–7. doi:10.3969/j.issn.1674-764x.2011.02.009.

Xu FR, Xinxiang A, Zhang FF, Zhang EL, Tang CF, Dong C, Yang YY, Liu X, Dai LY. On-farm conservation of 12 cereal crops among 15 ethnic groups in Yunnan (PR China). Genet Resour Crop Evol. 2014;61(2):423–34. doi:10.1007/s10722-013-0047-4.

Lei QY, Zhang WH, Sun J, Yang MX, Zhou JJ. Traditional management and utilization of glutinous rice genetic resources in Southeast Guizhou. Plant Divers Resour. 2013;35(2):195–201 (in Chinese).

Wang YJ, Wang YL, Jiao AX, Caiji ZM, Yang JB, Ruan RC, Xue DY. Influence of national traditional culture on crop genetic diversity. J Nat Resour. 2015;30(4):617–28 (in Chinese).

Agnihotri RK, Palni LMS. On-farm conservation of landraces of rice (Oryza sativa L.) through cultivation in the Kumaun region of Indian central Himalaya. J Mt Sci. 2007;4(4):354–60. doi:10.1007/s11629-007-0354-3.

Bisht IS, Mehta PS, Bhandari DC. Traditional crop diversity and its conservation on-farm for sustainable agricultural production in Kumaon Himalaya of Uttaranchal state: a case study. Genet Resour Crop Evol. 2007;54(2):345–57. doi:10.1007/s10722-005-5562-5.

Enjalbert J, Dawson JC, Paillard S, Rhone B, Rousselle Y, Thomas M, Goldringer I. Dynamic management of crop diversity: From an experimental approach to on-farm conservation. C R Biol. 2011;334(5-6):458–68. doi:10.1016/j.crvi.2011.03.005.

Bardsley D, Thomas I. Valuing local wheat landraces for agrobiodiversity conservation in Northeast Turkey. Agric Ecosyst Environ. 2005;106(4):407–12. doi:10.1016/j.agee.2004.08.011.

Poudel D, Johnsen FH. Valuation of crop genetic resources in Kaski, Nepal: Farmers’ willingness to pay for rice landraces conservation. J Environ Manag. 2009;90(1):483–91. doi:10.1016/j.jenvman.2007.12.020.

Sthapit BR, Jarvis D. Participatory plant breeding for on-farm conservation. ILEIA Newsletter, 1999; 40-41

Thông tin
Thông tin xuất bản

Springer Science and Business Media LLC

Tập 12

1-14

Thông tin tác giả