Lúa gạo (Oryza sativa L.) là một trong những cây trồng quan trọng hàng đầu cung cấp lương thực cho hơn 50% dân số thế giới. Để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ ngày càng cao, dự đoán sản lượng lúa gạo đến năm 2025 cần tăng thêm 30%. Không những thế, trong bối cảnh bùng nổ dân số, mở rộng đô thị hóa và biến đổi khí hậu, cải tiến và ổn định năng suất lúa gạo trở thành một thách thức lớn đối với các nhà chọn tạo giống. Các nghiên cứu từ những năm 1960 cho thấy sự đa dạng của các tính trạng nông học quy định năng suất lúa, đây là nguồn tài nguyên di truyền lớn phục vụ cho các chương trình chọn tạo giống lúa cao sản. Theo đó, nhiều công trình nghiên cứu nhằm cải thiện và tạo ra những giống mới có năng suất cao hơn đã được công bố (Xing and Zhang, 2010). Trong số đó, xác định các QTL ảnh hưởng tích cực đến tính trạng năng suất có ý nghĩa quan trọng (Bai et al., 2012; Ikeda et al., 2013; Xing and Zhang, 2010). Gần đây, phương pháp phân tích GWAS ra đời cùng với các công nghệ giải trình tự thế hệ mới đã trở thành một công cụ mạnh mẽ để nghiên cứu sự đa dạng của quần thể và phát hiện thêm nhiều loci quan trọng, đặc biệt là các loci liên kết với các tính trạng nông học phức tạp như tính trạng năng suất (Huang et al., 2012).Nghiên cứu GWAS các tính trạng liên quan đến năng suất đã được tiến hành trên tập đoàn lúa địa phương Việt Nam và đã xác định được 29 QTLs tiềm năng . Trong số đó, đáng chú ý là QTL9 chứa 9 chỉ thị SNP (Single Nucleotide Polymorphism), liên kết chặt với 2 tính trạng số gié thứ cấp/bông và số hạt/bông. Tuy nhiên, kết quả của GWAS dựa trên các phân tích thống kê, do vậy các QTL mới tìm được cần được nghiên cứu và chứng minh trong quần thể con lai trước khi đưa vào sử dụng trong các chương trình chọn giống. Vì vậy, trong nghiên cứu này, các quần thể lai F1 đã được tạo ra bằng cách lai 2 nhóm giống lúa bản địa Việt Nam có kiểu hình bông trái ngược nhau (bông to và bông nhỏ), nhằm tạo vật liệu khởi đầu cho việc đánh giá vai trò của QTL9 trong các quần thể lai tái tổ hợp (F2, F3).

Nghiên cứu do nhóm tác giả của Phòng thí nghiệm Việt - Pháp (LMI-RICE2), Phòng thí nghiệm trọng điểm Công nghệ Tế bào thực vật, Viện Di truyền Nông nghiệp, Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam; 2 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội; Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội; 4 Viện Nghiên cứu và Phát triển Pháp (IRD); Plant Genetics Laboratory, National Institute of Genetics, Japan thực hiện. Các giống lúa bố mẹ được gieo trồng vào vụ Xuân năm 2017 và được lai với nhau tại nhà lưới Viện Di truyền Nông nghiệp. Các dòng F1 được trồng và đánh giá vào vụ Mùa năm 2017, cũng tại nhà lưới Viện Di truyền Nông nghiệp.Các thí nghiệm sinh học phân tử nhằm chọn lọc cây F1 được tiến hành tại Phòng thí nghiệm LMI-RICE2,Viện Di truyền Nông nghiệp.

Trong nghiên cứu của nhóm tác giả, bốn quần thể lai F1 đã được tạo ra từ 4 giống lúa bố mẹ đại diện cho 2 nhóm lúa có cấu trúc bông to và nhóm có cấu trúc bông nhỏ, mang QTL9 liên quan đến các tính tạng năng suất. Đánh giá độ đa hình của mười hai chỉ thị phân tử SSR giữa các cây bố, mẹ đã thu được 7 chỉ thị có sự đa hình và 5 chỉ thị không cho sự đa hình hoặc không đặc hiệu. Phân tích 80 cây F1 bằng 7 chỉ thị cho sự đa hình đã chọn ra được 51 cây F1 mang cả 2 locus của bố và mẹ, là nguồn vật liệu khởi đầu để tạo các quần thể tái tổ hợp F2 và F3.