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Un estudio de asociación a nivel genómico revela una región asociada con el contenido de proteínas en semillas de frijol de ojo negro

Autores: Chen, Yilin; Xiong, Haizheng; Ravelombola, Waltram; Bhattarai, Gehendra; Barickman, Casey; Alatawi, Ibtisam; Phiri, Theresa Makawa; Chiwina, Kenani; Mou, Beiquan; Tallury, Shyam; Shi, Ainong

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Un estudio de asociación a nivel genómico revela una región asociada con el contenido de proteínas en semillas de frijol de ojo negro


Categoría

Ciencias Agrícolas y Biológicas

Subcategoría

Botánica

Palabras clave

Frijol de ojo negro
Proteína
Estudio de asociación a nivel genómico
Marcadores
Predicción genómica
Contenido de proteína en semillas

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 8

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La judía de cowpea (L. Walp., 2 = 2 = 22) es un cultivo rico en proteínas que complementa los cereales básicos para los humanos y sirve como forraje para el ganado. Se cultiva ampliamente en África y otros países en desarrollo como la principal fuente de proteínas en la dieta; por lo tanto, es necesario identificar los loci relacionados con las proteínas para mejorar la cría de cowpea. En el estudio actual, realizamos un estudio de asociación a nivel genómico (GWAS) en 161 accesiones de cowpea (151 germoplasma del USDA más 10 líneas de cría de Arkansas) con un amplio rango de contenido de proteínas en semillas (21.8~28.9%) con 110,155 polimorfismos de un solo nucleótido (SNPs) de alta calidad en todo el genoma para identificar marcadores asociados con el contenido de proteínas, luego realizamos una predicción genómica (GP) para la cría futura. Se identificaron un total de siete marcadores SNP significativos utilizando cinco modelos de GWAS (regresión de un solo marcador (SMR), el modelo lineal general (GLM), modelo lineal mixto (MLM), unificación de probabilidad de modelo fijo y aleatorio circulante (FarmCPU) y clave iterativamente anidada de información bayesiana y desequilibrio de ligamiento (BLINK), que se encuentran en el mismo locus en el cromosoma 8 para el contenido de proteínas en semillas. Este locus estaba asociado con el gen, que fue anotado como la proteína de la superfamilia de tioredoxina, desempeñando una función crítica para el aumento del contenido de proteínas y la mejora de la calidad nutricional. En este estudio, se empleó un enfoque de predicción genómica (GP) para evaluar la precisión de la predicción del contenido de proteínas en semillas de cowpea. La GP se llevó a cabo utilizando predicción cruzada con cinco modelos, a saber, la mejor predicción lineal no sesgada de regresión de cresta (rrBLUP), regresión de cresta bayesiana (BRR), bayesiana A (BA), bayesiana B (BB) y operador de selección y reducción absoluta mínima bayesiana (BL), aplicados a siete conjuntos de marcadores aleatorios de todo el genoma con diferentes densidades (10 k, 5 k, 2 k, 1 k, 500, 200 y 7), así como marcadores significativos identificados a través de GWAS. Las precisiones de la GP variaron entre el 42.9% y el 52.1% a través de los siete SNP considerados, dependiendo del modelo utilizado. Estos hallazgos no solo tienen el potencial de acelerar el ciclo de cría a través de la predicción temprana del rendimiento individual antes de la fenotipificación, sino que también ofrecen implicaciones prácticas para los programas de cría de cowpea que buscan mejorar el contenido de proteínas en semillas y la calidad nutricional.

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