Identificación de loci polimórficos de un solo nucleótido y genes candidatos para el porcentaje de germinación de semillas en quingombó bajo estrés salino y sin estrés salino mediante un estudio de asociación a nivel genómico
Autores: Xu, Gaowen; Cheng, Yujing; Wang, Xiaoqiu; Dai, Zhigang; Kang, Zepei; Ye, Zhichao; Pan, Yangyang; Zhou, Linkang; Xie, Dongwei; Sun, Jian
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Identificación de loci polimórficos de un solo nucleótido y genes candidatos para el porcentaje de germinación de semillas en quingombó bajo estrés salino y sin estrés salino mediante un estudio de asociación a nivel genómico
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Salinidad del suelo
Cultivos
Germinación de semillas
Estrés salino
Marcadores SNP
Quingombó
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 8
Citaciones: Sin citaciones
La salinidad excesiva del suelo es un factor de estrés importante que inhibe el crecimiento, desarrollo y rendimiento de los cultivos. La germinación de semillas es una etapa crítica en el crecimiento y desarrollo de los cultivos, así como una de las etapas más sensibles a la sal. El estrés salino tiene un efecto inhibitorio significativo en la germinación de semillas. El quingombó es un vegetal nutritivo, pero su porcentaje de germinación de semillas (GP) es bajo, ya sea en condiciones de estrés salino o en condiciones adecuadas. En este estudio, utilizamos 180 accesiones de quingombó y realizamos un estudio de asociación a nivel genómico (GWAS) sobre el porcentaje de germinación utilizando 20,133,859 marcadores de polimorfismo de nucleótido único (SNP) bajo condiciones de 0 (CK, agua diluida), 70 (tratamiento 1, T1) y 140 mmol/L (tratamiento 2, T2) de NaCl. Usando el modelo lineal mixto (MLM) en el software Efficient Mixed-model Association eXpedated (EMMAX) y Genome-wide Efficient Mixed Model Association (GEMMA), se asociaron significativamente 511 loci SNP durante la germinación, de los cuales 167 loci SNP fueron detectados simultáneamente por ambos programas. Entre los 167 SNP, SNP2619493 en el cromosoma 59 y SNP2692266 en el cromosoma 44 fueron detectados simultáneamente bajo las condiciones CK, T1 y T2, y fueron loci SNP clave que regulan el GP de las semillas de quingombó. El análisis del bloque de desequilibrio de ligamiento reveló que nsSNP2626294 (C/T) estaba cerca de SNP2619493, y los cambios en los aminoácidos causados por nsSNP2626294 llevaron a un aumento en los valores fenotípicos en algunas accesiones de quingombó. Hubo un nsSNP2688406 (A/G) cerca de SNP2692266, y el cambio en el aminoácido causado por nsSNP2688406 llevó a una disminución en los valores fenotípicos en algunas accesiones de quingombó. Estos resultados indican que regulan el GP de las semillas de quingombó bajo estrés salino y sin estrés salino. El análisis de expresión génica demostró aún más estos resultados. Los marcadores SNP y genes que se identificaron en este estudio proporcionarán referencia para futuras investigaciones sobre el GP del quingombó, así como nuevos marcadores genéticos y genes candidatos para cultivar nuevas variedades de quingombó con altos GP bajo condiciones de estrés salino y sin estrés salino.
Descripción
La salinidad excesiva del suelo es un factor de estrés importante que inhibe el crecimiento, desarrollo y rendimiento de los cultivos. La germinación de semillas es una etapa crítica en el crecimiento y desarrollo de los cultivos, así como una de las etapas más sensibles a la sal. El estrés salino tiene un efecto inhibitorio significativo en la germinación de semillas. El quingombó es un vegetal nutritivo, pero su porcentaje de germinación de semillas (GP) es bajo, ya sea en condiciones de estrés salino o en condiciones adecuadas. En este estudio, utilizamos 180 accesiones de quingombó y realizamos un estudio de asociación a nivel genómico (GWAS) sobre el porcentaje de germinación utilizando 20,133,859 marcadores de polimorfismo de nucleótido único (SNP) bajo condiciones de 0 (CK, agua diluida), 70 (tratamiento 1, T1) y 140 mmol/L (tratamiento 2, T2) de NaCl. Usando el modelo lineal mixto (MLM) en el software Efficient Mixed-model Association eXpedated (EMMAX) y Genome-wide Efficient Mixed Model Association (GEMMA), se asociaron significativamente 511 loci SNP durante la germinación, de los cuales 167 loci SNP fueron detectados simultáneamente por ambos programas. Entre los 167 SNP, SNP2619493 en el cromosoma 59 y SNP2692266 en el cromosoma 44 fueron detectados simultáneamente bajo las condiciones CK, T1 y T2, y fueron loci SNP clave que regulan el GP de las semillas de quingombó. El análisis del bloque de desequilibrio de ligamiento reveló que nsSNP2626294 (C/T) estaba cerca de SNP2619493, y los cambios en los aminoácidos causados por nsSNP2626294 llevaron a un aumento en los valores fenotípicos en algunas accesiones de quingombó. Hubo un nsSNP2688406 (A/G) cerca de SNP2692266, y el cambio en el aminoácido causado por nsSNP2688406 llevó a una disminución en los valores fenotípicos en algunas accesiones de quingombó. Estos resultados indican que regulan el GP de las semillas de quingombó bajo estrés salino y sin estrés salino. El análisis de expresión génica demostró aún más estos resultados. Los marcadores SNP y genes que se identificaron en este estudio proporcionarán referencia para futuras investigaciones sobre el GP del quingombó, así como nuevos marcadores genéticos y genes candidatos para cultivar nuevas variedades de quingombó con altos GP bajo condiciones de estrés salino y sin estrés salino.