El estrés por alcalinidad es un gran obstáculo para mejorar la producción de arroz a nivel mundial debido a su efecto dañino en el crecimiento y desarrollo de las plantas en comparación con el estrés por salinidad. Sin embargo, el entendimiento de los mecanismos fisiológicos y moleculares de la tolerancia a la alcalinidad es limitado. Por lo tanto, se evaluó un panel de genotipos de arroz para la tolerancia a la alcalinidad en la etapa de plántula en un estudio de asociación a nivel genómico para identificar genotipos tolerantes y genes candidatos. El análisis de componentes principales reveló que rasgos como la puntuación de tolerancia a la alcalinidad, el peso seco del brote y el peso fresco del brote tuvieron la mayor contribución a las variaciones en la tolerancia, mientras que la concentración de Na en el brote, la relación Na:K en el brote y la relación raíz-brote tuvieron contribuciones moderadas. El agrupamiento fenotípico y el análisis de la estructura de la población agruparon los genotipos en cinco subgrupos. Varios genotipos susceptibles a la sal, como IR29, Cocodrie y Cheniere, se ubicaron en el clúster de alta tolerancia, sugiriendo diferentes mecanismos subyacentes de tolerancia para la salinidad y la alcalinidad. Se identificaron veintinueve SNPs significativos asociados con la tolerancia a la alcalinidad. Además de tres QTLs de tolerancia a la alcalinidad, que se co-localizaron con los QTLs reportados anteriormente, se identificó un nuevo QTL. Se seleccionaron seis genes candidatos que se expresaron diferencialmente entre genotipos tolerantes y susceptibles: LOC_Os04g50090 (proteína de unión al ADN de hélice-bucle-hélice), LOC_Os08g23440 (proteína de la familia de permeasas de aminoácidos), LOC_Os09g32972 (proteína MYB), LOC_Os08g25480 (Citocromo P450), LOC_Os08g25390 (deshidrogenasa homoserina bifuncional) y LOC_Os09g38340 (proteína de dedo de zinc C2H2). Los recursos genómicos y genéticos, como los genotipos tolerantes y los genes candidatos, serían valiosos para investigar los mecanismos de tolerancia a la alcalinidad y para la acumulación asistida por marcadores de los alelos favorables para mejorar la tolerancia a la alcalinidad en la etapa de plántula en arroz.