Published August 30, 2016
| Version v1
Publication
Open
Identification of favorable SNP alleles and candidate genes for traits related to early maturity via GWAS in upland cotton
Creators
- 1. Northwest A&F University
- 2. Cotton Research Institute
- 3. Chinese Academy of Agricultural Sciences
- 4. Biomarker Technologies (China)
Description
Early maturity is one of the most important and complex agronomic traits in upland cotton (Gossypium hirsutum L). To dissect the genetic architecture of this agronomically important trait, a population consisting of 355 upland cotton germplasm accessions was genotyped using the specific-locus amplified fragment sequencing (SLAF-seq) approach, of which a subset of 185 lines representative of the diversity among the accessions was phenotypically characterized for six early maturity traits in four environments. A genome-wide association study (GWAS) was conducted using the generalized linear model (GLM) and mixed linear model (MLM).A total of 81,675 SNPs in 355 upland cotton accessions were discovered using SLAF-seq and were subsequently used in GWAS. Thirteen significant associations between eight SNP loci and five early maturity traits were successfully identified using the GLM and MLM; two of the 13 associations were common between the models. By computing phenotypic effect values for the associations detected at each locus, 11 highly favorable SNP alleles were identified for five early maturity traits. Moreover, dosage pyramiding effects of the highly favorable SNP alleles and significant linear correlations between the numbers of highly favorable alleles and the phenotypic values of the target traits were identified. Most importantly, a major locus (rs13562854) on chromosome Dt3 and a potential candidate gene (CotAD_01947) for early maturity were detected.This study identified highly favorable SNP alleles and candidate genes associated with early maturity traits in upland cotton. The results demonstrate that GWAS is a powerful tool for dissecting complex traits and identifying candidate genes. The highly favorable SNP alleles and candidate genes for early maturity traits identified in this study should be show high potential for improvement of early maturity in future cotton breeding programs.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
النضج المبكر هو واحد من أهم السمات الزراعية المعقدة في القطن المرتفع (Gossypium hirsutum L). لتشريح البنية الوراثية لهذه السمة ذات الأهمية الزراعية، تم التنميط الجيني لمجموعة مكونة من 355 من مدخلات البلازما الجرثومية القطنية في المرتفعات باستخدام نهج تسلسل الشظايا المضخم المحدد (SLAF - seq)، والذي تم تمييز مجموعة فرعية من 185 سطرًا تمثل التنوع بين المدخلات بشكل ظاهري لستة سمات نضج مبكرة في أربع بيئات. تم إجراء دراسة ارتباط على مستوى الجينوم (GWAS) باستخدام النموذج الخطي المعمم (GLM) والنموذج الخطي المختلط (MLM). تم اكتشاف ما مجموعه 81،675 SNPs في 355 ملحقًا من القطن المرتفع باستخدام SLAF - seq وتم استخدامها لاحقًا في GWAS. تم تحديد ثلاثة عشر ارتباطًا مهمًا بين ثمانية مواقع SNP وخمس سمات نضج مبكرة بنجاح باستخدام GLM و MLM ؛ كانت اثنتان من الارتباطات الثلاثة عشر شائعة بين النماذج. من خلال حساب قيم التأثير الظاهري للارتباطات المكتشفة في كل موضع، تم تحديد 11 أليل SNP مفضل للغاية لخمس سمات نضج مبكرة. علاوة على ذلك، تم تحديد تأثيرات هرمية الجرعة لأليلات SNP المواتية للغاية والارتباطات الخطية الهامة بين أعداد الأليلات المواتية للغاية والقيم الظاهرية للسمات المستهدفة. الأهم من ذلك، تم الكشف عن موضع رئيسي (rs13562854) على كروموسوم Dt3 وجين مرشح محتمل (CotAD _01947) للنضج المبكر. حددت هذه الدراسة أليلات SNP مواتية للغاية والجينات المرشحة المرتبطة بسمات النضج المبكر في القطن المرتفع. تُظهر النتائج أن دراسة الترابط الجينومي الكامل (GWAS) هي أداة قوية لتشريح السمات المعقدة وتحديد الجينات المرشحة. يجب أن تُظهر أليلات SNP المواتية للغاية والجينات المرشحة لسمات النضج المبكر المحددة في هذه الدراسة إمكانات عالية لتحسين النضج المبكر في برامج تربية القطن المستقبلية.Translated Description (French)
La maturité précoce est l'un des traits agronomiques les plus importants et les plus complexes du coton de montagne (Gossypium hirsutum L). Pour disséquer l'architecture génétique de ce trait agronomiquement important, une population composée de 355 accessions de germoplasme de coton des hautes terres a été génotypée à l'aide de l'approche de séquençage de fragments amplifiés à locus spécifique (SLAF-seq), dont un sous-ensemble de 185 lignées représentatives de la diversité parmi les accessions a été phénotypiquement caractérisé pour six traits de maturité précoce dans quatre environnements. Une étude d'association à l'échelle du génome (GWAS) a été menée à l'aide du modèle linéaire généralisé (GLM) et du modèle linéaire mixte (MLM). Un total de 81 675 SNP dans 355 accessions de coton des hautes terres a été découvert à l'aide de SLAF-seq et a ensuite été utilisé dans GWAS. Treize associations significatives entre huit locus SNP et cinq traits de maturité précoce ont été identifiées avec succès à l'aide du GLM et du MLM ; deux des 13 associations étaient communes entre les modèles. En calculant les valeurs d'effet phénotypique pour les associations détectées à chaque locus, 11 allèles SNP très favorables ont été identifiés pour cinq traits de maturité précoce. De plus, les effets de pyramidation des doses des allèles SNP très favorables et les corrélations linéaires significatives entre le nombre d'allèles très favorables et les valeurs phénotypiques des traits cibles ont été identifiés. Plus important encore, un locus majeur (rs13562854) sur le chromosome Dt3 et un gène candidat potentiel (CotAD_01947) pour la maturité précoce ont été détectés. Cette étude a identifié des allèles SNP très favorables et des gènes candidats associés à des traits de maturité précoce dans le coton des hautes terres. Les résultats démontrent que le GWAS est un outil puissant pour disséquer des traits complexes et identifier des gènes candidats. Les allèles SNP très favorables et les gènes candidats pour les traits de maturité précoce identifiés dans cette étude devraient présenter un potentiel élevé d'amélioration de la maturité précoce dans les futurs programmes de sélection du coton.Translated Description (Spanish)
La madurez temprana es uno de los rasgos agronómicos más importantes y complejos del algodón de montaña (Gossypium hirsutum L). Para diseccionar la arquitectura genética de este rasgo agronómicamente importante, se genotipó una población que consistía en 355 accesiones de germoplasma de algodón de tierras altas utilizando el enfoque de secuenciación de fragmentos amplificados de locus específico (SLAF-seq), de los cuales un subconjunto de 185 líneas representativas de la diversidad entre las accesiones se caracterizó fenotípicamente para seis rasgos de madurez temprana en cuatro entornos. Se realizó un estudio de asociación de todo el genoma (GWAS) utilizando el modelo lineal generalizado (GLM) y el modelo lineal mixto (MLM). Se descubrieron un total de 81,675 SNP en 355 accesiones de algodón de tierras altas utilizando SLAF-seq y posteriormente se utilizaron en GWAS. Se identificaron con éxito trece asociaciones significativas entre ocho loci de SNP y cinco rasgos de madurez temprana utilizando el GLM y el MLM; dos de las 13 asociaciones fueron comunes entre los modelos. Al calcular los valores del efecto fenotípico para las asociaciones detectadas en cada locus, se identificaron 11 alelos de SNP altamente favorables para cinco rasgos de madurez temprana. Además, se identificaron los efectos piramidales de dosificación de los alelos de SNP altamente favorables y las correlaciones lineales significativas entre los números de alelos altamente favorables y los valores fenotípicos de los rasgos diana. Lo más importante es que se detectó un locus principal (rs13562854) en el cromosoma Dt3 y un gen candidato potencial (CotAD_01947) para la madurez temprana. Este estudio identificó alelos de SNP altamente favorables y genes candidatos asociados con rasgos de madurez temprana en algodón de tierras altas. Los resultados demuestran que GWAS es una herramienta poderosa para diseccionar rasgos complejos e identificar genes candidatos. Los alelos SNP altamente favorables y los genes candidatos para los rasgos de madurez temprana identificados en este estudio deben mostrar un alto potencial de mejora de la madurez temprana en futuros programas de cultivo de algodón.Files
s12864-016-2875-z.pdf
Files
(3.3 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:9c9701132cb66c6552050dc16d8b54fb
|
3.3 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تحديد أليلات SNP المواتية والجينات المرشحة للصفات المتعلقة بالنضج المبكر عبر GWAS في القطن المرتفع
- Translated title (French)
- Identification des allèles SNP favorables et des gènes candidats pour les traits liés à la maturité précoce via GWAS dans le coton des hautes terres
- Translated title (Spanish)
- Identificación de alelos SNP favorables y genes candidatos para rasgos relacionados con la madurez temprana a través de GWAS en algodón de tierras altas
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2515522363
- DOI
- 10.1186/s12864-016-2875-z
References
- https://openalex.org/W1521992312
- https://openalex.org/W1524943018
- https://openalex.org/W1538643903
- https://openalex.org/W1574255112
- https://openalex.org/W1586207706
- https://openalex.org/W1598146582
- https://openalex.org/W1968794469
- https://openalex.org/W1973413549
- https://openalex.org/W1974879397
- https://openalex.org/W1981270312
- https://openalex.org/W1981649764
- https://openalex.org/W1984757332
- https://openalex.org/W1987470636
- https://openalex.org/W1987527909
- https://openalex.org/W1993431711
- https://openalex.org/W1994694527
- https://openalex.org/W1994919855
- https://openalex.org/W1998790418
- https://openalex.org/W2004261412
- https://openalex.org/W2012581619
- https://openalex.org/W2017586115
- https://openalex.org/W2026975127
- https://openalex.org/W2030444684
- https://openalex.org/W2031855375
- https://openalex.org/W2031903342
- https://openalex.org/W2033611197
- https://openalex.org/W2034598501
- https://openalex.org/W2045639680
- https://openalex.org/W2060530033
- https://openalex.org/W2064743705
- https://openalex.org/W2064881644
- https://openalex.org/W2065456222
- https://openalex.org/W2079635438
- https://openalex.org/W2081632285
- https://openalex.org/W2090405399
- https://openalex.org/W2093776734
- https://openalex.org/W2104905104
- https://openalex.org/W2107277218
- https://openalex.org/W2119444539
- https://openalex.org/W2124394546
- https://openalex.org/W2131515866
- https://openalex.org/W2132164162
- https://openalex.org/W2134412605
- https://openalex.org/W2137797806
- https://openalex.org/W2142486812
- https://openalex.org/W2146032349
- https://openalex.org/W2157700221
- https://openalex.org/W2161620511
- https://openalex.org/W2166999288
- https://openalex.org/W2192080449
- https://openalex.org/W2322370669
- https://openalex.org/W2915160214
- https://openalex.org/W293200692