Published June 24, 2020
| Version v1
Publication
Open
Genome-Wide SNP Identification and Association Mapping for Seed Mineral Concentration in Mung Bean (Vigna radiata L.)
Creators
- 1. Tennessee State University
- 2. National Institutes of Biotechnology Malaysia
- 3. Colombian Corporation for Agricultural Research - AGROSAVIA
- 4. Universidad Nacional de Colombia
Description
Mung bean (Vigna radiata L.) quality is dependent on seed chemical composition, which in turn determines the benefits of its consumption for human health and nutrition. While mung bean is rich in a range of nutritional components, such as protein, carbohydrates and vitamins, it remains less well studied than other legume crops in terms of micronutrients. In addition, mung bean genomics and genetic resources are relatively sparse. The objectives of this research were three-fold, namely: to develop a genome-wide marker system for mung bean based on genotyping by sequencing (GBS), to evaluate diversity of mung beans available to breeders in the United States and finally, to perform a genome-wide association study (GWAS) for nutrient concentrations based on a seven mineral analysis using inductively coupled plasma (ICP) spectroscopy. All parts of our research were performed with 95 cultivated mung bean genotypes chosen from the USDA core collection representing accessions from 13 countries. Overall, we identified a total of 6,486 high quality single nucleotide polymorphisms (SNPs) from the GBS dataset and found 43 marker × trait associations (MTAs) with calcium, iron, potassium, manganese, phosphorous, sulfur or zinc concentrations in mung bean grain produced in either of two consecutive years' field experiments. The MTAs were scattered across 35 genomic regions explaining on average 22% of the variation for each seed nutrient in each year. Most of the gene regions provided valuable candidate loci to use in future breeding of new varieties of mung bean and further the understanding of genetic control of nutritional properties in the crop. Other SNPs identified in this study will serve as important resources to enable marker-assisted selection (MAS) for nutritional improvement in mung bean and to analyze cultivars of mung bean.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تعتمد جودة فاصوليا المونغ (Vigna radiata L.) على التركيب الكيميائي للبذور، والذي بدوره يحدد فوائد استهلاكها لصحة الإنسان وتغذيته. في حين أن حبوب المونغ غنية بمجموعة من المكونات الغذائية، مثل البروتين والكربوهيدرات والفيتامينات، إلا أنها لا تزال أقل دراسة من محاصيل البقوليات الأخرى من حيث المغذيات الدقيقة. بالإضافة إلى ذلك، فإن جينوميات فاصوليا المونغ والموارد الجينية متناثرة نسبيًا. كانت أهداف هذا البحث ثلاثية الأبعاد، وهي: تطوير نظام علامات على نطاق الجينوم لفول المونغ يعتمد على التنميط الجيني عن طريق التسلسل (GBS)، لتقييم تنوع حبوب المونغ المتاحة للمربين في الولايات المتحدة، وأخيرًا، لإجراء دراسة ارتباط على نطاق الجينوم (GWAS) لتركيزات المغذيات بناءً على سبعة تحليلات معدنية باستخدام التحليل الطيفي للبلازما المقترنة بالحث (ICP). تم إجراء جميع أجزاء بحثنا باستخدام 95 نمطًا وراثيًا مزروعًا من حبوب المونغ تم اختيارها من المجموعة الأساسية لوزارة الزراعة الأمريكية التي تمثل مشاركات من 13 دولة. بشكل عام، حددنا ما مجموعه 6،486 تعدد أشكال نيوكليوتيدات مفردة عالية الجودة (SNPs) من مجموعة بيانات GBS ووجدنا 43 علامة × ارتباطات السمات (MTAs) مع تركيزات الكالسيوم أو الحديد أو البوتاسيوم أو المنغنيز أو الفوسفور أو الكبريت أو الزنك في حبوب فاصوليا المونغ المنتجة في أي من التجربتين الميدانيتين لمدة عامين متتاليين. انتشرت MTAs عبر 35 منطقة جينية موضحة في المتوسط 22 ٪ من التباين لكل مغذيات البذور في كل عام. قدمت معظم المناطق الجينية مواضع مرشحة قيّمة لاستخدامها في التكاثر المستقبلي لأصناف جديدة من حبوب مونج وتعزيز فهم التحكم الجيني للخصائص الغذائية في المحصول. ستكون النيوكلوتايد SNPs الأخرى المحددة في هذه الدراسة بمثابة موارد مهمة لتمكين الانتقاء بمساعدة العلامات (MAS) للتحسين الغذائي في حبوب المونغ وتحليل أصناف حبوب المونغ.Translated Description (French)
La qualité du haricot mungo (Vigna radiata L.) dépend de la composition chimique des graines, qui détermine à son tour les avantages de sa consommation pour la santé et la nutrition humaines. Alors que le haricot mungo est riche en une gamme de composants nutritionnels, tels que les protéines, les glucides et les vitamines, il reste moins bien étudié que les autres cultures de légumineuses en termes de micronutriments. En outre, la génomique et les ressources génétiques du haricot mungo sont relativement rares. Les objectifs de cette recherche étaient triples, à savoir : développer un système de marqueurs à l'échelle du génome pour le haricot mungo basé sur le génotypage par séquençage (GBS), évaluer la diversité des haricots mungo disponibles pour les sélectionneurs aux États-Unis et enfin, réaliser une étude d'association à l'échelle du génome (GWAS) pour les concentrations en nutriments basée sur une analyse de sept minéraux en utilisant la spectroscopie de plasma à couplage inductif (ICP). Toutes les parties de notre recherche ont été effectuées avec 95 génotypes de haricots mungo cultivés choisis dans la collection de base de l'USDA représentant les accessions de 13 pays. Dans l'ensemble, nous avons identifié un total de 6 486 polymorphismes mononucléotidiques (SNP) de haute qualité à partir de l'ensemble de données GBS et avons trouvé 43 associations marqueur × trait (MTA) avec des concentrations de calcium, de fer, de potassium, de manganèse, de phosphore, de soufre ou de zinc dans le grain de haricot mungo produit dans l'une ou l'autre des deux expériences de terrain consécutives. Les ATM ont été dispersés dans 35 régions génomiques expliquant en moyenne 22% de la variation pour chaque nutriment de graine chaque année. La plupart des régions génétiques ont fourni des loci candidats précieux à utiliser dans la sélection future de nouvelles variétés de haricots mungo et ont permis de mieux comprendre le contrôle génétique des propriétés nutritionnelles de la culture. D'autres SNP identifiés dans cette étude serviront de ressources importantes pour permettre la sélection assistée par marqueurs (Mas) pour l'amélioration nutritionnelle du haricot mungo et pour analyser les cultivars de haricot mungo.Translated Description (Spanish)
La calidad del frijol mungo (Vigna radiata L.) depende de la composición química de las semillas, que a su vez determina los beneficios de su consumo para la salud humana y la nutrición. Si bien el frijol mungo es rico en una variedad de componentes nutricionales, como proteínas, carbohidratos y vitaminas, sigue siendo menos estudiado que otros cultivos de leguminosas en términos de micronutrientes. Además, la genómica y los recursos genéticos del frijol mungo son relativamente escasos. Los objetivos de esta investigación fueron tres, a saber: desarrollar un sistema de marcadores de todo el genoma para el frijol mungo basado en el genotipado por secuenciación (GBS), evaluar la diversidad de frijoles mungo disponibles para los criadores en los Estados Unidos y, finalmente, realizar un estudio de asociación de todo el genoma (GWAS) para concentraciones de nutrientes basadas en un análisis de siete minerales utilizando espectroscopía de plasma acoplado inductivamente (ICP). Todas las partes de nuestra investigación se realizaron con 95 genotipos cultivados de frijol mungo elegidos de la colección central del USDA que representa accesiones de 13 países. En general, identificamos un total de 6,486 polimorfismos de nucleótido único (SNP) de alta calidad del conjunto de datos de GBS y encontramos 43 asociaciones de marcador × rasgo (MTA) con concentraciones de calcio, hierro, potasio, manganeso, fósforo, azufre o zinc en grano de frijol mungo producido en cualquiera de los experimentos de campo de dos años consecutivos. Los MTA se dispersaron en 35 regiones genómicas, lo que explica en promedio el 22% de la variación para cada nutriente de semilla en cada año. La mayoría de las regiones genéticas proporcionaron valiosos loci candidatos para usar en el futuro mejoramiento de nuevas variedades de frijol mungo y promover la comprensión del control genético de las propiedades nutricionales en el cultivo. Otros SNP identificados en este estudio servirán como recursos importantes para permitir la selección asistida por marcadores (MAS) para la mejora nutricional en el frijol mungo y para analizar cultivares de frijol mungo.Files
pdf.pdf
Files
(2.7 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:4424c8c8ec30de7e2d8a95b8f1a89175
|
2.7 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تحديد SNP على نطاق الجينوم ورسم خرائط الارتباط لتركيز البذور المعدنية في فاصوليا المونغ (Vigna radiata L.)
- Translated title (French)
- Identification du SNP à l'échelle du génome et cartographie de l'association pour la concentration minérale des graines dans le haricot mungo (Vigna radiata L.)
- Translated title (Spanish)
- Identificación de SNP en todo el genoma y mapeo de asociación para la concentración de minerales de semillas en el frijol mungo (Vigna radiata L.)
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3036975438
- DOI
- 10.3389/fgene.2020.00656
References
- https://openalex.org/W1545083763
- https://openalex.org/W1573387757
- https://openalex.org/W1588913699
- https://openalex.org/W1602362417
- https://openalex.org/W1689720770
- https://openalex.org/W1963222281
- https://openalex.org/W1965038935
- https://openalex.org/W1969766888
- https://openalex.org/W1972216668
- https://openalex.org/W1989670827
- https://openalex.org/W1990554476
- https://openalex.org/W1990744144
- https://openalex.org/W1992484459
- https://openalex.org/W1993030733
- https://openalex.org/W1993171723
- https://openalex.org/W1995865319
- https://openalex.org/W1996853531
- https://openalex.org/W2001051557
- https://openalex.org/W2003614524
- https://openalex.org/W2004758577
- https://openalex.org/W2006156470
- https://openalex.org/W2007740753
- https://openalex.org/W2013806697
- https://openalex.org/W2015417838
- https://openalex.org/W2016480904
- https://openalex.org/W2017375619
- https://openalex.org/W2022940732
- https://openalex.org/W2028725122
- https://openalex.org/W2037692024
- https://openalex.org/W2039707223
- https://openalex.org/W2049131915
- https://openalex.org/W2060003842
- https://openalex.org/W2060276672
- https://openalex.org/W2060724693
- https://openalex.org/W2062677240
- https://openalex.org/W2063035542
- https://openalex.org/W2063900027
- https://openalex.org/W2064420021
- https://openalex.org/W2066438815
- https://openalex.org/W2075828599
- https://openalex.org/W2085315239
- https://openalex.org/W2094405326
- https://openalex.org/W2094831441
- https://openalex.org/W2096488278
- https://openalex.org/W2100605364
- https://openalex.org/W2103441770
- https://openalex.org/W2109490128
- https://openalex.org/W2118022465
- https://openalex.org/W2118975673
- https://openalex.org/W2123742915
- https://openalex.org/W2127217885
- https://openalex.org/W2132076654
- https://openalex.org/W2135526840
- https://openalex.org/W2140784970
- https://openalex.org/W2141916112
- https://openalex.org/W2144236339
- https://openalex.org/W2150200807
- https://openalex.org/W2159474015
- https://openalex.org/W2162731200
- https://openalex.org/W2166327230
- https://openalex.org/W2171091820
- https://openalex.org/W2202008050
- https://openalex.org/W2220081184
- https://openalex.org/W2270689092
- https://openalex.org/W2314038222
- https://openalex.org/W2327602329
- https://openalex.org/W2329992466
- https://openalex.org/W2422899139
- https://openalex.org/W2462571854
- https://openalex.org/W2473687257
- https://openalex.org/W2588571033
- https://openalex.org/W2593375958
- https://openalex.org/W2618887490
- https://openalex.org/W2731632611
- https://openalex.org/W2747676550
- https://openalex.org/W2752915050
- https://openalex.org/W2783040061
- https://openalex.org/W2794625477
- https://openalex.org/W2802879825
- https://openalex.org/W2808256921
- https://openalex.org/W2808770460
- https://openalex.org/W2901176682
- https://openalex.org/W2922129110
- https://openalex.org/W4206641702
- https://openalex.org/W4255259517
- https://openalex.org/W4327841726
- https://openalex.org/W93588716