Published January 7, 2022 | Version v1
Publication Open

Salt stress responses and SNP‐based phylogenetic analysis of Thai rice cultivars

Creators

  • 1. Chulalongkorn University
  • 2. University of Jos
  • 3. University of California, Davis

Description

Genetic diversity is important for developing salt-tolerant rice (Oryza sativa L.) cultivars. Certain Thai rice accessions display salt tolerance at the adult or reproductive stage, but their response to salinity at the seedling stage is unknown. In this study, a total of 10 rice cultivars/line, including eight Thai cultivars and standard salt-tolerant cultivar and susceptible line, were screened using a hydroponic system to identify salt-tolerant genotypes at the seedling stage. Different morphophysiological indicators were used to classify tolerant and susceptible genotypes. Phylogenetic analyses were performed to determine the evolutionary relationships between the cultivars. Results showed that 'Lai Mahk', 'Jao Khao', 'Luang Pratahn', and 'Ma Gawk' exhibited salt stress tolerance comparable with the standard salt-tolerance check 'Pokkali'. Whole-exome single-nucleotide polymorphism (SNP)-based phylogenetic analysis showed that the Thai rice cultivars were monophyletic and distantly related to Pokkali and IR29. Lai Mahk and Luang Pratahn were found closely related when using the whole-exome SNPs for the analysis. This is also the case for the analysis of SNPs from 164 salt-tolerance genes and transcription regulatory genes. The tolerant cultivars shared the same haplotype for 16 genes. Overall, the findings of this study identified four salt-stress-tolerant Thai rice cultivars, which could be used in rice breeding programs for salinity tolerance.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

التنوع الوراثي مهم لتطوير أصناف الأرز المقاومة للملوحة (Oryza sativa L.). تظهر بعض مدخلات الأرز التايلاندي تحملًا للملح في مرحلة البلوغ أو الإنجاب، لكن استجابتها للملوحة في مرحلة الشتلات غير معروفة. في هذه الدراسة، تم فحص ما مجموعه 10 أصناف/خطوط أرز، بما في ذلك ثمانية أصناف تايلاندية وأصناف قياسية مقاومة للملوحة وخط حساس، باستخدام نظام الزراعة المائية لتحديد الأنماط الجينية المقاومة للملوحة في مرحلة الشتلات. تم استخدام مؤشرات فيزيولوجية مورفولوجية مختلفة لتصنيف الأنماط الجينية المتسامحة والقابلة للتأثر. تم إجراء تحليلات النشوء والتطور لتحديد العلاقات التطورية بين الأصناف. أظهرت النتائج أن "لاي ماهك" و "جاو خاو" و "لوانغ براتان" و "ما غاوك" أظهروا تحملًا للإجهاد الملحي مقارنة بفحص تحمل الملح القياسي "بوكالي". أظهر التحليل الوراثي السلالي القائم على تعدد الأشكال أحادي النوكليوتيد الكامل أن أصناف الأرز التايلاندي كانت أحادية العرق وترتبط ارتباطًا وثيقًا ببوكالي و IR29. تم العثور على لاي ماهك ولوانغ براتان مرتبطين ارتباطًا وثيقًا عند استخدام SNPs الكاملة للتحليل. وينطبق هذا أيضًا على تحليل SNPs من 164 جينًا من جينات تحمل الملح والجينات التنظيمية للنسخ. تشترك الأصناف المتسامحة في نفس النمط الفرداني لـ 16 جينًا. بشكل عام، حددت نتائج هذه الدراسة أربعة أصناف من الأرز التايلاندي تتحمل الملح والإجهاد، والتي يمكن استخدامها في برامج تربية الأرز لتحمل الملوحة.

Translated Description (French)

La diversité génétique est importante pour le développement de cultivars de riz tolérants au sel (Oryza sativa L.). Certaines accessions de riz thaïlandais présentent une tolérance au sel au stade adulte ou reproducteur, mais leur réponse à la salinité au stade semis est inconnue. Dans cette étude, un total de 10 cultivars/lignée de riz, dont huit cultivars thaïlandais et cultivar standard tolérant au sel et lignée sensible, ont été criblés à l'aide d'un système hydroponique pour identifier les génotypes tolérants au sel au stade des semis. Différents indicateurs morphophysiologiques ont été utilisés pour classer les génotypes tolérants et sensibles. Des analyses phylogénétiques ont été réalisées pour déterminer les relations évolutives entre les cultivars. Les résultats ont montré que « Lai Mahk », « Jao Khao », « Luang Pratahn » et « Ma Gawk » présentaient une tolérance au stress salin comparable au test standard de tolérance au sel « Pokkali ». L'analyse phylogénétique basée sur le polymorphisme nucléotidique unique (SNP) a montré que les cultivars de riz thaïlandais étaient monophylétiques et éloignés de Pokkali et IR29. Lai Mahk et Luang Pratahn ont été trouvés étroitement liés lors de l'utilisation des SNP entiers pour l'analyse. C'est également le cas pour l'analyse des SNP de 164 gènes de tolérance au sel et gènes de régulation de la transcription. Les cultivars tolérants partageaient le même haplotype pour 16 gènes. Dans l'ensemble, les résultats de cette étude ont identifié quatre cultivars de riz thaïlandais tolérants au stress salin, qui pourraient être utilisés dans les programmes de sélection du riz pour la tolérance à la salinité.

Translated Description (Spanish)

La diversidad genética es importante para el desarrollo de cultivares de arroz (Oryza sativa L.) tolerantes a la sal. Ciertas accesiones de arroz tailandés muestran tolerancia a la sal en la etapa adulta o reproductiva, pero se desconoce su respuesta a la salinidad en la etapa de plántula. En este estudio, se analizaron un total de 10 cultivares/línea de arroz, incluidos ocho cultivares tailandeses y un cultivar estándar tolerante a la sal y una línea susceptible, utilizando un sistema hidropónico para identificar genotipos tolerantes a la sal en la etapa de plántula. Se utilizaron diferentes indicadores morfofisiológicos para clasificar los genotipos tolerantes y susceptibles. Se realizaron análisis filogenéticos para determinar las relaciones evolutivas entre los cultivares. Los resultados mostraron que 'Lai Mahk', 'Jao Khao', 'Luang Pratahn' y 'Ma Gawk' mostraron una tolerancia al estrés salino comparable con el control estándar de tolerancia a la sal 'Pokkali'. El análisis filogenético basado en el polimorfismo de un solo nucleótido (SNP) del exoma completo mostró que los cultivares de arroz tailandés eran monofiléticos y estaban lejanamente relacionados con Pokkali e IR29. Lai Mahk y Luang Pratahn se encontraron estrechamente relacionados al usar los SNP del exoma completo para el análisis. Este es también el caso para el análisis de SNP de 164 genes de tolerancia a la sal y genes reguladores de la transcripción. Los cultivares tolerantes compartieron el mismo haplotipo para 16 genes. En general, los hallazgos de este estudio identificaron cuatro variedades de arroz tailandés tolerantes al estrés salino, que podrían usarse en programas de mejoramiento de arroz para la tolerancia a la salinidad.

Files

tpg2.20189.pdf

Files (16.0 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:53d03b8f09928d75bbe664b5ceb1654f
16.0 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
استجابات إجهاد الملح والتحليل الوراثي القائم على SNP لأصناف الأرز التايلاندي
Translated title (French)
Réponses au stress salin et analyse phylogénétique baséesur le SNP des cultivars de riz thaïlandais
Translated title (Spanish)
Respuestas al estrés salino y análisis filogenético basadoen SNP de cultivares de arroz tailandés

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4205256824
DOI
10.1002/tpg2.20189

Is supplement to
https://openalex.org/W2388922981 (Other)
https://openalex.org/W2379020407 (Other)
https://openalex.org/W2378658865 (Other)
https://openalex.org/W2376588297 (Other)
https://openalex.org/W2366809278 (Other)
https://openalex.org/W2355792773 (Other)
https://openalex.org/W2257276718 (Other)
https://openalex.org/W2146559394 (Other)
https://openalex.org/W2111376716 (Other)
https://openalex.org/W2043993394 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Nigeria

References

  • https://openalex.org/W1590169480
  • https://openalex.org/W171121460
  • https://openalex.org/W179946988
  • https://openalex.org/W1919257374
  • https://openalex.org/W1985308880
  • https://openalex.org/W1987633145
  • https://openalex.org/W2001328884
  • https://openalex.org/W2010365166
  • https://openalex.org/W2025562560
  • https://openalex.org/W2026587900
  • https://openalex.org/W2029474259
  • https://openalex.org/W2033466430
  • https://openalex.org/W2050901131
  • https://openalex.org/W2055080214
  • https://openalex.org/W2079340493
  • https://openalex.org/W2089393135
  • https://openalex.org/W2091792952
  • https://openalex.org/W2093290384
  • https://openalex.org/W2096420865
  • https://openalex.org/W2100946670
  • https://openalex.org/W2106030986
  • https://openalex.org/W2108001697
  • https://openalex.org/W2111074410
  • https://openalex.org/W2129308725
  • https://openalex.org/W2148152828
  • https://openalex.org/W2149009718
  • https://openalex.org/W2149992227
  • https://openalex.org/W2163273944
  • https://openalex.org/W2169525870
  • https://openalex.org/W2186823711
  • https://openalex.org/W2266774554
  • https://openalex.org/W2290659734
  • https://openalex.org/W2327455888
  • https://openalex.org/W2416551288
  • https://openalex.org/W2522185681
  • https://openalex.org/W2527371219
  • https://openalex.org/W2614083147
  • https://openalex.org/W2738558790
  • https://openalex.org/W2782140775
  • https://openalex.org/W2799958093
  • https://openalex.org/W2911032614
  • https://openalex.org/W2915042369
  • https://openalex.org/W2923975104
  • https://openalex.org/W2934907374
  • https://openalex.org/W2948982428
  • https://openalex.org/W2954609769
  • https://openalex.org/W2963927135
  • https://openalex.org/W3005235420
  • https://openalex.org/W3006033067
  • https://openalex.org/W3035474270
  • https://openalex.org/W3083694385
  • https://openalex.org/W3091493525
  • https://openalex.org/W3131734062
  • https://openalex.org/W3148206394
  • https://openalex.org/W3155278170
  • https://openalex.org/W3159655474
  • https://openalex.org/W3164611688
  • https://openalex.org/W4247365513
  • https://openalex.org/W85815668