Genome-wide and SNP network analyses reveal genetic control of spikelet sterility and yield-related traits in wheat
Notice bibliographique
Résumé
Revealing the genetic factors underlying yield and agronomic traits in wheat are an imperative need for covering the global food demand. Yield boosting requires a deep understanding of the genetic basis of grain yield-related traits (e.g., spikelet fertility and sterility). Here, we have detected much natural variation among ancient hexaploid wheat accessions in twenty-two agronomic traits collected over eight years of field experiments. A genome-wide association study (GWAS) using 15 K single nucleotide polymorphisms (SNPs) was applied to detect the genetic basis of studied traits. Subsequently, the GWAS output was reinforced via other statistical and bioinformatics analyses to detect putative candidate genes. Applying the genome-wide SNP-phenotype network defined the most decisive SNPs underlying the traits. Six pivotal SNPs, co-located physically within the genes encoding enzymes, hormone response, metal ion transport, and response to oxidative stress have been identified. Of these, metal ion transport and Gibberellin 2-oxidases (GA2oxs) genes showed strong involvement in controlling the spikelet sterility, which had not been reported previously in wheat. SNP-gene haplotype analysis confirmed that these SNPs influence spikelet sterility, especially the SNP co-located on the exon of the GA2ox gene. Interestingly, these genes were highly expressed in the grain and spike, demonstrating their pivotal role in controlling the trait. The integrative analysis strategy applied in this study, including GWAS, SNP-phenotype network, SNP-gene haplotype, expression analysis, and genome-wide prediction (GP), empower the identification of functional SNPs and causal genes. GP outputs obtained in this study are encouraging for the implementation of the traits to accelerate yield improvement by making an early prediction of complex yield-related traits in wheat. Our findings demonstrate the usefulness of the ancient wheat material as a valuable resource for yield-boosting. This is the first comprehensive genome-wide analysis for spikelet sterility in wheat, and the results provide insights into yield improvement.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».