Evaluación Integral y Huellas de ADN de Accesiones de Germoplasma Basadas en Rasgos Fenotípicos y Marcadores SNP
Autores: Yuan, Heyang; Zhao, Tangrui; Liu, Xiao; Cheng, Yanli; Zhang, Fengchao; Chen, Xi; Li, Huogen
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Recursos de germoplasma
Diversidad genética
Rasgos fenotípicos
Análisis de la estructura de la población
Marcadores SNP
Perfiles de huellas dactilares de ADN
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 7
Citaciones: Sin citaciones
Los recursos de germoplasma encarnan la diversidad genética de las plantas y forman la base para la cría y la mejora continua de cultivares élite. El establecimiento de bancos de germoplasma, junto con su evaluación sistemática, constituye un paso crítico hacia la conservación, el uso sostenible y la utilización innovadora de estos recursos. , un género de árbol raro y en peligro de extinción con especies distribuidas tanto en Asia Oriental como en América del Norte, tiene una considerable importancia ecológica, ornamental y económica. Sin embargo, aún no se dispone de un sistema de evaluación estandarizado para el germoplasma. En este estudio, se evaluaron de manera integral 297 accesiones de germoplasma utilizando 34 rasgos fenotípicos y datos de resecuenciación del genoma completo. Se observó una variación sustancial en la mayoría de los rasgos fenotípicos, con correlaciones significativas identificadas entre varias características. El análisis de clúster basado en datos fenotípicos agrupó las accesiones en tres clústeres distintos, cada uno exhibiendo patrones de distribución únicos. Esta clasificación fue respaldada por un análisis de componentes principales (PCA), que capturó de manera efectiva la variación subyacente entre las accesiones. Estos agrupamientos fenotípicos demostraron una alta consistencia con el posterior análisis de estructura poblacional basado en marcadores SNP (K = 3). Notablemente, varios rasgos clave mostraron una divergencia significativa (< 0.05) entre clústeres genéticos distintos, validando así la asociación coordinada entre la variación fenotípica y los marcadores moleculares. La diversidad genética y la estructura poblacional se evaluaron utilizando 4204 marcadores de polimorfismo de un solo nucleótido (SNP) de alta calidad obtenidos a través de un filtrado riguroso. Los resultados indicaron que mostraron la mayor diversidad genética, con una heterocigosidad esperada (He) de 0.18 y un contenido de información polimórfica (PIC) de 0.14. Además, tanto el agrupamiento jerárquico como el PCA revelaron una clara diferenciación poblacional entre las accesiones. El análisis de asociación entre tres rasgos fenotípicos (DBH, incremento anual de altura y número de ramas) y SNPs identificó 25 loci SNP altamente significativos (< 0.01). De particular interés, el locus asociado al número de ramas SNP_17_69375264 (= 1.03 x 10) demostró la asociación más fuerte, destacando patrones de regulación genética distintos entre diferentes rasgos de crecimiento. Un conjunto mínimo de 13 marcadores SNP centrales se utilizó posteriormente para construir huellas dactilares de ADN únicas para las 297 accesiones. En conclusión, este estudio caracterizó sistemáticamente los rasgos fenotípicos en , identificó SNP de alta calidad y centrales, y estableció correlaciones entre marcadores fenotípicos y moleculares clave. Estos logros permitieron un análisis diferencial y una evaluación de la diversidad genética del germoplasma, junto con la construcción de perfiles de huellas dactilares de ADN. Los resultados proporcionan una base teórica crucial y apoyo técnico para la conservación del germoplasma, la identificación precisa y la utilización de recursos, al tiempo que ofrecen un valor práctico significativo para la selección de variedades, la reproducción y las aplicaciones comerciales de esta especie.
Descripción
Los recursos de germoplasma encarnan la diversidad genética de las plantas y forman la base para la cría y la mejora continua de cultivares élite. El establecimiento de bancos de germoplasma, junto con su evaluación sistemática, constituye un paso crítico hacia la conservación, el uso sostenible y la utilización innovadora de estos recursos. , un género de árbol raro y en peligro de extinción con especies distribuidas tanto en Asia Oriental como en América del Norte, tiene una considerable importancia ecológica, ornamental y económica. Sin embargo, aún no se dispone de un sistema de evaluación estandarizado para el germoplasma. En este estudio, se evaluaron de manera integral 297 accesiones de germoplasma utilizando 34 rasgos fenotípicos y datos de resecuenciación del genoma completo. Se observó una variación sustancial en la mayoría de los rasgos fenotípicos, con correlaciones significativas identificadas entre varias características. El análisis de clúster basado en datos fenotípicos agrupó las accesiones en tres clústeres distintos, cada uno exhibiendo patrones de distribución únicos. Esta clasificación fue respaldada por un análisis de componentes principales (PCA), que capturó de manera efectiva la variación subyacente entre las accesiones. Estos agrupamientos fenotípicos demostraron una alta consistencia con el posterior análisis de estructura poblacional basado en marcadores SNP (K = 3). Notablemente, varios rasgos clave mostraron una divergencia significativa (< 0.05) entre clústeres genéticos distintos, validando así la asociación coordinada entre la variación fenotípica y los marcadores moleculares. La diversidad genética y la estructura poblacional se evaluaron utilizando 4204 marcadores de polimorfismo de un solo nucleótido (SNP) de alta calidad obtenidos a través de un filtrado riguroso. Los resultados indicaron que mostraron la mayor diversidad genética, con una heterocigosidad esperada (He) de 0.18 y un contenido de información polimórfica (PIC) de 0.14. Además, tanto el agrupamiento jerárquico como el PCA revelaron una clara diferenciación poblacional entre las accesiones. El análisis de asociación entre tres rasgos fenotípicos (DBH, incremento anual de altura y número de ramas) y SNPs identificó 25 loci SNP altamente significativos (< 0.01). De particular interés, el locus asociado al número de ramas SNP_17_69375264 (= 1.03 x 10) demostró la asociación más fuerte, destacando patrones de regulación genética distintos entre diferentes rasgos de crecimiento. Un conjunto mínimo de 13 marcadores SNP centrales se utilizó posteriormente para construir huellas dactilares de ADN únicas para las 297 accesiones. En conclusión, este estudio caracterizó sistemáticamente los rasgos fenotípicos en , identificó SNP de alta calidad y centrales, y estableció correlaciones entre marcadores fenotípicos y moleculares clave. Estos logros permitieron un análisis diferencial y una evaluación de la diversidad genética del germoplasma, junto con la construcción de perfiles de huellas dactilares de ADN. Los resultados proporcionan una base teórica crucial y apoyo técnico para la conservación del germoplasma, la identificación precisa y la utilización de recursos, al tiempo que ofrecen un valor práctico significativo para la selección de variedades, la reproducción y las aplicaciones comerciales de esta especie.