Integración de rasgos multivariantes impulsada por PCA en la cría de alfalfa: un modelo de selección para progenies de alto rendimiento y estables
Autores: Cao, Zhengfeng; Li, Jiaqing; Lei, Huanwei; Yan, Mengyu; Wang, Qianxi; Ji, Runqin; Zhang, Siqi; Min, Xueyang; Sun, Zhengguo; Wei, Zhenwu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Mejora de la cría
Análisis de componentes principales
Selección multivariante
Rasgos relacionados con el rendimiento
índice de selección compuesta
Varianza fenotípica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
La mejora de la cría en alfalfa (L.) a menudo se ve limitada por la complejidad de los rasgos agronómicos y los compromisos entre las características relacionadas con el rendimiento. La selección convencional de un solo rasgo rara vez captura el rango completo de variación fenotípica o las interacciones entre rasgos. Para abordar esto, desarrollamos un marco basado en el análisis de componentes principales (PCA) para la selección multivariante en la cría híbrida. Se cuantificaron seis rasgos relacionados con el rendimiento: altura de la planta, número de ramas, relación de rendimiento fresco/heno (FHR), relación hoja/tallo (LSR), frecuencia de hojas multifolioladas y peso seco por planta en dos líneas parentales y sus generaciones F/F. El PCA identificó tres componentes principales (PC1-PC3) con valores propios >1, explicando el 71.14% de la varianza fenotípica total: PC1 (32.43% de varianza) se cargó predominantemente con contribuciones positivas del peso seco por planta individual, altura y ramas, representando biológicamente la vitalidad general de la planta y la acumulación de biomasa; PC2 (21.77% de varianza) mostró cargas negativas fuertes para LSR, capturando compromisos arquitectónicos entre la dominancia del tallo y la producción de hojas; PC3 (16.94% de varianza) tuvo cargas positivas en la tasa de hojas multifolioladas y la relación fresco/seco, incorporando rasgos de calidad y resiliencia fisiológica. Basado en las puntuaciones de PCA, se construyó un índice de selección compuesto, y se seleccionó el 31.1% superior de los híbridos F1. Su progenie F mostró mejoras significativas en peso seco (+15.56%, < 0.01), frecuencia de hojas multifolioladas (+74.78%, < 0.001) y reducción de FHR (-8.2%, < 0.05), acompañadas de una menor disminución del rendimiento (-7.2% frente a -14.1% en controles). Estos resultados muestran que la selección multivariante basada en PCA equilibra eficazmente los compromisos de rasgos, mejora la estabilidad intergeneracional y aumenta la eficiencia de selección. Este marco ofrece una herramienta práctica para la cría de alfalfa.
Descripción
La mejora de la cría en alfalfa (L.) a menudo se ve limitada por la complejidad de los rasgos agronómicos y los compromisos entre las características relacionadas con el rendimiento. La selección convencional de un solo rasgo rara vez captura el rango completo de variación fenotípica o las interacciones entre rasgos. Para abordar esto, desarrollamos un marco basado en el análisis de componentes principales (PCA) para la selección multivariante en la cría híbrida. Se cuantificaron seis rasgos relacionados con el rendimiento: altura de la planta, número de ramas, relación de rendimiento fresco/heno (FHR), relación hoja/tallo (LSR), frecuencia de hojas multifolioladas y peso seco por planta en dos líneas parentales y sus generaciones F/F. El PCA identificó tres componentes principales (PC1-PC3) con valores propios >1, explicando el 71.14% de la varianza fenotípica total: PC1 (32.43% de varianza) se cargó predominantemente con contribuciones positivas del peso seco por planta individual, altura y ramas, representando biológicamente la vitalidad general de la planta y la acumulación de biomasa; PC2 (21.77% de varianza) mostró cargas negativas fuertes para LSR, capturando compromisos arquitectónicos entre la dominancia del tallo y la producción de hojas; PC3 (16.94% de varianza) tuvo cargas positivas en la tasa de hojas multifolioladas y la relación fresco/seco, incorporando rasgos de calidad y resiliencia fisiológica. Basado en las puntuaciones de PCA, se construyó un índice de selección compuesto, y se seleccionó el 31.1% superior de los híbridos F1. Su progenie F mostró mejoras significativas en peso seco (+15.56%, < 0.01), frecuencia de hojas multifolioladas (+74.78%, < 0.001) y reducción de FHR (-8.2%, < 0.05), acompañadas de una menor disminución del rendimiento (-7.2% frente a -14.1% en controles). Estos resultados muestran que la selección multivariante basada en PCA equilibra eficazmente los compromisos de rasgos, mejora la estabilidad intergeneracional y aumenta la eficiencia de selección. Este marco ofrece una herramienta práctica para la cría de alfalfa.