Maize responsiveness to Azospirillum brasilense: insights into genetic control and genomic prediction

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2019
Autor(a) principal: Vidotti, Miriam Suzane
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: eng
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11137/tde-01042019-124901/
Resumo: The inoculation with Azospirillum brasilense is one of the main strategies to supplement the inorganic inputs of nitrogen (N) and to increase the root development in maize. However, the beneficial inoculation effects are not always reached, which, in part, is due to genotypic variation in the plant host, resulting in different degrees of outcome. In this context, we aimed to study the genetic control and genomic prediction of maize traits related to the responsiveness to A. brasilense inoculation. For this, 118 maize hybrids were conducted under N stress and N stress plus A. brasilense treatments in controlled conditions over 2016 and 2017 seasons. We evaluated root and shoot traits and performed diallel analyses, association mapping, and genomic prediction methods considering 59,215 Single-Nucleotide Polymorphism (SNP) markers. Our results revealed a quantitative inheritance of the partnership-related maize traits, with both additive and non-additive genetic effects involved in the genetic control. Furthermore, several candidate genes were identified for the maize-A. brasilense association, especially with heterozygous (dis)advantage effects. In general, the prediction accuracies were higher mostly for the inoculated treatment compared to the non-inoculated. Finally, our findings enable a deeper understanding towards the genetic basis of the maize responsiveness to A. brasilense and may support plant breeders to establish selection strategies aiming the development of superior genotypes for this association.
id USP_10611f53b4158086beb40702ed90ea67
oai_identifier_str oai:teses.usp.br:tde-01042019-124901
network_acronym_str USP
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository_id_str
spelling Maize responsiveness to Azospirillum brasilense: insights into genetic control and genomic predictionResponsividade do milho para Azospirillum brasilense: conhecimentos sobre controle genético e predição genômicaZea maysZea maysAnálise dialélicaAssociation mappingBactérias promotoras de crescimento de plantasDiallel analysisEstresse de nitrogênioGenomic predictionMapeamento associativoNitrogen stressPlant Growth-Promoting Bacteria (PGPB)Predição genômicaThe inoculation with Azospirillum brasilense is one of the main strategies to supplement the inorganic inputs of nitrogen (N) and to increase the root development in maize. However, the beneficial inoculation effects are not always reached, which, in part, is due to genotypic variation in the plant host, resulting in different degrees of outcome. In this context, we aimed to study the genetic control and genomic prediction of maize traits related to the responsiveness to A. brasilense inoculation. For this, 118 maize hybrids were conducted under N stress and N stress plus A. brasilense treatments in controlled conditions over 2016 and 2017 seasons. We evaluated root and shoot traits and performed diallel analyses, association mapping, and genomic prediction methods considering 59,215 Single-Nucleotide Polymorphism (SNP) markers. Our results revealed a quantitative inheritance of the partnership-related maize traits, with both additive and non-additive genetic effects involved in the genetic control. Furthermore, several candidate genes were identified for the maize-A. brasilense association, especially with heterozygous (dis)advantage effects. In general, the prediction accuracies were higher mostly for the inoculated treatment compared to the non-inoculated. Finally, our findings enable a deeper understanding towards the genetic basis of the maize responsiveness to A. brasilense and may support plant breeders to establish selection strategies aiming the development of superior genotypes for this association.A inoculação com Azospirillum brasilense é uma das principais estratégias para suplementar os insumos inorgânicos de nitrogênio (N) e aumentar o desenvolvimento radicular do milho. No entanto, os efeitos benéficos da inoculação nem sempre são alcançados, o que, em parte, é devido à variação genotípica da planta hospedeira, que ocasiona diferentes graus de resultados. Neste contexto, nosso objetivo foi estudar o controle genético e a predição genômica de caracteres de milho relacionados à responsividade para a inoculação com A brasilense. Para isso, 118 híbridos de milho foram conduzidos sob estresse de N e estresse de N mais A brasilense em condições controladas nos anos de 2016 e 2017. Nós avaliamos características de raiz e parte aérea e realizamos análises dialélicas, mapeamento associativo e métodos de predição genômica considerando 59.215 marcadores Single-Nucleotide Polymorphism (SNP). Nossos resultados revelaram uma herança quantitativa das características do milho relacionadas à essa parceria, com efeitos genéticos aditivos e não-aditivos envolvidos no controle genético. Além disso, vários genes candidatos foram encontrados para a associação milho-A brasilense, especialmente com efeitos de (des)vantagens de heterozigotos. Em geral, as acurácias de predição foram mais maiores principalmente para o tratamento inoculado em comparação ao não inoculado. Finalmente, nossos resultados possibilitam uma compreensão mais aprofundada das bases genéticas da responsividade do milho à A. brasilense e podem auxiliar os melhoristas de plantas a estabelecerem estratégias de seleção visando o desenvolvimento de genótipos superiores para essa associação.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPFritsche Neto, RobertoVidotti, Miriam Suzane2019-01-25info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttp://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11137/tde-01042019-124901/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesseng2019-04-10T00:06:19Zoai:teses.usp.br:tde-01042019-124901Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212019-04-10T00:06:19Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
dc.title.none.fl_str_mv Maize responsiveness to Azospirillum brasilense: insights into genetic control and genomic prediction
Responsividade do milho para Azospirillum brasilense: conhecimentos sobre controle genético e predição genômica
title Maize responsiveness to Azospirillum brasilense: insights into genetic control and genomic prediction
spellingShingle Maize responsiveness to Azospirillum brasilense: insights into genetic control and genomic prediction
Vidotti, Miriam Suzane
Zea mays
Zea mays
Análise dialélica
Association mapping
Bactérias promotoras de crescimento de plantas
Diallel analysis
Estresse de nitrogênio
Genomic prediction
Mapeamento associativo
Nitrogen stress
Plant Growth-Promoting Bacteria (PGPB)
Predição genômica
title_short Maize responsiveness to Azospirillum brasilense: insights into genetic control and genomic prediction
title_full Maize responsiveness to Azospirillum brasilense: insights into genetic control and genomic prediction
title_fullStr Maize responsiveness to Azospirillum brasilense: insights into genetic control and genomic prediction
title_full_unstemmed Maize responsiveness to Azospirillum brasilense: insights into genetic control and genomic prediction
title_sort Maize responsiveness to Azospirillum brasilense: insights into genetic control and genomic prediction
author Vidotti, Miriam Suzane
author_facet Vidotti, Miriam Suzane
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Fritsche Neto, Roberto
dc.contributor.author.fl_str_mv Vidotti, Miriam Suzane
dc.subject.por.fl_str_mv Zea mays
Zea mays
Análise dialélica
Association mapping
Bactérias promotoras de crescimento de plantas
Diallel analysis
Estresse de nitrogênio
Genomic prediction
Mapeamento associativo
Nitrogen stress
Plant Growth-Promoting Bacteria (PGPB)
Predição genômica
topic Zea mays
Zea mays
Análise dialélica
Association mapping
Bactérias promotoras de crescimento de plantas
Diallel analysis
Estresse de nitrogênio
Genomic prediction
Mapeamento associativo
Nitrogen stress
Plant Growth-Promoting Bacteria (PGPB)
Predição genômica
description The inoculation with Azospirillum brasilense is one of the main strategies to supplement the inorganic inputs of nitrogen (N) and to increase the root development in maize. However, the beneficial inoculation effects are not always reached, which, in part, is due to genotypic variation in the plant host, resulting in different degrees of outcome. In this context, we aimed to study the genetic control and genomic prediction of maize traits related to the responsiveness to A. brasilense inoculation. For this, 118 maize hybrids were conducted under N stress and N stress plus A. brasilense treatments in controlled conditions over 2016 and 2017 seasons. We evaluated root and shoot traits and performed diallel analyses, association mapping, and genomic prediction methods considering 59,215 Single-Nucleotide Polymorphism (SNP) markers. Our results revealed a quantitative inheritance of the partnership-related maize traits, with both additive and non-additive genetic effects involved in the genetic control. Furthermore, several candidate genes were identified for the maize-A. brasilense association, especially with heterozygous (dis)advantage effects. In general, the prediction accuracies were higher mostly for the inoculated treatment compared to the non-inoculated. Finally, our findings enable a deeper understanding towards the genetic basis of the maize responsiveness to A. brasilense and may support plant breeders to establish selection strategies aiming the development of superior genotypes for this association.
publishDate 2019
dc.date.none.fl_str_mv 2019-01-25
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11137/tde-01042019-124901/
url http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11137/tde-01042019-124901/
dc.language.iso.fl_str_mv eng
language eng
dc.relation.none.fl_str_mv
dc.rights.driver.fl_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.coverage.none.fl_str_mv
dc.publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
dc.source.none.fl_str_mv
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
instname:Universidade de São Paulo (USP)
instacron:USP
instname_str Universidade de São Paulo (USP)
instacron_str USP
institution USP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)
repository.mail.fl_str_mv virginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.br
_version_ 1865490656591347712