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Registro Completo |
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Biblioteca(s): |
Embrapa Milho e Sorgo. |
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Data corrente: |
05/10/2023 |
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Data da última atualização: |
09/10/2023 |
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Tipo da produção científica: |
Artigo em Periódico Indexado |
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Autoria: |
CHANDNANI, R.; QIN, T.; YE, H.; HU, H.; PANJVANI, K.; TOKIZAWA, M.; MACIAS, J. M.; MEDINA, A. A.; BERNARDINO, K. C.; PRADIER, P.-L.; BANIK, P.; MOONEY, A.; MAGALHAES, J. V. de; NGUYEN, H. T.; KOCHIAN, L. V. |
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Afiliação: |
RAHUL CHANDNANI, UNIVERSITY OF SASKATCHEWAN; TONGFEI QIN, UNIVERSITY OF SASKATCHEWAN; HENG YE, UNIVERSITY OF MISSOURI; HAIFEI HU, UNIVERSITY OF WESTERN AUSTRALIA; KARIM PANJVANI, UNIVERSITY OF SASKATCHEWAN; MUTSUTOMO TOKIZAWA, UNIVERSITY OF SASKATCHEWAN; JAVIER MORA MACIAS, UNIVERSITY OF SASKATCHEWAN; ALMA ARMENTA MEDINA, UNIVERSITY OF SASKATCHEWAN; KARINE C. BERNARDINO; PIERRE-LUC PRADIER UNIVERSITY OF SASKATCHEWAN, UNIVERSITY OF SASKATCHEWAN; PANKAJ BANIK, UNIVERSITY OF SASKATCHEWAN; ASHLYN MOONEY, UNIVERSITY OF SASKATCHEWAN; JURANDIR VIEIRA DE MAGALHAES, CNPMS; HENRY T. NGUYEN, UNIVERSITY OF MISSOURI; LEON V. KOCHIAN, UNIVERSITY OF SASKATCHEWAN. |
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Título: |
Application of an improved 2-dimensional high-throughput soybean root phenotyping platform to identify novel genetic variants regulating root architecture traits. |
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Ano de publicação: |
2023 |
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Fonte/Imprenta: |
Plant Phenomics, v. 5, article 97, 2023. |
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DOI: |
https://doi.org/10.34133/plantphenomics.0097 |
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Idioma: |
Inglês |
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Conteúdo: |
Nutrient-efficient root system architecture (RSA) is becoming an important breeding objective for generating crop varieties with improved nutrient and water acquisition efficiency. Genetic variants shaping soybean RSA is key in improving nutrient and water acquisition. Here, we report on the use of an improved 2-dimensional high-throughput root phenotyping platform that minimizes background noise by imaging pouch-grown root systems submerged in water. We also developed a background image cleaning Python pipeline that computationally removes images of small pieces of debris and filter paper fibers, which can be erroneously quantified as root tips. This platform was used to phenotype root traits in 286 soybean lines genotyped with 5.4 million single-nucleotide polymorphisms. There was a substantially higher correlation in manually counted number of root tips with computationally quantified root tips (95% correlation), when the background was cleaned of nonroot materials compared to root images without the background corrected (79%). Improvements in our RSA phenotyping pipeline significantly reduced overestimation of the root traits influenced by the number of root tips. Genome-wide association studies conducted on the root phenotypic data and quantitative gene expression analysis of candidate genes resulted in the identification of 3 putative positive regulators of root system depth, total root length and surface area, and root system volume and surface area of thicker roots (DOF1-like zinc finger transcription factor, protein of unknown function, and C2H2 zinc finger protein). We also identified a putative negative regulator (gibberellin 20 oxidase 3) of the total number of lateral roots. MenosNutrient-efficient root system architecture (RSA) is becoming an important breeding objective for generating crop varieties with improved nutrient and water acquisition efficiency. Genetic variants shaping soybean RSA is key in improving nutrient and water acquisition. Here, we report on the use of an improved 2-dimensional high-throughput root phenotyping platform that minimizes background noise by imaging pouch-grown root systems submerged in water. We also developed a background image cleaning Python pipeline that computationally removes images of small pieces of debris and filter paper fibers, which can be erroneously quantified as root tips. This platform was used to phenotype root traits in 286 soybean lines genotyped with 5.4 million single-nucleotide polymorphisms. There was a substantially higher correlation in manually counted number of root tips with computationally quantified root tips (95% correlation), when the background was cleaned of nonroot materials compared to root images without the background corrected (79%). Improvements in our RSA phenotyping pipeline significantly reduced overestimation of the root traits influenced by the number of root tips. Genome-wide association studies conducted on the root phenotypic data and quantitative gene expression analysis of candidate genes resulted in the identification of 3 putative positive regulators of root system depth, total root length and surface area, and root system volume and surface area of thicker roots (... Mostrar Tudo |
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Thesagro: |
Genética Vegetal; Raiz; Seleção Fenótipa; Soja. |
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Categoria do assunto: |
G Melhoramento Genético |
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URL: |
https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/doc/1157100/1/Application-of-an-improved-2-dimensional-high-throughput-soybean-root.pdf
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Marc: |
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Registro original: |
Embrapa Milho e Sorgo (CNPMS) |
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| 121. |  | SILVA, L. A.; ROCHA, M. C. da; RODRIGUES, F.; SOUZA, J. C.; TARDIN, F. D.; COELHO, A. M.; MAGALHAES, J. V. de; RODRIGUES, J. A. S.; SCHAFFERT, R. E. Avaliação de produtividade de híbridos isogênicos de sorgo em níveis de saturação de alumínio. In: CONGRESSO NACIONAL DE MILHO E SORGO, 27.; SIMPOSIO BRASILEIRO SOBRE A LAGARTA-DO-CARTUCHO, SPODOPTERA FRUGIPERDA, 3.; WORKSHOP SOBRE MANEJO E ETIOLOGIA DA MANCHA BRANCA DO MILHO, 2008, Londrina. Agroenergia, produção de alimentos e mudanças climáticas: desafios para milho e sorgo: trabalhos e palestras. [Londrina]: IAPAR; [Sete Lagoas]: Embrapa Milho e Sorgo, 2008. 1 CD-ROM.| Tipo: Artigo em Anais de Congresso / Nota Técnica |
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| 122. | | TOMÉ, L. G. O.; SILVA, A. R. D.; MAGALHAES, J. V. de; MAGALHAES, P. C.; PARENTONI, S. N.; GUIMARAES, L. J. M.; GUIMARAES, P. E. de O.; GAMA, E. E. G.; CRUZ, C. D.; GUIMARAES, C. T. Avaliação do potencial, da variabilidade e de parâmetros genéticos em população F2:3 de milho com e sem estresse hídrico. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE MELHORAMENTO DE PLANTAS, 5., 2009, Vitória. O melhoramento e os novos cenários da agricultura: anais. Vitória: Incaper, 2009. 1 CD-ROM. (Incaper. Documentos, 11).| Tipo: Artigo em Anais de Congresso / Nota Técnica |
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| 123. | | SILVA, D. E. M. da; BARROS, B. de A.; GUIMARÃES, C. T.; LANA, U. G. de P.; CARVALHO JUNIOR, G.; SEGUNDO, J. P.; ZAGO, C. P.; DELBONI, J. S.; MAGALHAES, J. V. de. Caracterização da tolerância ao alumínio em linhagens de sorgo. In: SEMINÁRIO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA PIBIC/CNPq, 19., 2021, Sete Lagoas. [Trabalhos apresentados]. Sete Lagoas: Embrapa Milho e Sorgo, 2021.| Tipo: Artigo em Anais de Congresso |
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| 125. | | MAGALHAES, J. V. de; WANG, Y.; KLEIN, P. E.; GUIMARAES, C. T.; LANA, U. G. de P.; SCHAFFERT, R. E.; ALVES, V. M. C.; HOEKENGA, O. A.; CARNEIRO, N. P.; CARNEIRO, A. A.; KOCHIAN, L. V. Clonagem do principal gene de tolerância ao alumínio em sorgo e sua exploração no aumento da produção de grãos em solos ácidos. In: SIMPÓSIO SOBRE INOVAÇÃO E CRIATIVIDADE CIENTÍFICA NA EMBRAPA, 1., 2008, Brasília, DF. Resumos... Brasília, DF: Embrapa, 2008.| Tipo: Resumo em Anais de Congresso |
| Biblioteca(s): Embrapa Milho e Sorgo. |
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| 126. | | ALVES, V. M. C.; MAGALHAES, J. V. de; SHAFF, J. E.; PINEROS, M. A.; PURCINO, A. A. C.; PARENTONI, S. N.; PITTA, G. V. E.; PRATES, H. T.; SCHAFFERT, R. E.; KOCHIAN, L. V. Exsudação de ácidos orgânicos como mecanismo de tolerância a alumínio em milho. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE FISIOLOGIA VEGETAL, 8., 2001, Ilhéus. Anais... Ilhéus: SBFV, 2001. 1 CD-ROM.| Tipo: Artigo em Anais de Congresso |
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| 127. | | RIBEIRO, C. A. G.; SOUSA, S. M. de; SOUZA, V. F. de; NEGRI, B. F.; GAULT, C. M.; PASTINA, M. M.; MAGALHAES, J. V. de; GUIMARAES, L. J. M.; BARROS, E. G. de; BUCKLER. E. S.; GUIMARÃES, C. T. Genome-wide association study for root morphology and phosphorus acquisition efficiency in diverse maize panels. International Journal of Molecular Sciences, v. 24, n. 7, 6233, 2023.| Tipo: Artigo em Periódico Indexado | Circulação/Nível: A - 2 |
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| 135. | | BERNARDELI, A.; DAMASCENO, C. M. B.; MAGALHAES, J. V. de; SOUZA, V. F. de; MELO, J. de O.; OLIVEIRA, A. A. de; SIMEONE, M. L. F.; BORÉM, A.; SCHAFFERT, R. E.; PARRELLA, R. A. da C.; PASTINA, M. M. Population genomics and molecular breeding of sorghum. In: RAJORA, O. M. (ed.). Population genomics: crop plants, population genomics. Switzerland: Springer Nature, 2022. p. 1-52.| Tipo: Capítulo em Livro Técnico-Científico |
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| 136. | | SANTOS, F. C. dos; RESENDE, A. V. de; GUIMARÃES, C. T.; MAGALHAES, J. V. de; MENEZES, C. B. de; DURAES, F. O. M.; ALBUQUERQUE FILHO, M. R. de; SANTOS, R. S. Nutrição e adubação do sorgo na região do Cerrado. In: FLORES, R. A.; CUNHA, P. P. da; MARCHÃO, R. L.; MORAES, M. F. (Ed.). Nutrição e adubação de grandes culturas na região do Cerrado. Goiânia: UFG, 2019. p. 503-530.| Tipo: Capítulo em Livro Técnico-Científico |
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| 137. | | DIAS, K. O. G.; PIEPHO, H. P.; GUIMARAES, L. J. M.; GUIMARAES, P. E. de O.; PARENTONI, S. N.; PINTO, M. de O.; NODA, R. W.; MAGALHAES, J. V. de; GUIMARÃES, C. T.; GARCIA, A. A. F.; PASTINA, M. M. Novel strategies for genomic prediction of untested single-cross maize hybrids using unbalanced historical data. Theoretical and Applied Genetics, v. 133, p. 443-455, 2020. Publicado online em 22 nov. 2019.| Tipo: Artigo em Periódico Indexado | Circulação/Nível: A - 1 |
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| 138. | | LOPES, S. S.; COSTA, J. F. V.; PALHARES, P. L.; LANA, U. G. de P.; ALVES, M. C.; MAGALHAES, J. V. de; GUIMARÃES, C. T.; CARNEIRO, A. A.; SOUSA, S. M. de. Overexpression of maize and sorghum Phosphorus-Starvation Tolerance 1 genes enhance vegetative growth and root surface area in transgenic tobacco In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE GENÉTICA MOLECULAR DE PLANTAS, 7., 2019, Campos do Jordão. Resumos. [S.l.]: Sociedade Brasileira de Genética, 2019.| Tipo: Resumo em Anais de Congresso |
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| 139. | | PASTINA, M. M.; SILVA, R. R.; GUIMARAES, L. J. M.; GUIMARAES, C. T.; DIAS, K. O. das G.; SILVA, L. da C. e; MAGALHAES, J. V. de; GUIMARAES, P. E. de O.; PARENTONI, S. N.; GARCIA, A. A. F. Modelos GBLUP univariados e multivariados para seleção genômica para tolerância ao déficit hídrico em milho. Sete Lagoas: Embrapa Milho e Sorgo, 2016. 12 p. (Embrapa Milho e Sorgo. Circular Técnica, 223).| Biblioteca(s): Embrapa Milho e Sorgo. |
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