Selecting putative drought-tolerance markers in two contrasting soybeans

Autores
Toum, Laila; Pérez Borroto, Lucía Sandra; Peña Malavera, Andrea Natalia; Luque, Ana Catalina; Welin, Björn; Berenstein, Ariel José; Fernández Do Porto, Darío Augusto; Vojnov, Adrián Alberto; Castagnaro, Atilio Pedro; Pardo, Esteban Mariano
Año de publicación
2022
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Identifying high-yield genotypes under low water availability is essential for soybean climate-smart breeding. However, a major bottleneck lies in phenotyping, particularly in selecting cost-efficient markers associated with stress tolerance and yield stabilization. Here, we conducted in-depth phenotyping experiments in two soybean genotypes with contrasting drought tolerance, MUNASQA (tolerant) and TJ2049 (susceptible), to better understand soybean stress physiology and identify/statistically validate drought-tolerance and yield-stabilization traits as potential breeding markers. Firstly, at the critical reproductive stage (R5), the molecular differences between the genotype’s responses to mild water deficit were explored through massive analysis of cDNA ends (MACE)-transcriptomic and gene ontology. MUNASQA transcriptional profile, compared to TJ2049, revealed significant differences when responding to drought. Next, both genotypes were phenotyped under mild water deficit, imposed in vegetative (V3) and R5 stages, by evaluating 22 stress-response, growth, and water-use markers, which were subsequently correlated between phenological stages and with yield. Several markers showed high consistency, independent of the phenological stage, demonstrating the effectiveness of the phenotyping methodology and its possible use for early selection. Finally, these markers were classified and selected according to their cost-feasibility, statistical weight, and correlation with yield. Here, pubescence, stomatal density, and canopy temperature depression emerged as promising breeding markers for the early selection of drought-tolerant soybeans.
Fil: Toum, Laila. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino. Provincia de Tucumán. Ministerio de Desarrollo Productivo. Estación Experimental Agroindustrial "Obispo Colombres" (p). Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino; Argentina
Fil: Pérez Borroto, Lucía Sandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Peña Malavera, Andrea Natalia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino. Provincia de Tucumán. Ministerio de Desarrollo Productivo. Estación Experimental Agroindustrial "Obispo Colombres" (p). Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino; Argentina
Fil: Luque, Ana Catalina. Universidad Nacional de Tucumán; Argentina
Fil: Welin, Björn. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino. Provincia de Tucumán. Ministerio de Desarrollo Productivo. Estación Experimental Agroindustrial "Obispo Colombres" (p). Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino; Argentina
Fil: Berenstein, Ariel José. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Instituto Multidisciplinario de Investigaciones en Patologías Pediátricas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto Multidisciplinario de Investigaciones en Patologías Pediátricas; Argentina
Fil: Fernández Do Porto, Darío Augusto. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Calculo. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Calculo; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina
Fil: Vojnov, Adrián Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Ciencia y Tecnología "Dr. César Milstein". Fundación Pablo Cassará. Instituto de Ciencia y Tecnología "Dr. César Milstein"; Argentina
Fil: Castagnaro, Atilio Pedro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino. Provincia de Tucumán. Ministerio de Desarrollo Productivo. Estación Experimental Agroindustrial "Obispo Colombres" (p). Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino; Argentina
Fil: Pardo, Esteban Mariano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino. Provincia de Tucumán. Ministerio de Desarrollo Productivo. Estación Experimental Agroindustrial "Obispo Colombres" (p). Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino; Argentina
Materia
Drought-tolerance markers
Soybeans
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
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Firstly, at the critical reproductive stage (R5), the molecular differences between the genotype’s responses to mild water deficit were explored through massive analysis of cDNA ends (MACE)-transcriptomic and gene ontology. MUNASQA transcriptional profile, compared to TJ2049, revealed significant differences when responding to drought. Next, both genotypes were phenotyped under mild water deficit, imposed in vegetative (V3) and R5 stages, by evaluating 22 stress-response, growth, and water-use markers, which were subsequently correlated between phenological stages and with yield. Several markers showed high consistency, independent of the phenological stage, demonstrating the effectiveness of the phenotyping methodology and its possible use for early selection. Finally, these markers were classified and selected according to their cost-feasibility, statistical weight, and correlation with yield. Here, pubescence, stomatal density, and canopy temperature depression emerged as promising breeding markers for the early selection of drought-tolerant soybeans.Fil: Toum, Laila. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino. Provincia de Tucumán. Ministerio de Desarrollo Productivo. Estación Experimental Agroindustrial "Obispo Colombres" (p). Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino; ArgentinaFil: Pérez Borroto, Lucía Sandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Peña Malavera, Andrea Natalia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino. Provincia de Tucumán. Ministerio de Desarrollo Productivo. Estación Experimental Agroindustrial "Obispo Colombres" (p). 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Instituto de Calculo. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Calculo; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Vojnov, Adrián Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Ciencia y Tecnología "Dr. César Milstein". Fundación Pablo Cassará. Instituto de Ciencia y Tecnología "Dr. César Milstein"; ArgentinaFil: Castagnaro, Atilio Pedro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino. Provincia de Tucumán. Ministerio de Desarrollo Productivo. Estación Experimental Agroindustrial "Obispo Colombres" (p). Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino; ArgentinaFil: Pardo, Esteban Mariano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino. Provincia de Tucumán. Ministerio de Desarrollo Productivo. Estación Experimental Agroindustrial "Obispo Colombres" (p). Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino; ArgentinaNature Research2022-06info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501info:ar-repo/semantics/articuloapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11336/203612Toum, Laila; Pérez Borroto, Lucía Sandra; Peña Malavera, Andrea Natalia; Luque, Ana Catalina; Welin, Björn; et al.; Selecting putative drought-tolerance markers in two contrasting soybeans; Nature Research; Scientific Reports; 12; 1; 6-2022; 1-172045-2322CONICET DigitalCONICETenginfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://www.nature.com/articles/s41598-022-14334-3info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1038/s41598-022-14334-3info:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by/2.5/ar/reponame:CONICET Digital (CONICET)instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas2025-10-15T15:04:40Zoai:ri.conicet.gov.ar:11336/203612instacron:CONICETInstitucionalhttp://ri.conicet.gov.ar/Organismo científico-tecnológicoNo correspondehttp://ri.conicet.gov.ar/oai/requestdasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.arArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:34982025-10-15 15:04:40.474CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicasfalse
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Fil: Vojnov, Adrián Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Ciencia y Tecnología "Dr. César Milstein". Fundación Pablo Cassará. Instituto de Ciencia y Tecnología "Dr. César Milstein"; Argentina
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