Introgression of dwarfing allele dw1 reduced seed dormancy and increased pre-harvest sprouting susceptibility in grain sorghum converted lines

Autores: Rodríguez, María Verónica; Sánchez, Diego Hernán; Glison, Nicolás; Ríos, Cristian Damián; Demkura, Patricia Verónica; Álvarez Correa, Cristian Camilo; Fernandez, Luis German; Filippi, Carla Valeria; Heinz, Ruth; Pardo, Pedro; Rentería, Santiago; Guillaumet, Lisandro; Benech-Arnold, Roberto Luis
Año de publicación: 2025
Idioma: inglés
Tipo de recurso: artículo
Estado: versión publicada
Descripción: Grain sorghum (Sorghum bicolor L. moench) stands as a globally significant cereal crop but the adversity of pre-harvest sprouting (PHS) caused by reduced grain dormancy and moist conditions prior to harvest remains unsolved. Here, we identified a dormancy QTL using a Redlan×IS9530 RIL population, where parent lines are low in tannins and early flowering but otherwise contrasting in grain dormancy and plant height. We phenotyped this population in 2 years with informative PHS-related traits (grain germination index, embryo sensitivity to abscisic acid and in one year the actual natural sprouting), revealing a robust dormancy QTL in chromosome 9 (qDOR-9). This signal overlapped with associations found for plant height (caused by the dw1 locus, used for decades in sorghum improvement) and time to flowering. The effect of qDOR-9 was validated with independent near isogenic lines carrying the IS9530 “dormant” allele while maintaining the Redlan dw1 “short” allele. Additional analyses on Yellow Milo, from which the dw1 allele originated, implied that a low dormancy allele close to dw1 was introduced to Redlan—as well as to many other currently productive lines—by breeding efforts aimed at decreasing plant height, thus illustrating a new instance of genome erosion canalised by crop breeding. However, the introgression of qDOR-9 could enhance PHS tolerance in cultivated dw1-carrying backgrounds without affecting plant stature.
EEA Pergamino
Fil: Rodríguez, María Verónica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA); Argentina. Universidad de Buenos Aires. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA); Argentina.
Fil: Rodríguez, María Verónica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Departamento de Biología Aplicada y Alimentos. Cátedra de Fisiología Vegetal; Argentina
Fil: Sánchez, Diego Hernán. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA); Argentina. Universidad de Buenos Aires. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA); Argentina.
Fil: Sánchez, Diego Hernán. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Departamento de Biología Aplicada y Alimentos. Cátedra de Fisiología Vegetal; Argentina
Fil: Glison, Nicolás. Universidad de la República. Facultad de Agronomía. Departamento de Biología Vegetal. Laboratorio de Fisiología Vegetal; Uruguay
Fil: Ríos, Cristian Damián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA); Argentina. Universidad de Buenos Aires. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA); Argentina.
Fil: Ríos, Cristian Damián. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Departamento de Producción Vegetal. Cátedra de Cultivos Industriales; Argentina
Fil: Demkura, Patricia Verónica. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Álvarez Correa, Cristian Camilo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA); Argentina. Universidad de Buenos Aires. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA); Argentina.
Fil: Álvarez Correa, Cristian Camilo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Departamento de Producción Vegetal. Cátedra de Cultivos Industriales; Argentina
Fil: Fernández, Luis Germán. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Pergamino. Agencia de Extensión Rural Junín; Argentina
Fil: Fernández, Luis Germán. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Filippi, Carla Valeria. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Heinz, Ruth. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Pardo, Pedro. Advanta Semillas SACI. Estación Experimental Venado Tuerto ; Argentina
Fil: Rentería, Santiago. Advanta Semillas SACI. Estación Experimental Venado Tuerto ; Argentina
Fil: Guillaumet, Lisandro. Advanta Semillas SACI. Estación Experimental Venado Tuerto; Argentina
Fil: Benech-Arnold, Roberto Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA); Argentina. Universidad de Buenos Aires. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA); Argentina.
Fil: Benech-Arnold, Roberto Luis. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía Departamento de Producción Vegetal. Cátedra de Cultivos Industriales; Argentina
Fuente: Plant Biotechnology Journal 23 (4) : 1-15. (April 2025)
Materia: Sorgo Granifero
Brotación
Fitomejoramiento
Semilla
Grain Sorghum
Sprouting
Plant Breeding
Seed
Seed Dormancy
Dormancia de Semillas
Pre-harvest Sprouting
Seed Dormancy
Dwarf-1
QTL mapping
Nivel de accesibilidad: acceso abierto
Condiciones de uso: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
Repositorio
Institución: Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria
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Here, we identified a dormancy QTL using a Redlan×IS9530 RIL population, where parent lines are low in tannins and early flowering but otherwise contrasting in grain dormancy and plant height. We phenotyped this population in 2 years with informative PHS-related traits (grain germination index, embryo sensitivity to abscisic acid and in one year the actual natural sprouting), revealing a robust dormancy QTL in chromosome 9 (qDOR-9). This signal overlapped with associations found for plant height (caused by the dw1 locus, used for decades in sorghum improvement) and time to flowering. The effect of qDOR-9 was validated with independent near isogenic lines carrying the IS9530 “dormant” allele while maintaining the Redlan dw1 “short” allele. Additional analyses on Yellow Milo, from which the dw1 allele originated, implied that a low dormancy allele close to dw1 was introduced to Redlan—as well as to many other currently productive lines—by breeding efforts aimed at decreasing plant height, thus illustrating a new instance of genome erosion canalised by crop breeding. However, the introgression of qDOR-9 could enhance PHS tolerance in cultivated dw1-carrying backgrounds without affecting plant stature.EEA PergaminoFil: Rodríguez, María Verónica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA); Argentina. Universidad de Buenos Aires. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA); Argentina.Fil: Rodríguez, María Verónica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Departamento de Biología Aplicada y Alimentos. Cátedra de Fisiología Vegetal; ArgentinaFil: Sánchez, Diego Hernán. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA); Argentina. Universidad de Buenos Aires. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA); Argentina.Fil: Sánchez, Diego Hernán. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Departamento de Biología Aplicada y Alimentos. Cátedra de Fisiología Vegetal; ArgentinaFil: Glison, Nicolás. Universidad de la República. Facultad de Agronomía. Departamento de Biología Vegetal. Laboratorio de Fisiología Vegetal; UruguayFil: Ríos, Cristian Damián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA); Argentina. Universidad de Buenos Aires. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA); Argentina.Fil: Ríos, Cristian Damián. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Departamento de Producción Vegetal. Cátedra de Cultivos Industriales; ArgentinaFil: Demkura, Patricia Verónica. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Álvarez Correa, Cristian Camilo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA); Argentina. Universidad de Buenos Aires. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA); Argentina.Fil: Álvarez Correa, Cristian Camilo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Departamento de Producción Vegetal. Cátedra de Cultivos Industriales; ArgentinaFil: Fernández, Luis Germán. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Pergamino. Agencia de Extensión Rural Junín; ArgentinaFil: Fernández, Luis Germán. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Filippi, Carla Valeria. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Heinz, Ruth. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Pardo, Pedro. Advanta Semillas SACI. Estación Experimental Venado Tuerto ; ArgentinaFil: Rentería, Santiago. Advanta Semillas SACI. Estación Experimental Venado Tuerto ; ArgentinaFil: Guillaumet, Lisandro. Advanta Semillas SACI. Estación Experimental Venado Tuerto; ArgentinaFil: Benech-Arnold, Roberto Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA); Argentina. Universidad de Buenos Aires. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA); Argentina.Fil: Benech-Arnold, Roberto Luis. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía Departamento de Producción Vegetal. Cátedra de Cultivos Industriales; ArgentinaWiley2025-04-03T14:43:55Z2025-04-03T14:43:55Z2025-03info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501info:ar-repo/semantics/articuloapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/20.500.12123/21887https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.700071467-76441467-7652 (online)https://doi.org/10.1111/pbi.70007Plant Biotechnology Journal 23 (4) : 1-15. 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The effect of qDOR-9 was validated with independent near isogenic lines carrying the IS9530 “dormant” allele while maintaining the Redlan dw1 “short” allele. Additional analyses on Yellow Milo, from which the dw1 allele originated, implied that a low dormancy allele close to dw1 was introduced to Redlan—as well as to many other currently productive lines—by breeding efforts aimed at decreasing plant height, thus illustrating a new instance of genome erosion canalised by crop breeding. However, the introgression of qDOR-9 could enhance PHS tolerance in cultivated dw1-carrying backgrounds without affecting plant stature. EEA Pergamino Fil: Rodríguez, María Verónica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA); Argentina. Universidad de Buenos Aires. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA); Argentina. Fil: Rodríguez, María Verónica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Departamento de Biología Aplicada y Alimentos. Cátedra de Fisiología Vegetal; Argentina Fil: Sánchez, Diego Hernán. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA); Argentina. Universidad de Buenos Aires. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA); Argentina. Fil: Sánchez, Diego Hernán. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Departamento de Biología Aplicada y Alimentos. Cátedra de Fisiología Vegetal; Argentina Fil: Glison, Nicolás. Universidad de la República. Facultad de Agronomía. Departamento de Biología Vegetal. Laboratorio de Fisiología Vegetal; Uruguay Fil: Ríos, Cristian Damián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA); Argentina. Universidad de Buenos Aires. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA); Argentina. Fil: Ríos, Cristian Damián. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Departamento de Producción Vegetal. Cátedra de Cultivos Industriales; Argentina Fil: Demkura, Patricia Verónica. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina Fil: Álvarez Correa, Cristian Camilo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA); Argentina. Universidad de Buenos Aires. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA); Argentina. Fil: Álvarez Correa, Cristian Camilo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Departamento de Producción Vegetal. Cátedra de Cultivos Industriales; Argentina Fil: Fernández, Luis Germán. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Pergamino. Agencia de Extensión Rural Junín; Argentina Fil: Fernández, Luis Germán. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina Fil: Filippi, Carla Valeria. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina Fil: Heinz, Ruth. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina Fil: Pardo, Pedro. Advanta Semillas SACI. Estación Experimental Venado Tuerto ; Argentina Fil: Rentería, Santiago. Advanta Semillas SACI. Estación Experimental Venado Tuerto ; Argentina Fil: Guillaumet, Lisandro. Advanta Semillas SACI. Estación Experimental Venado Tuerto; Argentina Fil: Benech-Arnold, Roberto Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA); Argentina. Universidad de Buenos Aires. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA); Argentina. Fil: Benech-Arnold, Roberto Luis. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía Departamento de Producción Vegetal. Cátedra de Cultivos Industriales; Argentina
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