GWAS, MWAS and mGWAS provide insights into precision agriculture based on genotype-dependent microbial effects in foxtail millet
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Le résumé fourni par la source
Genetic and environmental factors collectively determine plant growth and yield. In the past 20 years, genome-wide association studies (GWAS) have been conducted on crops to decipher genetic loci that contribute to growth and yield, however, plant genotype appears to be insufficient to explain the trait variations. Here, we unravel the associations between genotypic, phenotypic, and rhizoplane microbiota variables of 827 foxtail millet cultivars by an integrated GWAS, microbiome-wide association studies (MWAS) and microbiome genome-wide association studies (mGWAS) method. We identify 257 rhizoplane microbial biomarkers associated with six key agronomic traits and validated the microbial-mediated growth effects on foxtail millet using marker strains isolated from the field. The rhizoplane microbiota composition is mainly driven by variations in plant genes related to immunity, metabolites, hormone signaling and nutrient uptake. Among these, the host immune gene FLS2 and transcription factor bHLH35 are widely associated with the microbial taxa of the rhizoplane. We further uncover a plant genotype-microbiota interaction network that contributes to phenotype plasticity. The microbial-mediated growth effects on foxtail millet are dependent on the host genotype, suggesting that precision microbiome management could be used to engineer high-yielding cultivars in agriculture systems.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- GWAS, MWAS and mGWAS provide insights into precision agriculture based on genotype-dependent microbial effects in foxtail millet
- Date Crossref
- 07/10/2022
- Éditeur
- Springer Science and Business Media LLC
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Chinese Academy of Sciences pays non établi dans la noticeOrganisme public
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Shanghai Institutes for Biological Sciences pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Center for Excellence in Molecular Plant Sciences pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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University of Chinese Academy of Sciences pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Shanxi Agricultural University Center for Agricultural Genetic Resources Research pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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BGI Group (China) pays non établi dans la noticeEntreprise
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Technical University of Denmark Department of Biotechnology and Biomedicine pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Agricultural Genomics Institute at Shenzhen pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Northeast Forestry University BGI Life Science Joint Research Center pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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State Key Laboratory of Agricultural Genomics pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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National Key Laboratory of Plant Molecular Genetics pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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BGI-Qingdao pays non établi dans la noticeInstitution
Chinese Academy of Sciences, Shanghai Institutes for Biological Sciences et Center for Excellence in Molecular Plant Sciences, avec 9 autres affiliations.
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