NIR-Prediction of water-soluble carbohydrate in white clover and its genetic relationship with cold tolerance

NIR-Predicción de carbohidratos solubles en agua en trébol blanco y su relación genética con la tolerancia al frío

dc.contributorlinostroza@inia.cl
dc.contributorFONDECYT [1130340]; MINIAGRI [501364-70]
dc.contributorInostroza, Luis https://orcid.org/0000-0003-3912-5479
dc.creatorInostroza, Luis
dc.creatorLobos, Iris
dc.creatorAcuna, Hernan
dc.creatorVasquez, Catalina
dc.creatorTapia, Gerardo
dc.creatorMonzon, Gerson
dc.date2023-04-18T01:50:24Z
dc.date2023-04-18T01:50:24Z
dc.date2017
dc.date.accessioned2023-09-27T20:18:12Z
dc.date.available2023-09-27T20:18:12Z
dc.identifier0718-5839
dc.identifierhttps://repositorio.uta.cl/xmlui/handle/20.500.14396/2486
dc.identifier10.4067/S0718-58392017000300218
dc.identifierFK7WL
dc.identifierWOS:000413717900005
dc.identifier.urihttps://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/8942619
dc.descriptionIn temperate climates, cold stress constrains productivity of white clover (Trifolium repens L.), the most important perennial forage legume in intensive grazing systems for ruminants. Metabolism of water sugar carbohydrate (WSC) has been proposed as an important trait conferring cold tolerance to white clover. Conventional methodologies for WSC determination are considered high-cost and time-consuming. Near-infrared (NIR) spectroscopy is a robust, reliable, and high-throughput methodology to estimate chemical composition of forage species. The objectives of this work were to determine the accuracy of NIR spectroscopy for predicting WSC in stolon samples of white clover, and to evaluate the genetic relationship between WSC and cold tolerance. A white clover association mapping (WCAM) population was stablished in three location that represent a winter low temperature gradient associated with altitude. Dry matter production and some morphological traits were evaluated during three growing seasons. Samples for WSC determination were collected three time during a winter period. Samples were scanned with a NIR system, and a prediction model for WSC was fitted using partial least squares (PLS) regression. The adjusted prediction model achieved suitable predictive ability (R-2 > 0.85). The WSC per se did not show significant genetic relationship with morphological and agronomically important traits. However, the WSC degradation rate (WSCdr) across the winter period showed significant genetic correlation with DM production during spring (r(g) = 0.64), which is the result of genetic/physiological mechanism expressed during the cold period. The NIR spectroscopy is a reliable and high-throughput methodology to predict WSC in stolon samples of white clover. The metabolism of WSC, evaluated as WSCdr, is involved in the cold tolerance of the WCAM population. The methodology implemented in this work is suitable to be applied in a plant breeding program routine.
dc.descriptionEn climas templados, el estrés por frío limita la productividad del trébol blanco (Trifolium repens L.), la leguminosa forrajera perenne más importante en los sistemas de pastoreo intensivo para rumiantes. El metabolismo de los carbohidratos de azúcar en agua (WSC) se ha propuesto como un rasgo importante que confiere tolerancia al frío al trébol blanco. Las metodologías convencionales para la determinación de WSC se consideran costosas y lentas. La espectroscopia de infrarrojo cercano (NIR) es una metodología robusta, confiable y de alto rendimiento para estimar la composición química de las especies forrajeras. Los objetivos de este trabajo fueron determinar la precisión de la espectroscopia NIR para predecir WSC en muestras de estolones de trébol blanco y evaluar la relación genética entre WSC y la tolerancia al frío. Se estableció una población de mapeo de asociación de trébol blanco (WCAM) en tres ubicaciones que representan un gradiente de baja temperatura invernal asociado con la altitud. Se evaluó la producción de materia seca y algunas características morfológicas durante tres épocas de crecimiento. Las muestras para la determinación de WSC se recolectaron tres veces durante un período de invierno. Las muestras se escanearon con un sistema NIR y se ajustó un modelo de predicción para WSC utilizando regresión de mínimos cuadrados parciales (PLS). El modelo de predicción ajustado logró una capacidad predictiva adecuada (R-2 > 0,85). El WSC per se no mostró una relación genética significativa con características morfológicas y agronómicamente importantes. Sin embargo, la tasa de degradación de WSC (WSCdr) durante el período invernal mostró una correlación genética significativa con la producción de MS durante la primavera (r(g) = 0,64), que es el resultado del mecanismo genético/fisiológico expresado durante el período frío. La espectroscopia NIR es una metodología confiable y de alto rendimiento para predecir WSC en muestras de estolones de trébol blanco. El metabolismo de WSC, evaluado como WSCdr, está involucrado en la tolerancia al frío de la población de WCAM. La metodología implementada en este trabajo es apta para ser aplicada en la rutina de un programa de fitomejoramiento.
dc.formatapplication/pdf
dc.format8 páginas
dc.languageEnglish
dc.publisherINST INVESTIGACIONES AGROPECUARIAS
dc.relationChilean Journal of Agricultural Research, vol.77 no.3 (2017) p. 218 - 225
dc.relationhttps://doi.org/10.4067/S0718-58392017000300218
dc.rightsGreen Published, gold
dc.rightsAcceso abierto
dc.sourceChilean Journal of Agricultural Research
dc.subjectBroad Sense Heritability
dc.subjectGenetic Correlation
dc.subjectHigh-Throughput Phenotyping
dc.subjectPls Regression Trifolium Repens
dc.subjectNear-Infrared Reflectance
dc.subjectTrifolium-Repens L.
dc.subjectWinter Hardiness
dc.subjectSpectroscopy
dc.subjectPopulations
dc.subjectGrowth
dc.subjectPastures
dc.subjectAlfalfa
dc.subjectSites
dc.subjectHerencia en Sentido Amplio
dc.subjectCorrelación Genética
dc.subjectFenotipado de Alto Rendimiento
dc.subjectRegresión Pls Trifolium Repens
dc.subjectReflectancia del Infrarrojo Cercano
dc.subjectTrifolium-Repens L.
dc.subjectResistencia Al Invierno
dc.subjectEspectroscopía
dc.subjectPoblaciones
dc.subjectCrecimiento
dc.subjectPastos
dc.subjectAlfalfa
dc.subjectSitios
dc.titleNIR-Prediction of water-soluble carbohydrate in white clover and its genetic relationship with cold tolerance
dc.titleNIR-Predicción de carbohidratos solubles en agua en trébol blanco y su relación genética con la tolerancia al frío
dc.typeArtículo de revista


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