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Garcia-Abadillo, JulianAutor o Coautor

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31 de julio de 2025
Publicaciones
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Artículo

Optimizing the single-step model for predicting fumonisins resistance in maize hybrids accounting for the genotype-by-environment interaction

Publicado en: Frontiers in Genetics. 16 1475452- - 2025-07-02 16(), DOI: 10.3389/fgene.2025.1475452

Autores:

Evangelista, JSPC; Dias, KOD; Pastina, MM; Chaves, S; Guimaraes, LJM; Hidalgo, J; Garcia-Abadillo, J; Persa, R; Queiroz, VAV; da Silva, DD; Bhering, LL; Jarquin, D
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Afiliaciones

Embrapa Milho & Sorgo, Sete Lagoas, MG, Brazil - Autor o Coautor
Univ Fed Vicosa, Dept Biol Geral, Campus Univ, Vicosa, MG, Brazil - Autor o Coautor
Univ Florida, Agron Dept, Gainesville, FL 32611 USA - Autor o Coautor
Univ Georgia, Dept Anim & Dairy Sci, Athens, GA 30602 USA - Autor o Coautor
Univ Politecn Madrid UPM, Ctr Biotecnol & Genomica Plantas, Madrid, Spain - Autor o Coautor
Univ Sao Paulo, Dept Genet, Escolha Super Agr Luiz Queiroz, Sao Paulo, Brazil - Autor o Coautor
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Resumen

In Brazil, disease outbreaks in plant cultivars are common in tropical zones. For example, the fungus Fusarium verticillioides produces mycotoxins called fumonisins (FUMO) which are harmful to human and animal health. Besides the genetic component, the expression of this polygenic trait is regulated by interactions between genes and environmental factors (G x E). Genomic selection (GS) emerges as a promising approach to address the influence of multiple loci on resistance. We examined different manners to conduct the prediction of FUMO contamination using genomic and pedigree data, and combinations of these two via the single step model (B-matrix) which also offers the possibility of increasing training set sizes. This is the first study to apply the B-matrix approach for predicting FUMO in tropical maize breeding programs. Our research introduced a cross-validation approach to optimize the hyper-parameter w, which represents the fraction of total additive variance captured by the markers. We demonstrated the importance of selecting optimal w by environment in unbalanced datasets. A total of 13 predictive models considering General Combining Ability (GCA) and Specific Combining Ability (SCA) effects, resulted from five linear predictors and three different covariance structures including the single-step approach. Two cross-validation scenarios were considered to evaluate the model's proficiency: CV1 simulated the prediction of completely untested hybrids, where the individuals in the validation set had no phenotypic records in the training set; and CV2 simulated the prediction of partially tested hybrids, where individuals had been evaluated in some environments but not in the target environment. Results showed that using the B-matrix in the five tested linear models increased the predictive ability compared to pedigree or genomic information. Under CV1, increasing training set sizes exhibit superior predictive accuracy. On the other hand, under CV2 the advantages of increasing the training set size are unclear and the improvements are due to better covariance structures. These insights can be applied to plant breeding programs where the GCA, SCA, and G x E interactions are of interest and pedigree information is accessible, but constraints related to genotyping costs for the entire population exist.
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Palabras clave

ContaminationFull pedigreeFumonisins resistanceFusarium-verticillioidesGenetic evaluationGenomic predictionInheritancMaize hybrid predictionPerformancePlant breedingPopulationsSelectionSingle-step modeSingle-step modelTraits

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista Frontiers in Genetics debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia WoS (JCR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2025, se encontraba en la posición 79/192, consiguiendo con ello situarse como revista Q2 (Segundo Cuartil), en la categoría Genetics & Heredity. Destacable, igualmente, el hecho de que la Revista está posicionada en el Cuartil Q2 para la agencia Scopus (SJR) en la categoría Genetics.

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Impacto y visibilidad social

Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar a fecha 2026-04-02:

  • El uso, desde el ámbito académico evidenciado por el indicador de la agencia Altmetric referido como agregaciones realizadas por el gestor bibliográfico personal Mendeley, nos da un total de: 2.
  • La utilización de esta aportación en marcadores, bifurcaciones de código, añadidos a listas de favoritos para una lectura recurrente, así como visualizaciones generales, indica que alguien está usando la publicación como base de su trabajo actual. Esto puede ser un indicador destacado de futuras citas más formales y académicas. Tal afirmación es avalada por el resultado del indicador “Capture” que arroja un total de: 2 (PlumX).

Con una intencionalidad más de divulgación y orientada a audiencias más generales podemos observar otras puntuaciones más globales como:

  • El Score total de Altmetric: 1.
  • El número de menciones en la red social X (antes Twitter): 1 (Altmetric).

Es fundamental presentar evidencias que respalden la plena alineación con los principios y directrices institucionales en torno a la Ciencia Abierta y la Conservación y Difusión del Patrimonio Intelectual. Un claro ejemplo de ello es:

  • El trabajo se ha enviado a una revista cuya política editorial permite la publicación en abierto Open Access.
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Análisis de liderazgo de los autores institucionales

Este trabajo se ha realizado con colaboración internacional, concretamente con investigadores de: Brazil; Georgia; United States of America.

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Reconocimientos ligados al ítem

The author(s) declare that financial support was received for the research and/or publication of this article. This research was supported by FAPEMIG (Fundacao de Amparo a Pesquisa de Minas Gerais), CNPq (Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico), CAPES (Coordenacao de Aperfeicoamento de Pessoal de Nivel Superior), and Embrapa (Brazilian Agricultural Research Corporation). This study was also financed in part by CAPES (Coordenacao de Aperfeicoamento de Pessoal de Nivel Superior - Brasil - Finance Code 001).
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