Seedling pre-emergence is a critical phase of development for successful crop establishment because of its susceptibility to environmental conditions. In a context of reduced use of inorganic fertilizers, the genetic bases of the response of seedlings to nitrate supply received little attention. This issue is important even in legumes where nitrate absorption starts early after germination, before nodule development. Natural variation of traits characterizing seedling growth in the absence or presence of nitrate was investigated in a core collection of 192 accessions of Medicago truncatula. Plasticity indexes to the absence of nitrate were calculated. The genetic determinism of the traits was dissected by genome-wide association study (GWAS). The absence of nitrate affected seed biomass mobilization and root/shoot length ratio. However, the large range of genetic variability revealed different seedling performances within natural diversity. A principal component analysis (PCA) carried out with plasticity indexes highlighted four physiotypes of accessions differing in relationships between seedling elongation and seed biomass partitioning traits in response to the absence of nitrate. Finally, GWAS revealed 45 associations with single or combined traits corresponding to coordinates of accessions on PCA, as well as two clusters of genes encoding sugar transporters and glutathione transferases surrounding loci associated with seedling elongation traits. This article is protected by copyright. All rights reserved.

中文翻译：

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探索苜蓿的自然多样性揭示了与幼苗性能对硝酸盐供应的反应相关的生理型和位点

由于幼苗易受环境条件的影响，出苗前是作物成功建立的关键阶段。在减少使用无机肥料的情况下，幼苗对硝酸盐供应反应的遗传基础很少受到关注。这个问题甚至在豆科植物中也很重要，在这些豆科植物中，硝酸盐在萌发后很早就开始吸收，在根瘤形成之前。在 192 份蒺藜苜蓿种质的核心集合中研究了在不存在或存在硝酸盐的情况下表征幼苗生长的性状的自然变异。计算不存在硝酸盐的可塑性指数。通过全基因组关联研究（GWAS）剖析了这些性状的遗传决定论。不存在硝酸盐影响种子生物量动员和根/芽长比。然而，大范围的遗传变异揭示了自然多样性中不同的幼苗表现。使用可塑性指数进行的主成分分析 (PCA) 突出了四种生理型的种质，它们在幼苗伸长率和种子生物量分配性状之间的关系上有所不同，以响应不存在硝酸盐。最后，GWAS 揭示了 45 个与与 PCA 上种质坐标相对应的单个或组合性状的关联，以及编码糖转运蛋白和谷胱甘肽转移酶周围与幼苗伸长性状相关的基因座的两个基因簇。本文受版权保护。版权所有。使用可塑性指数进行的主成分分析 (PCA) 突出了四种生理类型的种质，它们在幼苗伸长率和种子生物量分配性状之间的关系上有所不同，以应对不存在硝酸盐的情况。最后，GWAS 揭示了 45 个与与 PCA 上种质坐标相对应的单个或组合性状的关联，以及编码糖转运蛋白和谷胱甘肽转移酶周围与幼苗伸长性状相关的基因座的两个基因簇。本文受版权保护。版权所有。使用可塑性指数进行的主成分分析 (PCA) 突出了四种生理类型的种质，它们在幼苗伸长率和种子生物量分配性状之间的关系上有所不同，以应对不存在硝酸盐的情况。最后，GWAS 揭示了 45 个与与 PCA 上种质坐标相对应的单个或组合性状的关联，以及编码糖转运蛋白和谷胱甘肽转移酶周围与幼苗伸长性状相关的基因座的两个基因簇。本文受版权保护。版权所有。GWAS 揭示了 45 个与与 PCA 上种质坐标相对应的单个或组合性状的关联，以及编码糖转运蛋白和谷胱甘肽转移酶的两个基因簇围绕与幼苗伸长性状相关的基因座。本文受版权保护。版权所有。GWAS 揭示了 45 个与与 PCA 上种质坐标相对应的单个或组合性状的关联，以及编码糖转运蛋白和谷胱甘肽转移酶的两个基因簇围绕与幼苗伸长性状相关的基因座。本文受版权保护。版权所有。