Published June 3, 2019 | Version v1
Publication Open

Re-evaluation of the role of Indian germplasm as center of melon diversification based on genotyping-by-sequencing analysis

Creators

  • 1. Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas
  • 2. Consejo Superior de Investigaciones Científicas
  • 3. Universitat Politècnica de València
  • 4. Centro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de Aragón
  • 5. Universidad de Zaragoza
  • 6. Kasetsart University
  • 7. West Virginia State University

Description

The importance of Indian germplasm as origin and primary center of diversity of cultivated melon is widely accepted. Genetic diversity of several collections from Indian has been studied previously, although an integrated analysis of these collections in a global diversity perspective has not been possible. In this study, a sample of Indian collections together with a selection of world-wide cultivars to analyze the genetic diversity structure based on Genotype by Sequence data.A set of 6158 informative Single Nucleotide Polymorphism (SNP) in 175 melon accessions was generated. Melon germplasm could be classified into six major groups, in concordance with horticultural groups. Indian group was in the center of the diversity plot, with the highest genetic diversity. No strict genetic differentiation between wild and cultivated accessions was appreciated in this group. Genomic regions likely involved in the process of diversification were also found. Interestingly, some SNPs differentiating inodorus and cantalupensis groups are linked to Quantitiative Trait Loci involved in ripening behavior (a major characteristic that differentiate those groups). Linkage disequilibrium was found to be low (17 kb), with more rapid decay in euchromatic (8 kb) than heterochromatic (30 kb) regions, demonstrating that recombination events do occur within heterochromatn, although at lower frequency than in euchromatin. Concomitantly, haplotype blocks were relatively small (59 kb). Some of those haplotype blocks were found fixed in different melon groups, being therefore candidate regions that are involved in the diversification of melon cultivars.The results support the hypothesis that India is the primary center of diversity of melon, Occidental and Far-East cultivars have been developed by divergent selection. Indian germplasm is genetically distinct from African germplasm, supporting independent domestication events. The current set of traditional Indian accessions may be considered as a population rather than a standard collection of fixed landraces with high intercrossing between cultivated and wild melons.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

من المقبول على نطاق واسع أهمية الجبلة الجرثومية الهندية كأصل ومركز أساسي لتنوع البطيخ المزروع. تمت دراسة التنوع الجيني للعديد من المجموعات الهندية سابقًا، على الرغم من أنه لم يكن من الممكن إجراء تحليل متكامل لهذه المجموعات من منظور التنوع العالمي. في هذه الدراسة، تم إنشاء عينة من المجموعات الهندية جنبًا إلى جنب مع مجموعة مختارة من الأصناف في جميع أنحاء العالم لتحليل بنية التنوع الجيني بناءً على بيانات النمط الجيني حسب التسلسل. مجموعة من 6158 تعدد أشكال النيوكليوتيدات المفردة (SNP) في 175 ملحقًا للبطيخ. يمكن تصنيف جراثيم البطيخ إلى ست مجموعات رئيسية، وفقًا لمجموعات البستنة. كانت المجموعة الهندية في وسط مؤامرة التنوع، مع أعلى تنوع وراثي. لم يتم تقدير أي تمييز جيني صارم بين عمليات الانضمام البرية والمزروعة في هذه المجموعة. كما تم العثور على مناطق الجينوم التي من المحتمل أن تشارك في عملية التنويع. ومن المثير للاهتمام أن بعض SNPs التي تفرق بين مجموعات inodorus و cantalupensis مرتبطة بالمواقع الكمّية المشاركة في سلوك النضج (سمة رئيسية تميز تلك المجموعات). وُجد أن اختلال التوازن الرابط منخفض (17 كيلوبايت)، مع اضمحلال أسرع في المناطق الصباغية (8 كيلوبايت) من المناطق غير المتجانسة (30 كيلوبايت)، مما يدل على أن أحداث إعادة التركيب تحدث داخل المناطق غير المتجانسة، على الرغم من أن تواترها أقل من تواترها في المناطق الصباغية. وفي الوقت نفسه، كانت كتل النمط الفرداني صغيرة نسبيًا (59 كيلوبايت). تم العثور على بعض كتل الأنماط الفردية هذه ثابتة في مجموعات مختلفة من البطيخ، وبالتالي فهي مناطق مرشحة تشارك في تنويع أصناف البطيخ. تدعم النتائج الفرضية القائلة بأن الهند هي المركز الأساسي لتنوع أصناف البطيخ والغربي والشرق الأقصى التي تم تطويرها عن طريق الانتقاء المتباين. تختلف الجبلة الجرثومية الهندية وراثيًا عن الجبلة الجرثومية الأفريقية، مما يدعم أحداث التدجين المستقلة. يمكن اعتبار المجموعة الحالية من المنضمين الهنود التقليديين مجموعة سكانية بدلاً من مجموعة قياسية من السلالات البرية الثابتة مع تقاطع عالٍ بين البطيخ المزروع والبطيخ البري.

Translated Description (French)

L'importance du germoplasme indien en tant qu'origine et principal centre de diversité du melon cultivé est largement acceptée. La diversité génétique de plusieurs collections indiennes a déjà été étudiée, bien qu'une analyse intégrée de ces collections dans une perspective de diversité mondiale n'ait pas été possible. Dans cette étude, un échantillon de collections indiennes ainsi qu'une sélection de cultivars mondiaux pour analyser la structure de la diversité génétique basée sur les données de génotype par séquence. Un ensemble de 6158 polymorphisme nucléotidique unique (SNP) informatif dans 175 accessions de melon a été généré. Le germoplasme du melon pourrait être classé en six grands groupes, en concordance avec les groupes horticoles. Le groupe indien était au centre de la parcelle de diversité, avec la plus grande diversité génétique. Aucune différenciation génétique stricte entre les accessions sauvages et cultivées n'a été appréciée dans ce groupe. Des régions génomiques susceptibles d'être impliquées dans le processus de diversification ont également été trouvées. Il est intéressant de noter que certains SNP différenciant les groupes inodore et cantalupensis sont liés à des loci de caractères quantitatifs impliqués dans le comportement de maturation (une caractéristique majeure qui différencie ces groupes). Le déséquilibre de la liaison s'est avéré faible (17 kb), avec une désintégration plus rapide dans les régions euchromatiques (8 kb) que dans les régions hétérochromatiques (30 kb), démontrant que des événements de recombinaison se produisent dans l'hétérochromatine, bien qu'à une fréquence plus faible que dans l'euchromatine. Parallèlement, les blocs d'haplotypes étaient relativement petits (59 ko). Certains de ces blocs d'haplotypes ont été trouvés fixés dans différents groupes de melon, étant donc des régions candidates qui sont impliquées dans la diversification des cultivars de melon. Les résultats soutiennent l'hypothèse que l'Inde est le principal centre de diversité du melon, les cultivars occidentaux et d'Extrême-Orient ont été développés par sélection divergente. Le germoplasme indien est génétiquement distinct du germoplasme africain, soutenant des événements de domestication indépendants. L'ensemble actuel des adhésions indiennes traditionnelles peut être considéré comme une population plutôt que comme une collection standard de races terrestres fixes avec un croisement élevé entre les melons cultivés et les melons sauvages.

Translated Description (Spanish)

La importancia del germoplasma indio como origen y centro primario de diversidad del melón cultivado es ampliamente aceptada. La diversidad genética de varias colecciones de la India se ha estudiado anteriormente, aunque no ha sido posible un análisis integrado de estas colecciones en una perspectiva de diversidad global. En este estudio, se generó una muestra de colecciones indias junto con una selección de cultivares de todo el mundo para analizar la estructura de la diversidad genética basada en datos de genotipo por secuencia. Se generó un conjunto de 6158 polimorfismos de nucleótido único (SNP) informativos en 175 accesiones de melón. El germoplasma del melón podría clasificarse en seis grupos principales, en concordancia con los grupos hortícolas. El grupo indio estaba en el centro de la parcela de diversidad, con la mayor diversidad genética. En este grupo no se apreció una diferenciación genética estricta entre accesiones silvestres y cultivadas. También se encontraron regiones genómicas probablemente involucradas en el proceso de diversificación. Curiosamente, algunos SNP que diferencian los grupos inodorus y cantalupensis están vinculados a los Loci de Rasgos Cuantitativos involucrados en el comportamiento de maduración (una característica importante que diferencia a esos grupos). Se encontró que el desequilibrio de ligamiento era bajo (17 kb), con una descomposición más rápida en las regiones eucromáticas (8 kb) que en las heterocromáticas (30 kb), lo que demuestra que los eventos de recombinación ocurren dentro del heterocromato, aunque con menor frecuencia que en la eucromatina. Al mismo tiempo, los bloques de haplotipos eran relativamente pequeños (59 kb). Algunos de esos bloques de haplotipos se encontraron fijos en diferentes grupos de melones, por lo que son regiones candidatas que están involucradas en la diversificación de los cultivares de melón. Los resultados respaldan la hipótesis de que la India es el principal centro de diversidad de melones, los cultivares occidentales y del Lejano Oriente se han desarrollado por selección divergente. El germoplasma indio es genéticamente distinto del germoplasma africano, lo que respalda los eventos de domesticación independientes. El conjunto actual de accesiones indias tradicionales puede considerarse como una población en lugar de una colección estándar de variedades autóctonas fijas con alto entrecruzamiento entre melones cultivados y silvestres.

Files

s12864-019-5784-0.pdf

Files (2.1 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:1b6c5b64e380e81f9c222b1bf46a92f4
2.1 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
إعادة تقييم دور الجبلة الجرثومية الهندية كمركز لتنويع البطيخ بناءً على تحليل التنميط الجيني حسب التسلسل
Translated title (French)
Réévaluation du rôle du germoplasme indien en tant que centre de diversification du melon sur la base d'une analyse de génotypage par séquençage
Translated title (Spanish)
Reevaluación del papel del germoplasma indio como centro de diversificación del melón basada en el análisis de genotipado por secuenciación

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2948122149
DOI
10.1186/s12864-019-5784-0

Is supplement to
https://openalex.org/W4244388203 (Other)
https://openalex.org/W4242421582 (Other)
https://openalex.org/W2383318773 (Other)
https://openalex.org/W2366421785 (Other)
https://openalex.org/W2365003365 (Other)
https://openalex.org/W2063218777 (Other)
https://openalex.org/W2062919610 (Other)
https://openalex.org/W2029441214 (Other)
https://openalex.org/W2011020766 (Other)
https://openalex.org/W1481358756 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Thailand

References

  • https://openalex.org/W1964570305
  • https://openalex.org/W1976367184
  • https://openalex.org/W1984882013
  • https://openalex.org/W1997476591
  • https://openalex.org/W2015531985
  • https://openalex.org/W2016160025
  • https://openalex.org/W2018704787
  • https://openalex.org/W2021880665
  • https://openalex.org/W2024158835
  • https://openalex.org/W2043529918
  • https://openalex.org/W2056236241
  • https://openalex.org/W2057638744
  • https://openalex.org/W2067659144
  • https://openalex.org/W2082782088
  • https://openalex.org/W2085315239
  • https://openalex.org/W2090106709
  • https://openalex.org/W2098126593
  • https://openalex.org/W2100167312
  • https://openalex.org/W2110035718
  • https://openalex.org/W2112630116
  • https://openalex.org/W2119799171
  • https://openalex.org/W2137201283
  • https://openalex.org/W2142014575
  • https://openalex.org/W2159474015
  • https://openalex.org/W2161339576
  • https://openalex.org/W2170345447
  • https://openalex.org/W2418365886
  • https://openalex.org/W2468549349
  • https://openalex.org/W2483742882
  • https://openalex.org/W2522212279
  • https://openalex.org/W2527760950
  • https://openalex.org/W2569088008
  • https://openalex.org/W2587333490
  • https://openalex.org/W2613901384
  • https://openalex.org/W2747949839
  • https://openalex.org/W2761334854
  • https://openalex.org/W2767660796
  • https://openalex.org/W2770285436
  • https://openalex.org/W2806434441
  • https://openalex.org/W2897705585
  • https://openalex.org/W4239149238