Published November 14, 2019
| Version v1
Publication
Open
Genetic diversity of Nile tilapia (Oreochromis niloticus) throughout West Africa
Creators
- 1. WorldFish
- 2. Food and Agriculture Organization of the United Nations
- 3. Wageningen University & Research
- 4. Centre international de recherche-développement sur l'elevage en zone subhumide
Description
Abstract Nile tilapia ( Oreochromis niloticus ) is a globally significant aquaculture species rapidly gaining status as a farmed commodity. In West Africa, wild Nile tilapia genetic resources are abundant yet knowledge of fine-scale population structure and patterns of natural genetic variation are limited. Coinciding with this is a burgeoning growth in tilapia aquaculture in Ghana and other countries within the region underpinned by locally available genetic resources. Using 192 single nucleotide polymorphism (SNP) markers this study conducted a genetic survey of Nile tilapia throughout West Africa, sampling 23 wild populations across eight countries (Benin, Burkina Faso, Côte d'Ivoire, Ghana, Togo, Mali, Gambia and Senegal), representing the major catchments of the Volta, Niger, Senegal and Gambia River basins. A pattern of isolation-by-distance and significant spatial genetic structure was identified throughout West Africa (Global F ST = 0.144), which largely corresponds to major river basins and, to a lesser extent, sub-basins. Two populations from the Gambia River (Kudang and Walekounda), one from the western Niger River (Lake Sélingué) and one from the upper Red Volta River (Kongoussi) showed markedly lower levels of diversity and high genetic differentiation compared to all other populations, suggesting genetically isolated populations occurring across the region. Genetic structure within the Volta Basin did not always follow the pattern expected for sub-river basins. This study identifies clear genetic structuring and differentiation amongst West African Nile tilapia populations, which concur with broad patterns found in previous studies. In addition, we provide new evidence for fine-scale genetic structuring within the Volta Basin and previously unidentified genetic differences of populations in Gambia. The 192 SNP marker suite used in this study is a useful tool for differentiating tilapia populations and we recommend incorporating this marker suite into future population screening of O. niloticus . Our results form the basis of a solid platform for future research on wild tilapia genetic resources in West Africa, and the identification of potentially valuable germplasm for use in ongoing breeding programs for aquaculture.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
البلطي النيلي المجرد ( Oreochromis niloticus ) هو نوع مهم عالميًا من أنواع الاستزراع المائي يكتسب بسرعة مكانة كسلعة مستزرعة. في غرب أفريقيا، الموارد الجينية للبلطي النيلي البري وفيرة ولكن المعرفة بالبنية السكانية الدقيقة وأنماط التنوع الجيني الطبيعي محدودة. ويتزامن مع ذلك نمو مزدهر في تربية أسماك البلطي في غانا وبلدان أخرى داخل المنطقة مدعومة بالموارد الوراثية المتاحة محليًا. باستخدام 192 علامة لتعدد أشكال النوكليوتيدات الأحادية (SNP)، أجرت هذه الدراسة مسحًا وراثيًا للبلطي النيلي في جميع أنحاء غرب إفريقيا، وأخذت عينات من 23 مجموعة برية في ثمانية بلدان (بنين وبوركينا فاسو وكوتديفوار وغانا وتوغو ومالي وغامبيا والسنغال)، تمثل المستجمعات الرئيسية لأحواض نهر فولتا والنيجر والسنغال وغامبيا. تم تحديد نمط من العزلة حسب المسافة والبنية الجينية المكانية الهامة في جميع أنحاء غرب أفريقيا (F ST العالمي = 0.144)، والذي يتوافق إلى حد كبير مع أحواض الأنهار الرئيسية، وبدرجة أقل، الأحواض الفرعية. أظهرت مجموعتان من نهر غامبيا (كودانغ وواليكوندا)، واحدة من نهر النيجر الغربي (بحيرة سيلينغوي) وواحدة من نهر الفولتا الأحمر العلوي (كونغوسي) مستويات أقل بشكل ملحوظ من التنوع والتمايز الجيني العالي مقارنة بجميع المجموعات الأخرى، مما يشير إلى وجود مجموعات معزولة وراثيًا في جميع أنحاء المنطقة. لم تتبع البنية الوراثية داخل حوض فولتا دائمًا النمط المتوقع لأحواض الأنهار الفرعية. تحدد هذه الدراسة البنية الوراثية الواضحة والتمايز بين سكان بلطي النيل في غرب إفريقيا، والتي تتوافق مع الأنماط الواسعة الموجودة في الدراسات السابقة. بالإضافة إلى ذلك، نقدم أدلة جديدة على البنية الجينية الدقيقة داخل حوض فولتا والاختلافات الجينية غير المحددة سابقًا للسكان في غامبيا. تعد مجموعة العلامات 192 SNP المستخدمة في هذه الدراسة أداة مفيدة للتمييز بين مجموعات البلطي ونوصي بدمج مجموعة العلامات هذه في الفحص السكاني المستقبلي لـ O. niloticus . تشكل نتائجنا أساسًا لمنصة صلبة للبحث المستقبلي حول الموارد الوراثية للبلطي البري في غرب إفريقيا، وتحديد الجبلة الجرثومية ذات القيمة المحتملة لاستخدامها في برامج التربية المستمرة لتربية الأحياء المائية.Translated Description (French)
Résumé Le tilapia du Nil ( Oreochromis niloticus ) est une espèce aquacole d'importance mondiale qui gagne rapidement le statut de produit d'élevage. En Afrique de l'Ouest, les ressources génétiques du tilapia sauvage du Nil sont abondantes, mais les connaissances sur la structure de la population à petite échelle et les modèles de variation génétique naturelle sont limitées. À cela s'ajoute une croissance en plein essor de l'aquaculture du tilapia au Ghana et dans d'autres pays de la région, soutenue par les ressources génétiques disponibles localement. À l'aide de 192 marqueurs de polymorphisme mononucléotidique (SNP), cette étude a mené une enquête génétique sur le tilapia du Nil dans toute l'Afrique de l'Ouest, en échantillonnant 23 populations sauvages dans huit pays (Bénin, Burkina Faso, Côte d'Ivoire, Ghana, Togo, Mali, Gambie et Sénégal), représentant les principaux bassins versants de la Volta, du Niger, du Sénégal et de la Gambie. Un schéma d'isolement par la distance et une structure génétique spatiale significative ont été identifiés dans toute l'Afrique de l'Ouest (FST global = 0,144), ce qui correspond en grande partie aux principaux bassins fluviaux et, dans une moindre mesure, aux sous-bassins. Deux populations du fleuve Gambie (Kudang et Walekounda), l'une de l'ouest du fleuve Niger (lac Sélingué) et l'autre de la partie supérieure du fleuve Volta Rouge (Kongoussi) ont montré des niveaux de diversité et de différenciation génétique nettement inférieurs à ceux de toutes les autres populations, ce qui suggère que des populations génétiquement isolées se trouvent dans toute la région. La structure génétique dans le bassin de la Volta n'a pas toujours suivi le schéma attendu pour les bassins sous-fluviaux. Cette étude identifie une structuration et une différenciation génétiques claires parmi les populations de tilapias du Nil ouest-africain, qui concordent avec les schémas généraux trouvés dans les études précédentes. En outre, nous fournissons de nouvelles preuves de la structuration génétique à petite échelle dans le bassin de la Volta et des différences génétiques de populations précédemment non identifiées en Gambie. La suite de marqueurs 192 SNP utilisée dans cette étude est un outil utile pour différencier les populations de tilapia et nous recommandons d'incorporer cette suite de marqueurs dans le futur dépistage de la population d'O. niloticus . Nos résultats constituent la base d'une plate-forme solide pour de futures recherches sur les ressources génétiques du tilapia sauvage en Afrique de l'Ouest, et l'identification de germoplasme potentiellement précieux à utiliser dans les programmes d'élevage en cours pour l'aquaculture.Translated Description (Spanish)
La tilapia del Nilo ( Oreochromis niloticus ) es una especie acuícola de importancia mundial que está ganando rápidamente estatus como producto de cultivo. En África occidental, los recursos genéticos silvestres de la tilapia del Nilo son abundantes, pero el conocimiento de la estructura de la población a pequeña escala y los patrones de variación genética natural son limitados. Coincidiendo con esto, hay un crecimiento creciente en la acuicultura de tilapia en Ghana y otros países de la región respaldados por recursos genéticos disponibles localmente. Utilizando 192 marcadores de polimorfismo de un solo nucleótido (SNP), este estudio realizó un estudio genético de la tilapia del Nilo en toda África Occidental, muestreando 23 poblaciones silvestres en ocho países (Benin, Burkina Faso, Costa de Marfil, Ghana, Togo, Malí, Gambia y Senegal), que representan las principales cuencas de los ríos Volta, Níger, Senegal y Gambia. Se identificó un patrón de aislamiento por distancia y una estructura genética espacial significativa en toda África Occidental (Global F ST = 0,144), que corresponde en gran medida a las principales cuencas fluviales y, en menor medida, a las subcuencas. Dos poblaciones del río Gambia (Kudang y Walekounda), una del río Níger occidental (lago Sélingué) y otra del río Volta Rojo superior (Kongoussi) mostraron niveles marcadamente más bajos de diversidad y alta diferenciación genética en comparación con todas las demás poblaciones, lo que sugiere poblaciones genéticamente aisladas que se producen en toda la región. La estructura genética dentro de la cuenca del Volta no siempre siguió el patrón esperado para las cuencas de los subríos. Este estudio identifica una clara estructuración y diferenciación genética entre las poblaciones de tilapia del Nilo de África Occidental, que coincide con los patrones generales encontrados en estudios anteriores. Además, proporcionamos nueva evidencia de la estructuración genética a escala fina dentro de la cuenca del Volta y las diferencias genéticas previamente no identificadas de las poblaciones en Gambia. El conjunto de marcadores 192 SNP utilizado en este estudio es una herramienta útil para diferenciar las poblaciones de tilapia y recomendamos incorporar este conjunto de marcadores en el cribado futuro de la población de O. niloticus . Nuestros resultados forman la base de una plataforma sólida para futuras investigaciones sobre los recursos genéticos de la tilapia silvestre en África Occidental y la identificación de germoplasma potencialmente valioso para su uso en programas de mejoramiento en curso para la acuicultura.Files
s41598-019-53295-y.pdf.pdf
Files
(4.5 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:c9fd63b7bddd52dddb323285ae050448
|
4.5 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- التنوع الوراثي للبلطي النيلي (Oreochromis niloticus) في جميع أنحاء غرب أفريقيا
- Translated title (French)
- Diversité génétique du tilapia du Nil (Oreochromis niloticus) dans toute l'Afrique de l'Ouest
- Translated title (Spanish)
- Diversidad genética de la tilapia del Nilo (Oreochromis niloticus) en toda África Occidental
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2983619222
- DOI
- 10.1038/s41598-019-53295-y
References
- https://openalex.org/W1521562080
- https://openalex.org/W1581003977
- https://openalex.org/W1905660083
- https://openalex.org/W1977601452
- https://openalex.org/W1978674081
- https://openalex.org/W1981182039
- https://openalex.org/W1990074132
- https://openalex.org/W1996860787
- https://openalex.org/W2004109811
- https://openalex.org/W2014116596
- https://openalex.org/W2015562119
- https://openalex.org/W2022967206
- https://openalex.org/W2029950408
- https://openalex.org/W2035839217
- https://openalex.org/W2041022517
- https://openalex.org/W2044996677
- https://openalex.org/W2048069305
- https://openalex.org/W2066286742
- https://openalex.org/W2087368500
- https://openalex.org/W2090619647
- https://openalex.org/W2098126593
- https://openalex.org/W2106055540
- https://openalex.org/W2113074672
- https://openalex.org/W2121512231
- https://openalex.org/W2125092464
- https://openalex.org/W2125128723
- https://openalex.org/W2146290595
- https://openalex.org/W2151331484
- https://openalex.org/W2158489424
- https://openalex.org/W2161339576
- https://openalex.org/W2165725065
- https://openalex.org/W2170216730
- https://openalex.org/W2575855364
- https://openalex.org/W2796007562
- https://openalex.org/W2951207043
- https://openalex.org/W2953039206
- https://openalex.org/W2972979162