Published January 1, 2020 | Version v1
Publication Open

Genetic diversity and population structure analysis of Ghanaian and exotic cassava accessions using simple sequence repeat (SSR) markers

Creators

  • 1. Council for Scientific and Industrial Research
  • 2. University of Ghana

Description

Genetic diversity is fundamentally important in crop improvement and provides plants with the capacity to meet the demands of changing environments. This work was carried out to assess the diversity and the extent of genetic relatedness among a number of assembled cassava (Manihot esculenta Crantz) accessions. We conducted a microsatellite marker analysis of 89 cassava accessions collected from Ghanaian and exotic sources. These accessions were assayed using 35 simple sequence repeat (SSR) markers. A total of 167 alleles were detected from 35 polymorphic markers with an average of 4.77 alleles per locus. High allelic frequency was detected across the accessions, ranging from 0.32 to 0.99 with an average of 0.62 per marker. Observed heterozygosity ranged from 0.03 - 0.97 across the accessions. Polymorphism information content (PIC) ranged from 0.03 to 0.78 with a mean of 0.45, indicating high level of polymorphism across the accessions. Comparatively, higher number of alleles, gene diversity and observed heterozygosity were detected among the local accessions compared with the exotic accessions indicating rich genetic diversity among them. Population structure analysis based on STRUCTURE identified two subpopulations and a large number of admixtures. Cluster analysis based on the neighbour joining algorithim further separated the collection into seven sub-groupings irrespective of geographical origin. This indicates the possible sharing of common genomic regions occurring across the accessions. High allelic frequency differences and levels of heterozygosity were observed among the germplasm. These findings indicated significant genetic variability in the germplasm to warrant selection.

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

Translated Description (Arabic)

التنوع الوراثي مهم بشكل أساسي في تحسين المحاصيل ويوفر للنباتات القدرة على تلبية متطلبات البيئات المتغيرة. تم تنفيذ هذا العمل لتقييم تنوع ومدى الارتباط الجيني بين عدد من عمليات الانضمام إلى الكسافا المجمعة (Manihot esculenta Crantz). أجرينا تحليلاً لعلامات الأقمار الصناعية الدقيقة لـ 89 ملحقًا للمنيهوت تم جمعها من مصادر غانية وغريبة. تم فحص هذه الملحقات باستخدام 35 علامة تكرار تسلسل بسيط (SSR). تم اكتشاف ما مجموعه 167 أليلًا من 35 علامة متعددة الأشكال بمتوسط 4.77 أليلًا لكل موضع. تم اكتشاف تردد أليل عالي عبر الملحقات، يتراوح من 0.32 إلى 0.99 بمتوسط 0.62 لكل علامة. تراوح تغاير الزيجوت الملحوظ بين 0.03 - 0.97 عبر الإضافات. تراوح محتوى معلومات تعدد الأشكال (PIC) من 0.03 إلى 0.78 بمتوسط 0.45، مما يشير إلى مستوى عالٍ من تعدد الأشكال عبر المنضمات. وبالمقارنة، تم اكتشاف عدد أكبر من الأليلات وتنوع الجينات وتغاير الزيجوت الملحوظ بين الإضافات المحلية مقارنة بالإضافات الغريبة التي تشير إلى التنوع الجيني الغني فيما بينها. حدد تحليل الهيكل السكاني بناءً على الهيكل مجموعتين فرعيتين وعدد كبير من الخلطات الإضافية. كما أدى تحليل المجموعة بناءً على خوارزمية انضمام الجار إلى تقسيم المجموعة إلى سبع مجموعات فرعية بغض النظر عن الأصل الجغرافي. يشير هذا إلى إمكانية مشاركة المناطق الجينومية المشتركة التي تحدث عبر عمليات الانضمام. لوحظت اختلافات عالية في تردد الأليل ومستويات متغايرة الزيجوت بين الجبلة الجرثومية. أشارت هذه النتائج إلى تباين جيني كبير في الجبلة الجرثومية لتبرير الاختيار.

Translated Description (French)

La diversité génétique est fondamentalement importante dans l'amélioration des cultures et fournit aux plantes la capacité de répondre aux exigences des environnements changeants. Ce travail a été réalisé pour évaluer la diversité et l'étendue de la parenté génétique entre un certain nombre d'accessions de manioc (Manihot esculenta Crantz) assemblées. Nous avons effectué une analyse des marqueurs microsatellites de 89 accessions de manioc recueillies auprès de sources ghanéennes et exotiques. Ces accessions ont été dosées à l'aide de 35 marqueurs de répétition de séquence simple (SSR). Au total, 167 allèles ont été détectés à partir de 35 marqueurs polymorphes avec une moyenne de 4,77 allèles par locus. Une fréquence allélique élevée a été détectée à travers les accessions, allant de 0,32 à 0,99 avec une moyenne de 0,62 par marqueur. L'hétérozygotie observée variait de 0,03 à 0,97 à travers les accessions. Le contenu en information sur le polymorphisme (CIP) variait de 0,03 à 0,78 avec une moyenne de 0,45, indiquant un niveau élevé de polymorphisme à travers les accessions. Comparativement, un nombre plus élevé d'allèles, de diversité génétique et d'hétérozygotie observée a été détecté parmi les accessions locales par rapport aux accessions exotiques indiquant une riche diversité génétique parmi elles. L'analyse de la structure de la population basée sur LA STRUCTURE a identifié deux sous-populations et un grand nombre de mélanges. L'analyse de cluster basée sur l'algorithme de jointure voisin a ensuite séparé la collection en sept sous-groupes, quelle que soit leur origine géographique. Cela indique le partage possible des régions génomiques communes survenant à travers les accessions. Des différences de fréquence allélique et des niveaux d'hétérozygotie élevés ont été observés dans le germoplasme. Ces résultats ont indiqué une variabilité génétique significative dans le germoplasme pour justifier la sélection.

Translated Description (Spanish)

La diversidad genética es fundamentalmente importante en la mejora de los cultivos y proporciona a las plantas la capacidad de satisfacer las demandas de los entornos cambiantes. Este trabajo se llevó a cabo para evaluar la diversidad y el alcance de la relación genética entre una serie de accesiones de yuca (Manihot esculenta Crantz) ensambladas. Realizamos un análisis de marcadores de microsatélites de 89 accesiones de yuca recolectadas de fuentes ghanesas y exóticas. Estas accesiones se analizaron utilizando 35 marcadores de repetición de secuencia simple (SSR). Se detectaron un total de 167 alelos de 35 marcadores polimórficos con una media de 4,77 alelos por locus. Se detectó una alta frecuencia alélica en todos los accesos, que oscila entre 0,32 y 0,99 con una media de 0,62 por marcador. La heterocigosidad observada varió de 0,03 a 0,97 en todos los accesos. El contenido de información de polimorfismo (PIC) varió de 0.03 a 0.78 con una media de 0.45, lo que indica un alto nivel de polimorfismo en los accesos. Comparativamente, se detectó un mayor número de alelos, diversidad génica y heterocigosidad observada entre los accesos locales en comparación con los accesos exóticos, lo que indica una rica diversidad genética entre ellos. El análisis de la estructura de la población basado en la ESTRUCTURA identificó dos subpoblaciones y un gran número de mezclas. El análisis de grupos basado en el vecino que se une al algoritmo separó aún más la colección en siete subgrupos independientemente del origen geográfico. Esto indica el posible intercambio de regiones genómicas comunes que ocurren a través de los accesos. Se observaron altas diferencias de frecuencia alélica y niveles de heterocigosidad entre el germoplasma. Estos hallazgos indicaron una variabilidad genética significativa en el germoplasma para justificar la selección.

Files

pdf.pdf

Files (16.1 kB)

⚠️ 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
md5:78feb7f838957c7a39e06d823941a907
16.1 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تحليل التنوع الوراثي والبنية السكانية لعمليات الانضمام إلى الكسافا الغانية والغريبة باستخدام علامات تكرار التسلسل البسيط (SSR)
Translated title (French)
Analyse de la diversité génétique et de la structure de la population des accessions ghanéennes et exotiques du manioc à l'aide de marqueurs de répétition de séquence simple (SSR)
Translated title (Spanish)
Análisis de diversidad genética y estructura poblacional de accesiones de yuca ghanesa y exótica utilizando marcadores de repetición de secuencia simple (SSR)

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3004379071
DOI
10.1016/j.heliyon.2019.e03154

Is supplement to
https://openalex.org/W624134361 (Other)
https://openalex.org/W4385758614 (Other)
https://openalex.org/W4362698825 (Other)
https://openalex.org/W2734951919 (Other)
https://openalex.org/W2366421785 (Other)
https://openalex.org/W2348751509 (Other)
https://openalex.org/W2086717873 (Other)
https://openalex.org/W2027351644 (Other)
https://openalex.org/W1988340380 (Other)
https://openalex.org/W1975299549 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Ghana

References

  • https://openalex.org/W106594657
  • https://openalex.org/W151180205
  • https://openalex.org/W1963698903
  • https://openalex.org/W1972424319
  • https://openalex.org/W1979421115
  • https://openalex.org/W1980661666
  • https://openalex.org/W1981639076
  • https://openalex.org/W1983206013
  • https://openalex.org/W2008916407
  • https://openalex.org/W2014864941
  • https://openalex.org/W2018173859
  • https://openalex.org/W2028219412
  • https://openalex.org/W2028844118
  • https://openalex.org/W2033009169
  • https://openalex.org/W2034764931
  • https://openalex.org/W2035839217
  • https://openalex.org/W2048660108
  • https://openalex.org/W2060519913
  • https://openalex.org/W2069265765
  • https://openalex.org/W2070173742
  • https://openalex.org/W2076106999
  • https://openalex.org/W2088934980
  • https://openalex.org/W2091245788
  • https://openalex.org/W2097421226
  • https://openalex.org/W2098126593
  • https://openalex.org/W2105898077
  • https://openalex.org/W2114257139
  • https://openalex.org/W2119303575
  • https://openalex.org/W2127396309
  • https://openalex.org/W2140532788
  • https://openalex.org/W2141616651
  • https://openalex.org/W2150823083
  • https://openalex.org/W2159818251
  • https://openalex.org/W2161339576
  • https://openalex.org/W2162720099
  • https://openalex.org/W2166135541
  • https://openalex.org/W221291965
  • https://openalex.org/W2335871520
  • https://openalex.org/W2411725524
  • https://openalex.org/W2466906166
  • https://openalex.org/W2546775775
  • https://openalex.org/W2555372955
  • https://openalex.org/W79678290