Published November 22, 2022 | Version v1
Publication Open

Genetic trends in CIMMYT's tropical maize breeding pipelines

Creators

  • 1. International Maize and Wheat Improvement Center
  • 2. World Agroforestry Centre
  • 3. Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz Y Trigo
  • 4. National Agricultural Research Institute
  • 5. Kenya Agricultural and Livestock Research Organization
  • 6. Department of Research and Specialist Services
  • 7. Golden Valley Agricultural Research Trust
  • 8. Agricultural Research Council of South Africa
  • 9. Instituto de Investigação Agrária de Moçambique
  • 10. International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics
  • 11. ICAR-Indian Institute of Maize Research
  • 12. University of Agricultural Sciences Raichur
  • 13. University of Agricultural Sciences, Bangalore
  • 14. Govind Ballabh Pant University of Agriculture and Technology
  • 15. Nepal Agricultural Research Council
  • 16. Bangladesh Wheat and Maize Research Institute

Description

Abstract Fostering a culture of continuous improvement through regular monitoring of genetic trends in breeding pipelines is essential to improve efficiency and increase accountability. This is the first global study to estimate genetic trends across the International Maize and Wheat Improvement Center (CIMMYT) tropical maize breeding pipelines in eastern and southern Africa (ESA), South Asia, and Latin America over the past decade. Data from a total of 4152 advanced breeding trials and 34,813 entries, conducted at 1331 locations in 28 countries globally, were used for this study. Genetic trends for grain yield reached up to 138 kg ha −1 yr −1 in ESA, 118 kg ha −1 yr −1 South Asia and 143 kg ha −1 yr −1 in Latin America. Genetic trend was, in part, related to the extent of deployment of new breeding tools in each pipeline, strength of an extensive phenotyping network, and funding stability. Over the past decade, CIMMYT's breeding pipelines have significantly evolved, incorporating new tools/technologies to increase selection accuracy and intensity, while reducing cycle time. The first pipeline, Eastern Africa Product Profile 1a (EA-PP1a), to implement marker-assisted forward-breeding for resistance to key diseases, coupled with rapid-cycle genomic selection for drought, recorded a genetic trend of 2.46% per year highlighting the potential for deploying new tools/technologies to increase genetic gain.

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

Translated Description (Arabic)

يعد تعزيز ثقافة التحسين المستمر من خلال الرصد المنتظم للاتجاهات الوراثية في خطوط أنابيب التكاثر أمرًا ضروريًا لتحسين الكفاءة وزيادة المساءلة. هذه هي أول دراسة عالمية لتقدير الاتجاهات الوراثية عبر خطوط أنابيب تربية الذرة الاستوائية التابعة للمركز الدولي لتحسين الذرة والقمح (CIMMYT) في شرق وجنوب أفريقيا وجنوب آسيا وأمريكا اللاتينية على مدى العقد الماضي. تم استخدام بيانات من إجمالي 4152 تجربة تكاثر متقدمة و 34813 إدخالًا، تم إجراؤها في 1331 موقعًا في 28 دولة على مستوى العالم، في هذه الدراسة. وصلت الاتجاهات الوراثية لمحصول الحبوب إلى 138 كجم هكتار -1 سنة -1 في وكالة الفضاء الأوروبية، و 118 كجم هكتار -1 سنة -1 في جنوب آسيا و 143 كجم هكتار -1 سنة -1 في أمريكا اللاتينية. كان الاتجاه الوراثي، جزئيًا، مرتبطًا بمدى نشر أدوات التربية الجديدة في كل خط أنابيب، وقوة شبكة التنميط الظاهري الواسعة، واستقرار التمويل. على مدى العقد الماضي، تطورت خطوط أنابيب تربية CIMMYT بشكل كبير، حيث دمجت أدوات/تقنيات جديدة لزيادة دقة الاختيار وكثافته، مع تقليل وقت الدورة. سجل خط الأنابيب الأول، ملف تعريف منتج شرق إفريقيا 1 أ (EA - PP1a)، لتنفيذ التكاثر الأمامي بمساعدة العلامات لمقاومة الأمراض الرئيسية، إلى جانب الانتقاء الجيني السريع للدورة للجفاف، اتجاهًا وراثيًا بنسبة 2.46 ٪ سنويًا يسلط الضوء على إمكانية نشر أدوات/تقنيات جديدة لزيادة المكاسب الوراثية.

Translated Description (French)

Résumé Il est essentiel de favoriser une culture d'amélioration continue grâce à un suivi régulier des tendances génétiques dans les pipelines de sélection pour améliorer l'efficacité et accroître la responsabilité. Il s'agit de la première étude mondiale à estimer les tendances génétiques dans les pipelines de sélection du maïs tropical du Centre international pour l'amélioration du maïs et du blé (CIMMYT) en Afrique orientale et australe (ESA), en Asie du Sud et en Amérique latine au cours de la dernière décennie. Les données d'un total de 4 152 essais de sélection avancée et 34 813 entrées, menées dans 1 331 sites dans 28 pays à travers le monde, ont été utilisées pour cette étude. Les tendances génétiques du rendement céréalier ont atteint 138 kg ha −1 an −1 dans l'ESA, 118 kg ha −1 an −1 en Asie du Sud et 143 kg ha −1 an −1 en Amérique latine. La tendance génétique était, en partie, liée à l'étendue du déploiement de nouveaux outils de sélection dans chaque pipeline, à la force d'un vaste réseau de phénotypage et à la stabilité du financement. Au cours de la dernière décennie, les pipelines de sélection du CIMMYT ont considérablement évolué, intégrant de nouveaux outils/technologies pour augmenter la précision et l'intensité de la sélection, tout en réduisant le temps de cycle. Le premier pipeline, Eastern Africa Product Profile 1a (EA-PP1a), visant à mettre en œuvre une sélection prospective assistée par marqueurs pour la résistance aux maladies clés, associée à une sélection génomique à cycle rapide pour la sécheresse, a enregistré une tendance génétique de 2,46 % par an, soulignant le potentiel de déploiement de nouveaux outils/technologies pour augmenter le gain génétique.

Translated Description (Spanish)

Resumen Fomentar una cultura de mejora continua a través del monitoreo regular de las tendencias genéticas en las líneas de mejoramiento es esencial para mejorar la eficiencia y aumentar la rendición de cuentas. Este es el primer estudio global que estima las tendencias genéticas en las tuberías de mejoramiento de maíz tropical del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT) en África oriental y meridional (esa), Asia meridional y América Latina durante la última década. Para este estudio se utilizaron datos de un total de 4152 ensayos de mejoramiento avanzado y 34 813 entradas, realizados en 1331 ubicaciones en 28 países de todo el mundo. Las tendencias genéticas para el rendimiento de grano alcanzaron hasta 138 kg ha −1 año −1 en esa, 118 kg ha −1 año −1 en el sur de Asia y 143 kg ha −1 año −1 en América Latina. La tendencia genética estuvo, en parte, relacionada con el alcance del despliegue de nuevas herramientas de mejoramiento en cada línea, la fortaleza de una extensa red de fenotipado y la estabilidad de la financiación. Durante la última década, las líneas de mejoramiento del CIMMYT han evolucionado significativamente, incorporando nuevas herramientas/tecnologías para aumentar la precisión e intensidad de la selección, al tiempo que se reduce el tiempo del ciclo. El primer proyecto, Eastern Africa Product Profile 1a (EA-PP1a), para implementar la reproducción avanzada asistida por marcadores para la resistencia a enfermedades clave, junto con la selección genómica de ciclo rápido para la sequía, registró una tendencia genética del 2,46% por año, lo que destaca el potencial de implementar nuevas herramientas/tecnologías para aumentar la ganancia genética.

Files

s41598-022-24536-4.pdf.pdf

Files (1.9 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:aa6c724833b9d1afe0219e13829f58de
1.9 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
الاتجاهات الوراثية في خطوط أنابيب تربية الذرة الاستوائية في CIMMYT
Translated title (French)
Tendances génétiques dans les pipelines de sélection du maïs tropical du CIMMYT
Translated title (Spanish)
Tendencias genéticas en los proyectos de mejoramiento de maíz tropical del CIMMYT

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4309728443
DOI
10.1038/s41598-022-24536-4

Is supplement to
https://openalex.org/W4308639450 (Other)
https://openalex.org/W3155741155 (Other)
https://openalex.org/W2029384003 (Other)
https://openalex.org/W3035104212 (Other)
https://openalex.org/W4303184587 (Other)
https://openalex.org/W4387095650 (Other)
https://openalex.org/W4220982007 (Other)
https://openalex.org/W2969245286 (Other)
https://openalex.org/W2916127784 (Other)
https://openalex.org/W3130784064 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Mozambique

References

  • https://openalex.org/W618934863
  • https://openalex.org/W1516502116
  • https://openalex.org/W1932997009
  • https://openalex.org/W1988902793
  • https://openalex.org/W2028374197
  • https://openalex.org/W2061847458
  • https://openalex.org/W2077766806
  • https://openalex.org/W2081408971
  • https://openalex.org/W2113927720
  • https://openalex.org/W2519769864
  • https://openalex.org/W2534397573
  • https://openalex.org/W2544058667
  • https://openalex.org/W2560464339
  • https://openalex.org/W2560991236
  • https://openalex.org/W2587092172
  • https://openalex.org/W2786858330
  • https://openalex.org/W2804454136
  • https://openalex.org/W2889842316
  • https://openalex.org/W2918389998
  • https://openalex.org/W2943087889
  • https://openalex.org/W2946891987
  • https://openalex.org/W2949236852
  • https://openalex.org/W2949834215
  • https://openalex.org/W2958343670
  • https://openalex.org/W2982485003
  • https://openalex.org/W3011101234
  • https://openalex.org/W3011689192
  • https://openalex.org/W3017402422
  • https://openalex.org/W3034065479
  • https://openalex.org/W3092627636
  • https://openalex.org/W3096896982
  • https://openalex.org/W3117005801
  • https://openalex.org/W3130537473
  • https://openalex.org/W3138615215
  • https://openalex.org/W3157274372
  • https://openalex.org/W3165630130
  • https://openalex.org/W3174224338
  • https://openalex.org/W3180498557
  • https://openalex.org/W3183063999
  • https://openalex.org/W3209906348
  • https://openalex.org/W3215961088
  • https://openalex.org/W3217184069
  • https://openalex.org/W4200103937
  • https://openalex.org/W4205766186
  • https://openalex.org/W4214520302
  • https://openalex.org/W4220953165
  • https://openalex.org/W4280504305