Published March 13, 2024
| Version v1
Publication
Open
Low genetic variation among trees in cocoa hand pollination in the Offinso Municipality of Ghana revealed by SSR markers
- 1. Kwame Nkrumah University
- 2. Kwame Nkrumah University of Science and Technology
- 3. Field Crops Research Institute
Description
Abstract Cocobod introduced nationwide artificial hand pollination in Ghana in 2017 to supplement natural pollination of Theobroma cacao L. (cocoa) by insects (Forcipomyia midges) to increase yield. Hybrid farms of 8-20years old are mostly selected. Pollen donor and receiver trees are selected based on morphological characteristics. This study analyzed the genetic diversity among donor and recipient trees of cocoa hand pollination in three farms in the Offinso Municipality of Ghana using SSR markers. Twelve forward and reverse primer pairs out of fifteen primers screened were used to evaluate genetic intraspecific and interspecific diversity among twenty-five accessions based on clear amplification and reproducible scorable bands. A total of 115 polymorphic bands were detected which ranged between 5.00 and 17.00 with a mean of 9.58 alleles per locus. Cluster analysis showed similarity coefficient range of 0.10 to 0.83. Analysis of molecular variance (AMOVA) showed13% genetic variation between populations and 87% within populations of T. cacao. PhiPT value of 0.130 recorded showed weak genetic differentiation between populations. Gene diversity varied from 0.64 to 0.88 with primers MTcCIR33 and MTcCIR07 respectively. Highest observed heterozygosity (Ho) of 0.60 and least Polymorphism Information Content (PIC) of 0.57 were recorded. Pollen donor and recipient trees selected from the same or nearby farms accounts for present genetic structure of low genetic diversity between populations. Though hand pollination designs focus much on high yields, improving genetic diversity to prevent inbreeding in cocoa is recommended.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
قدم Cocobod التلقيح اليدوي الاصطناعي على مستوى البلاد في غانا في عام 2017 لتكملة التلقيح الطبيعي للثيوبروما الكاكاو L. (الكاكاو) بواسطة الحشرات (Forcipomyia midges) لزيادة الغلة. يتم اختيار المزارع الهجينة التي تتراوح أعمارها بين 8 و 20 عامًا في الغالب. يتم اختيار أشجار المانحين والمستقبلين لحبوب اللقاح بناءً على الخصائص المورفولوجية. حللت هذه الدراسة التنوع الجيني بين أشجار المانحين والمتلقيين للتلقيح اليدوي للكاكاو في ثلاث مزارع في بلدية أوفنسو في غانا باستخدام علامات SSR. تم استخدام اثني عشر زوجًا تمهيديًا أماميًا وعكسيًا من أصل خمسة عشر تمهيديًا تم فحصها لتقييم التنوع الوراثي داخل النوعية والتنوع بين الأنواع بين خمسة وعشرين انضمامًا استنادًا إلى تضخيم واضح ونطاقات قابلة للتكرار. تم اكتشاف ما مجموعه 115 نطاقًا متعدد الأشكال تراوحت بين 5.00 و 17.00 بمتوسط 9.58 أليلًا لكل موضع. أظهر التحليل العنقودي نطاق معامل التشابه من 0.10 إلى 0.83. أظهر تحليل التباين الجزيئي (AMOVA) 13 ٪ من التباين الجيني بين السكان و 87 ٪ بين مجموعات T. cacao. أظهرت قيمة PhiPT البالغة 0.130 المسجلة تمايزًا وراثيًا ضعيفًا بين السكان. تفاوت التنوع الجيني من 0.64 إلى 0.88 مع البرايمر MTcCIR33 و MTcCIR07 على التوالي. تم تسجيل أعلى نسبة تغاير الزيجوت (Ho) من 0.60 وأقل محتوى معلومات تعدد الأشكال (PIC) من 0.57. تمثل الأشجار المانحة والمتلقية لحبوب اللقاح المختارة من نفس المزارع أو المزارع القريبة البنية الوراثية الحالية للتنوع الوراثي المنخفض بين السكان. على الرغم من أن تصميمات التلقيح اليدوي تركز كثيرًا على الغلة العالية، إلا أنه يوصى بتحسين التنوع الجيني لمنع التزاوج الداخلي في الكاكاو.Translated Description (French)
Abstract Cocobod a introduit la pollinisation artificielle des mains à l'échelle nationale au Ghana en 2017 pour compléter la pollinisation naturelle de Theobroma cacao L. (cacao) par les insectes (Forcipomyia midges) afin d'augmenter le rendement. Les fermes hybrides de 8 à 20 ans sont pour la plupart sélectionnées. Les arbres donneurs et receveurs de pollen sont sélectionnés en fonction de leurs caractéristiques morphologiques. Cette étude a analysé la diversité génétique parmi les arbres donneurs et receveurs de la pollinisation manuelle du cacao dans trois fermes de la municipalité d'Offinso au Ghana à l'aide de marqueurs SSR. Douze paires d'amorces avant et arrière sur quinze amorces criblées ont été utilisées pour évaluer la diversité génétique intraspécifique et interspécifique parmi vingt-cinq accessions basées sur une amplification claire et des bandes scorables reproductibles. Un total de 115 bandes polymorphes ont été détectées qui se situaient entre 5,00 et 17,00 avec une moyenne de 9,58 allèles par locus. L'analyse en grappes a montré une plage de coefficients de similarité de 0,10 à 0,83. L'analyse de la variance moléculaire (AMOVA) a montré une variation génétique de 13 % entre les populations et de 87 % au sein des populations de T. cacao. La valeur de PhiPT de 0,130 enregistrée a montré une faible différenciation génétique entre les populations. La diversité génétique variait de 0,64 à 0,88 avec les amorces MTcCIR33 et MTcCIR07 respectivement. L'hétérozygotie (Ho) la plus élevée observée de 0,60 et le contenu d'information de polymorphisme (PIC) le moins élevé de 0,57 ont été enregistrés. Les arbres donneurs et receveurs de pollen sélectionnés dans la même ferme ou dans des fermes voisines expliquent la structure génétique actuelle de faible diversité génétique entre les populations. Bien que les conceptions de pollinisation manuelle se concentrent beaucoup sur les rendements élevés, l'amélioration de la diversité génétique pour prévenir la consanguinité dans le cacao est recommandée.Translated Description (Spanish)
Resumen Cocobod introdujo la polinización manual artificial a nivel nacional en Ghana en 2017 para complementar la polinización natural de Theobroma cacao L. (cacao) por insectos (Forcipomyia midges) para aumentar el rendimiento. Las granjas híbridas de 8 a 20 años de antigüedad se seleccionan en su mayoría. Los árboles donantes y receptores de polen se seleccionan en función de las características morfológicas. Este estudio analizó la diversidad genética entre los árboles donantes y receptores de la polinización manual del cacao en tres granjas en el municipio de Offinso de Ghana utilizando marcadores SSR. Se utilizaron doce pares de cebadores directos e inversos de quince cebadores seleccionados para evaluar la diversidad genética intraespecífica e interespecífica entre veinticinco accesiones basadas en una amplificación clara y bandas puntuables reproducibles. Se detectaron un total de 115 bandas polimórficas que oscilaban entre 5.00 y 17.00 con una media de 9.58 alelos por locus. El análisis de conglomerados mostró un rango de coeficientes de similitud de 0.10 a 0.83. El análisis de varianza molecular (AMOVA) mostró una variación genética del 13% entre las poblaciones y del 87% dentro de las poblaciones de T. cacao. El valor de PhiPT de 0.130 registrado mostró una diferenciación genética débil entre las poblaciones. La diversidad génica varió de 0.64 a 0.88 con los cebadores MTcCIR33 y MTcCIR07 respectivamente. Se registró la mayor heterocigosidad observada (Ho) de 0.60 y el menor contenido de información de polimorfismo (PIC) de 0.57. Los árboles donantes y receptores de polen seleccionados de las mismas granjas o de granjas cercanas representan la estructura genética actual de baja diversidad genética entre las poblaciones. Aunque los diseños de polinización manual se centran mucho en los altos rendimientos, se recomienda mejorar la diversidad genética para evitar la endogamia en el cacao.Files
latest.pdf.pdf
Files
(786.2 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:682c68c63a99e49d826dd81e865be614
|
786.2 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- انخفاض التباين الجيني بين الأشجار في تلقيح يد الكاكاو في بلدية أوفنسو في غانا التي كشفت عنها علامات SSR
- Translated title (French)
- Faible variation génétique parmi les arbres dans la pollinisation manuelle du cacao dans la municipalité d'Offinso au Ghana révélée par des marqueurs SSR
- Translated title (Spanish)
- Baja variación genética entre los árboles en la polinización manual del cacao en el municipio de Offinso de Ghana revelada por los marcadores de SSR
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4392751571
- DOI
- 10.21203/rs.3.rs-4054909/v1