Published February 13, 2018 | Version v1
Publication Open

Ecology and genomics of an important crop wild relative as a prelude to agricultural innovation

Creators

  • 1. Florida International University
  • 2. University of California, Davis
  • 3. Dicle University
  • 4. Addis Ababa University
  • 5. Hawassa University
  • 6. University of Southern California
  • 7. University of Saskatchewan
  • 8. University of Vermont
  • 9. Harran University
  • 10. University of Florida
  • 11. Michigan State University
  • 12. Samsun University
  • 13. International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics
  • 14. Gaziantep University
  • 15. Ethiopian Institute of Agricultural Research
  • 16. Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation
  • 17. Agriculture and Food
  • 18. Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University

Description

Domesticated species are impacted in unintended ways during domestication and breeding. Changes in the nature and intensity of selection impart genetic drift, reduce diversity, and increase the frequency of deleterious alleles. Such outcomes constrain our ability to expand the cultivation of crops into environments that differ from those under which domestication occurred. We address this need in chickpea, an important pulse legume, by harnessing the diversity of wild crop relatives. We document an extreme domestication-related genetic bottleneck and decipher the genetic history of wild populations. We provide evidence of ancestral adaptations for seed coat color crypsis, estimate the impact of environment on genetic structure and trait values, and demonstrate variation between wild and cultivated accessions for agronomic properties. A resource of genotyped, association mapping progeny functionally links the wild and cultivated gene pools and is an essential resource chickpea for improvement, while our methods inform collection of other wild crop progenitor species.

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

Translated Description (Arabic)

تتأثر الأنواع المستأنسة بطرق غير مقصودة أثناء التدجين والتكاثر. التغييرات في طبيعة وشدة الانتقاء تضفي انحرافًا وراثيًا، وتقلل من التنوع، وتزيد من تواتر الأليلات الضارة. تقيد هذه النتائج قدرتنا على توسيع زراعة المحاصيل في بيئات تختلف عن تلك التي حدث فيها التدجين. نحن نلبي هذه الحاجة في الحمص، وهو بقول نبضي مهم، من خلال تسخير تنوع أقارب المحاصيل البرية. نحن نوثق عنق الزجاجة الوراثية المرتبطة بالتدجين ونفك التاريخ الوراثي للمجموعات البرية. نقدم دليلاً على تكيف الأسلاف مع التسمم بلون معطف البذور، ونقدر تأثير البيئة على البنية الوراثية وقيم السمات، ونوضح الاختلاف بين المدخلات البرية والمزروعة للخصائص الزراعية. يربط مورد للنمط الجيني ورسم خرائط الارتباط وظيفيًا بين أحواض الجينات البرية والمزروعة وهو مورد أساسي للحمص للتحسين، في حين أن طرقنا تفيد في جمع الأنواع السلفية للمحاصيل البرية الأخرى.

Translated Description (French)

Les espèces domestiquées sont touchées de manière involontaire pendant la domestication et la reproduction. Les changements dans la nature et l'intensité de la sélection confèrent une dérive génétique, réduisent la diversité et augmentent la fréquence des allèles délétères. De tels résultats limitent notre capacité à étendre la culture des cultures dans des environnements différents de ceux dans lesquels la domestication a eu lieu. Nous répondons à ce besoin chez le pois chiche, une légumineuse à légumineuses importante, en exploitant la diversité des cultures sauvages apparentées. Nous documentons un goulot d'étranglement génétique extrême lié à la domestication et déchiffrons l'histoire génétique des populations sauvages. Nous fournissons des preuves d'adaptations ancestrales pour la crypsie de la couleur du tégument, estimons l'impact de l'environnement sur la structure génétique et les valeurs des caractères, et démontrons la variation entre les accessions sauvages et cultivées pour les propriétés agronomiques. Une ressource de progéniture génotypée et cartographiée par association relie fonctionnellement les pools de gènes sauvages et cultivés et constitue une ressource essentielle pour l'amélioration des pois chiches, tandis que nos méthodes informent la collecte d'autres espèces progénitrices de cultures sauvages.

Translated Description (Spanish)

Las especies domesticadas se ven afectadas de manera involuntaria durante la domesticación y la reproducción. Los cambios en la naturaleza y la intensidad de la selección imparten deriva genética, reducen la diversidad y aumentan la frecuencia de alelos perjudiciales. Tales resultados limitan nuestra capacidad para expandir el cultivo en entornos que difieren de aquellos en los que se produjo la domesticación. Abordamos esta necesidad en el garbanzo, una importante legumbre de leguminosas, aprovechando la diversidad de parientes de los cultivos silvestres. Documentamos un cuello de botella genético extremo relacionado con la domesticación y desciframos la historia genética de las poblaciones silvestres. Proporcionamos evidencia de adaptaciones ancestrales para la cripsis del color de la cubierta de la semilla, estimamos el impacto del entorno en la estructura genética y los valores de los rasgos, y demostramos la variación entre las accesiones silvestres y cultivadas para las propiedades agronómicas. Un recurso de la progenie de mapeo de asociación genotipada vincula funcionalmente los grupos de genes silvestres y cultivados y es un recurso esencial para la mejora del garbanzo, mientras que nuestros métodos informan la recolección de otras especies progenitoras de cultivos silvestres.

Files

s41467-018-02867-z.pdf.pdf

Files (5.8 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:f5f327f32f238ad4e90261898aadc562
5.8 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
علم البيئة وعلم الجينوم لقريب بري مهم للمحاصيل كمقدمة للابتكار الزراعي
Translated title (French)
L'écologie et la génomique d'une importante culture sauvage comme prélude à l'innovation agricole
Translated title (Spanish)
Ecología y genómica de un importante pariente silvestre de cultivos como preludio a la innovación agrícola

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2735944198
DOI
10.1038/s41467-018-02867-z

Is supplement to
https://openalex.org/W4285092881 (Other)
https://openalex.org/W2781735581 (Other)
https://openalex.org/W2754502949 (Other)
https://openalex.org/W2437567037 (Other)
https://openalex.org/W2166580024 (Other)
https://openalex.org/W2118122261 (Other)
https://openalex.org/W2082004173 (Other)
https://openalex.org/W2079326199 (Other)
https://openalex.org/W2051269431 (Other)
https://openalex.org/W1985125182 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Ethiopia

References

  • https://openalex.org/W128812734
  • https://openalex.org/W1911738548
  • https://openalex.org/W1919257374
  • https://openalex.org/W1973408460
  • https://openalex.org/W1985949400
  • https://openalex.org/W1992077459
  • https://openalex.org/W1994649552
  • https://openalex.org/W1994655634
  • https://openalex.org/W2008108267
  • https://openalex.org/W2010897775
  • https://openalex.org/W2021540124
  • https://openalex.org/W2034357419
  • https://openalex.org/W2035839217
  • https://openalex.org/W2037331600
  • https://openalex.org/W2049799887
  • https://openalex.org/W2060891246
  • https://openalex.org/W2065999217
  • https://openalex.org/W2068063667
  • https://openalex.org/W2072623688
  • https://openalex.org/W2075922710
  • https://openalex.org/W2082777577
  • https://openalex.org/W2091304899
  • https://openalex.org/W2093044565
  • https://openalex.org/W2095367238
  • https://openalex.org/W2097776611
  • https://openalex.org/W2098126593
  • https://openalex.org/W2103156019
  • https://openalex.org/W2103441770
  • https://openalex.org/W2104284126
  • https://openalex.org/W2104853732
  • https://openalex.org/W2105590065
  • https://openalex.org/W2106177915
  • https://openalex.org/W2106329332
  • https://openalex.org/W2112776483
  • https://openalex.org/W2112890294
  • https://openalex.org/W2115178978
  • https://openalex.org/W2116585889
  • https://openalex.org/W2119180969
  • https://openalex.org/W2119228812
  • https://openalex.org/W2124020140
  • https://openalex.org/W2124141023
  • https://openalex.org/W2127411907
  • https://openalex.org/W2128825449
  • https://openalex.org/W2144504271
  • https://openalex.org/W2146290595
  • https://openalex.org/W2156084444
  • https://openalex.org/W2158133980
  • https://openalex.org/W2161339576
  • https://openalex.org/W2163381978
  • https://openalex.org/W2164831172
  • https://openalex.org/W2168133698
  • https://openalex.org/W2171081522
  • https://openalex.org/W2407372307
  • https://openalex.org/W254470394
  • https://openalex.org/W2756112672
  • https://openalex.org/W4247053599