Genetic Structure of a Worldwide Germplasm Collection of Prunus armeniaca L. Reveals Three Major Diffusion Routes for Varieties Coming From the Species' Center of Origin
Creators
- 1. Tunis University
- 2. Tunis El Manar University
- 3. Écologie des Forêts Méditerranéennes
- 4. Genetics and Improvement of Fruit and Vegetables
- 5. Pennsylvania State University
- 6. San Joaquin Valley Agricultural Sciences Center
- 7. Mendel University in Brno
- 8. University of Pisa
- 9. National Agriculture and Food Research Organization
- 10. Agroscope
- 11. Liaoning Technical University
Description
The characterization of the largest worldwide representative data set of apricot (Prunus armeniaca L.) germplasm was performed using molecular markers. Genetic diversity and structure of the cultivated apricot genetic resources were analyzed to decipher the history of diffusion of this species around the world. A common set of 25 microsatellite markers was used for genotyping a total of 890 apricot accessions in different collections from the center of origin to the more recent regions of apricot culture. Using a Bayesian model-based clustering approach, the apricot genotypes can be structured into five different genetic clusters (FST = 0.174), correlated with the geographical regions of origin of the accessions. Accessions from China and Central Asia were clustered together and exhibited the highest levels of diversity, confirming an origin in this region. A loss of genetic diversity was observed from the center of origin to both western and eastern zones of recent apricot culture. Altogether, our results revealed that apricot spread from China and Central Asia, defined as the center of origin, following three major diffusion routes with a decreasing gradient of genetic variation in each geographical group. The identification of specific alleles outside the center of origin confirmed the existence of different secondary apricot diversification centers. The present work provides more understanding of the worldwide history of apricot species diffusion as well as the field of conservation of the available genetic resources. Data have been used to define an apricot core collection based on molecular marker diversity which will be useful for further identification of genomic regions associated with commercially important horticultural traits through genome-wide association studies to sustain apricot breeding programs.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
تم إجراء توصيف أكبر مجموعة بيانات تمثيلية في جميع أنحاء العالم للبلازما الجرثومية للمشمش (Prunus armeniaca L.) باستخدام العلامات الجزيئية. تم تحليل التنوع الوراثي وهيكل الموارد الوراثية للمشمش المزروعة لفك شفرة تاريخ انتشار هذا النوع في جميع أنحاء العالم. تم استخدام مجموعة مشتركة من 25 علامة ساتلية صغيرة للتنميط الجيني لما مجموعه 890 من إضافات المشمش في مجموعات مختلفة من مركز المنشأ إلى المناطق الأكثر حداثة من ثقافة المشمش. باستخدام نهج التجميع القائم على نموذج بايزي، يمكن هيكلة الأنماط الجينية للمشمش في خمس مجموعات جينية مختلفة (FST = 0.174)، مرتبطة بمناطق المنشأ الجغرافية للإضافات. تم تجميع عمليات الانضمام من الصين وآسيا الوسطى معًا وأظهرت أعلى مستويات التنوع، مما يؤكد وجود أصل في هذه المنطقة. لوحظ فقدان التنوع الجيني من مركز المنشأ إلى كل من المناطق الغربية والشرقية لثقافة المشمش الحديثة. وإجمالاً، كشفت نتائجنا أن المشمش انتشر من الصين وآسيا الوسطى، التي تعرف بأنها مركز المنشأ، باتباع ثلاثة طرق انتشار رئيسية مع انخفاض تدرج التباين الجيني في كل مجموعة جغرافية. أكد تحديد أليلات معينة خارج مركز المنشأ وجود مراكز تنويع ثانوية مختلفة للمشمش. يوفر هذا العمل مزيدًا من الفهم للتاريخ العالمي لانتشار أنواع المشمش بالإضافة إلى مجال الحفاظ على الموارد الجينية المتاحة. تم استخدام البيانات لتحديد مجموعة أساسية من المشمش بناءً على تنوع العلامات الجزيئية والتي ستكون مفيدة لمزيد من تحديد المناطق الجينية المرتبطة بسمات البستنة المهمة تجاريًا من خلال دراسات الارتباط على مستوى الجينوم للحفاظ على برامج تربية المشمش.Translated Description (French)
La caractérisation du plus grand ensemble de données représentatif au monde du germoplasme de l'abricot (Prunus armeniaca L.) a été réalisée à l'aide de marqueurs moléculaires. La diversité génétique et la structure des ressources génétiques cultivées en abricot ont été analysées pour déchiffrer l'histoire de la diffusion de cette espèce dans le monde. Un ensemble commun de 25 marqueurs microsatellites a été utilisé pour le génotypage d'un total de 890 accessions d'abricots dans différentes collections, du centre d'origine aux régions plus récentes de culture d'abricots. En utilisant une approche de regroupement basée sur un modèle bayésien, les génotypes d'abricot peuvent être structurés en cinq groupes génétiques différents (FST = 0,174), corrélés avec les régions géographiques d'origine des accessions. Les adhésions de la Chine et de l'Asie centrale ont été regroupées et ont montré les plus hauts niveaux de diversité, confirmant une origine dans cette région. Une perte de diversité génétique a été observée du centre d'origine aux zones occidentales et orientales de la culture récente de l'abricot. Au total, nos résultats ont révélé que l'abricot se propageait depuis la Chine et l'Asie centrale, définies comme le centre d'origine, suivant trois grandes voies de diffusion avec un gradient de variation génétique décroissant dans chaque groupe géographique. L'identification d'allèles spécifiques en dehors du centre d'origine a confirmé l'existence de différents centres secondaires de diversification de l'abricot. Le présent travail permet de mieux comprendre l'histoire mondiale de la diffusion des espèces d'abricots ainsi que le domaine de la conservation des ressources génétiques disponibles. Les données ont été utilisées pour définir une collection de base d'abricots basée sur la diversité des marqueurs moléculaires qui sera utile pour une identification plus poussée des régions génomiques associées à des caractères horticoles commercialement importants grâce à des études d'association à l'échelle du génome pour soutenir les programmes de sélection des abricots.Translated Description (Spanish)
La caracterización del mayor conjunto de datos representativos a nivel mundial de germoplasma de albaricoque (Prunus armeniaca L.) se realizó utilizando marcadores moleculares. Se analizó la diversidad genética y la estructura de los recursos genéticos del albaricoque cultivado para descifrar la historia de la difusión de esta especie en todo el mundo. Se utilizó un conjunto común de 25 marcadores de microsatélites para genotipar un total de 890 accesiones de albaricoque en diferentes colecciones desde el centro de origen hasta las regiones más recientes de cultivo de albaricoque. Utilizando un enfoque de agrupamiento basado en modelos bayesianos, los genotipos de albaricoque se pueden estructurar en cinco grupos genéticos diferentes (FST = 0,174), correlacionados con las regiones geográficas de origen de las accesiones. Las adhesiones de China y Asia Central se agruparon y exhibieron los niveles más altos de diversidad, lo que confirma un origen en esta región. Se observó una pérdida de diversidad genética desde el centro de origen hasta las zonas occidental y oriental del cultivo reciente de albaricoque. En conjunto, nuestros resultados revelaron que el albaricoque se extendió desde China y Asia Central, definido como el centro de origen, siguiendo tres rutas de difusión principales con un gradiente decreciente de variación genética en cada grupo geográfico. La identificación de alelos específicos fuera del centro de origen confirmó la existencia de diferentes centros secundarios de diversificación de albaricoques. El presente trabajo proporciona una mayor comprensión de la historia mundial de la difusión de las especies de albaricoque, así como del campo de la conservación de los recursos genéticos disponibles. Los datos se han utilizado para definir una colección de núcleos de albaricoque basada en la diversidad de marcadores moleculares que será útil para una mayor identificación de regiones genómicas asociadas con rasgos hortícolas comercialmente importantes a través de estudios de asociación de todo el genoma para mantener los programas de reproducción de albaricoque.Files
pdf.pdf
Files
(2.4 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:a97f1ce69c9936d56e36c1fa36868c7f
|
2.4 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- التركيب الجيني لمجموعة البلازما الجرثومية في جميع أنحاء العالم من البرقوق الأرمني L. يكشف عن ثلاثة طرق انتشار رئيسية للأصناف القادمة من مركز منشأ الأنواع
- Translated title (French)
- La structure génétique d'une collection mondiale de germoplasme de Prunus armeniaca L. révèle trois voies de diffusion majeures pour les variétés provenant du centre d'origine de l'espèce
- Translated title (Spanish)
- Estructura genética de una colección mundial de germoplasma de Prunus armeniaca L. revela tres rutas principales de difusión para las variedades procedentes del centro de origen de la especie
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3027322731
- DOI
- 10.3389/fpls.2020.00638
References
- https://openalex.org/W128812734
- https://openalex.org/W1546828436
- https://openalex.org/W1600751567
- https://openalex.org/W1969002540
- https://openalex.org/W1981095754
- https://openalex.org/W1986753772
- https://openalex.org/W1993152951
- https://openalex.org/W1997476591
- https://openalex.org/W1997923202
- https://openalex.org/W2002277401
- https://openalex.org/W2017429666
- https://openalex.org/W2026129783
- https://openalex.org/W2031697846
- https://openalex.org/W2035839217
- https://openalex.org/W2040031087
- https://openalex.org/W2047417387
- https://openalex.org/W2052673766
- https://openalex.org/W2055171684
- https://openalex.org/W2057370666
- https://openalex.org/W2059147403
- https://openalex.org/W2062584673
- https://openalex.org/W2065778417
- https://openalex.org/W2070588129
- https://openalex.org/W2077053002
- https://openalex.org/W2081818663
- https://openalex.org/W2083214237
- https://openalex.org/W2092145305
- https://openalex.org/W2093044565
- https://openalex.org/W2094330411
- https://openalex.org/W2095199588
- https://openalex.org/W2098126593
- https://openalex.org/W2112997889
- https://openalex.org/W2113809358
- https://openalex.org/W2116416291
- https://openalex.org/W2121512231
- https://openalex.org/W2124014047
- https://openalex.org/W2124020140
- https://openalex.org/W2125092464
- https://openalex.org/W2126097195
- https://openalex.org/W2126273317
- https://openalex.org/W2127396309
- https://openalex.org/W2130703487
- https://openalex.org/W2131950738
- https://openalex.org/W2142355053
- https://openalex.org/W2144561479
- https://openalex.org/W2145416160
- https://openalex.org/W2161339576
- https://openalex.org/W2163926503
- https://openalex.org/W2164109844
- https://openalex.org/W2167464793
- https://openalex.org/W2169963963
- https://openalex.org/W2177281448
- https://openalex.org/W2178936766
- https://openalex.org/W2253414912
- https://openalex.org/W2275466145
- https://openalex.org/W2412079462
- https://openalex.org/W2494368514
- https://openalex.org/W2556854909
- https://openalex.org/W2560552761
- https://openalex.org/W2793693394
- https://openalex.org/W2910365588
- https://openalex.org/W2984532755
- https://openalex.org/W2998745401
- https://openalex.org/W2999950066
- https://openalex.org/W4230930043
- https://openalex.org/W4231311503
- https://openalex.org/W4233359534
- https://openalex.org/W4233651241