原始研究的文章

前面。维持。食品系统。,19 January 2023
秒。作物生物学和可持续性
卷6 - 2022 | https://doi.org/10.3389/fsufs.2022.1052437

木薯花叶病抗性表型筛选和分子特征在科特迪瓦木薯种质

威廉J-L。Amoakon ^1、2 ^*,

玛利亚姆Combala ^2、3,

贾斯汀·皮塔饼^2、3 ^*,

j . Musembi Mutuku ²,

Boni N 'Zue⁴,

Daniel h . Otron ^2、3,

Edwige f·杨^2、3,

Nazaire k Kouassi^2、3和

拉乌尔您¹

¹在这里自然科学de la,大学Nangui Abrogoua (UNA),科特迪瓦阿比让
²中部和西部非洲病毒流行病学(波)食品安全计划,极科学化et d 'Innovation大学费利克斯•乌弗•博瓦尼治下达到的(UFHB),科特迪瓦阿比让
³这里生物科学,大学费利克斯•乌弗•博瓦尼治下达到的(UFHB),科特迪瓦阿比让
⁴国家Agronomique中心(CNRA),布瓦凯,科特迪瓦

木薯的主要粮食作物是数亿人在非洲。在科特迪瓦,这是一个超过2600万人的热量的主要来源。然而,木薯花叶病(CMD),由于木薯花叶geminiviruses(发生)威胁其生产。开发、采用和使用CMD抗性品种仍然是一个关键的CMD管理策略。因此,610到达科特迪瓦国家Agronomique国家木薯种质由中心(CNRA)研究站在人类的城市和布瓦凯是评估其耐CMD的特征。我们发现72到达这两个站点没有症状。三十五的72到达被感染了非洲木薯花叶病毒(ACMV)没有任何CMD症状和37是病毒免费。没有72年的无症状的到达被喀麦隆东部非洲木薯花叶病毒感染(EACMCMV)。剩下的538到达CMD感染并显示清楚CMD症状。承诺72登记入册(62当地人和改进)被检测抗性基因的存在,CMD1, CMD2或CMD3。 Except for 2 accessions for which no resistance gene was found, the remaining 70 accessions contained one or more resistance genes. Genotyping of the 69 symptomless accessions revealed that 56 were unique genotypes and 13 were potential duplicates. Accessions were structured in three groups with the variabilities at the individual's level. These findings reveal the existence of potential tolerant/resistant cassava accessions in CNRA's germplasm, which can contribute to CMD control and the increase of cassava production in Côte d'Ivoire.

1。介绍

木薯花叶病(CMD)是一个主要的约束,木薯(木薯耐在非洲Crantz)生产。在易感品种产量损失估计可以高达90% (游标et al ., 2018),可以高达27亿美元(帕蒂尔发奎特,2009年)。因此,损失CMD立即影响粮食供应和威胁粮食安全的生计非洲快速增长的人口粮农组织2014)。CMD是主要通过受感染的岩屑和粉虱传播的传播烟(Njoroge et al ., 2017;索罗et al ., 2021)。CMD是由一个复杂的至少11木薯花叶begomoviruses (CMBs)在世界范围内,其中9个发生在非洲和两个在印度次大陆(ICTV 2019)。它们包括物种的成员非洲木薯花叶病毒(ACMV),东部非洲木薯花叶病毒(EACMV),东非喀麦隆木薯花叶病毒(EACMCMV),东非马拉维木薯花叶病毒(EACMMV),东部非洲木薯花叶病毒桑给巴尔(EACMZV),东非肯尼亚木薯花叶病毒(EACMKV),马达加斯加木薯花叶病毒(CMMGV),非洲木薯花叶病毒布基纳法索(ACMBFV),印度木薯花叶病毒(ICMV),南部非洲木薯花叶病毒(SACMV),斯里兰卡木薯花叶病毒(SLCMV) (ICTV 2019)。

限制,尽管CMD和其他木薯种植作物已成为非洲最重要的粮食作物,因为其高生产力潜力和可怜的土壤上生长的能力(Imakumbili et al ., 2021)。考虑到快速增长的人口,因此,粮食的需求增加,特别是在非洲城市地区,显然,木薯的需求将会增长。在科特迪瓦,木薯是第三个最重要的热量来源在山药和大米(FAOSTAT 2020),并以其不断增长的需求,生产已不再满足人们的需求。这不够生产(640万吨/年),部分原因是CMD,大大减少了木薯生产(迪克森et al ., 2000)。使用抗病品种和农民健康的种植材料的供应是一个有效的策略来减少疾病的影响。抗性品种可以显著降低产量损失和病毒的接种体的来源字段(拉比et al ., 2014)。第一个CMD-resistant品种,由IITA在尼日利亚,获得的是混合动力车m . glaziovii发现,在巴西,授予multigenic阻力(CMD1)。在这些品种中,三个已经很大程度上推广和展示了一个非常高的CMD阻力较低或没有收益的损失。这些都是:TMS 60142, TMS 30337和TMS 30572 (游标et al ., 2018)。此外,不同时间419年,来自多哥、提高IITA-Nigeria和授予CMD阻力。时间419年也是一个富有成效,广泛分布的变化。目前,三个CMD抗性基因,CMD1(多色的隐性),CMD2(无性生殖的主导)和CMD3(,数量性状QTL,赋予抵抗)被发现和重要的分子标记与CMD2和CMD3已确定(赤野光信案件et al ., 2002;Okogbenin Fregene, 2002;Okogbenin et al ., 2012)。我们的目标是选择最好的到达CMD抵抗CNRA种质用于育种程序,和全国清洁生产和传播种子材料,以减少CMD木薯产量的影响在科特迪瓦'Iviore。

2。材料和方法

2.1。描述研究的网站和植物材料进行评估

进行现场评估从9月到2017年10月在两个CNRA研究站位于城市布瓦凯(7°40镑5°05 'w;高度:399米)和人(7°20镑7°36 'w;高度:1050米)。最重要的两个位置之间的高度差异,降雨和植被(表1)。共有610个木薯登记入册评估在这项研究中,每加入8到10工厂评估。这些登记入册都来自:科特迪瓦(465登记入册),IITA-Nigeria(99登记入册),中非共和国(RCA;18登记入册)、多哥(7登记入册)、肯尼亚(6到达),马达加斯加(8登记入册)、刚果(5登记入册)和利比里亚(2)登记入册。独立于原点,种质资源包括429名当地登记入册,181的改善,其中399是当地到达科特迪瓦,通常用于当地菜肴,其余67名科特迪瓦到达提高产量的主要品种,味道,和他们的能力来处理成attieke(木薯蒸粗麦粉)。IITA-Nigeria登记入册,肯尼亚和马达加斯加都是改良品种耐CMD假定。剩下的从其他国家大多是当地登记入册登记入册。

表1

表1。农业生态特征的木薯现场评估网站在布瓦凯和男人,科特迪瓦。

2.2。登记入册的分类根据他们的水平阻力木薯花叶病

疾病严重程度得分是基于视觉评估使用的1 - 5 (Sseruwagi et al ., 2004),1代表没有疾病症状和5最严重的症状,包括整个植物(叶总失真和发育不良图1)。意味着严重程度(S_米)每个加入的是使用以下公式计算:

\begin{array}{l} {年代}_{米} = \frac{\sum 许多患病的植物}{总数的植物} \end{array}

图1

图1。木薯花叶病的症状观察感染木薯叶使用规模从1(无症状)到5(非常严重的症状)。(一)= 1,(B)= 2,(C)= 3,(D)= 4,(E)= 5。

以下规模用于分类登记入册分成不同的组:

[1]:无症状的登记入册(与严重性到达1)。

[2 - 3]:敏感(S)到达(与严重程度从2到3)登记入册。

(3.1 - 5):高度敏感(HS)到达(与严重程度从3.1到达,5)。

2.3。叶抽样分子分析

样本收集只从无症状的木薯登记入册(到达所有的植物没有CMD症状)。对于每一次这样的加入,从所有的植物样本收集评估。8到10样本收集每加入木薯。共收集2025个样本(709样本布瓦凯,对应77登记入册,1316人的样本,对应154登记入册)。收集的样本被放置在一个拉链锁袋子和保存在一个冷却箱运输到实验室,他们储存在−20°C。

2.4。检测没有症状的木薯花叶geminiviruses登记入册

从木薯叶中提取总DNA样本根据协议执行柯南道尔和柯南道尔(1987)。每个中提取DNA的浓度决定使用分光光度计(埃普多夫)和调整到50 ng用于聚合酶链支配(PCR)。局部放大了DNA PCR检测ACMV使用特定引物对,EACMV和EACMCMV (表2)。PCR反应进行了使用GoTaq聚合酶(Promega)。反应混合物中含有1 x无色GoTaq反应缓冲区(Promega), 0.625 U GoTaq聚合酶(Promega),每个引物0.4μM Eurogentec(合成),0.2毫米的核苷酸(内),1毫米MgCl₂(Promega)。最初的变性步骤的反应包括在94°C 4分钟,其次是35周期为1分钟94°C, 55°C 1分钟和72°C 1分钟和最后一个扩展的10分钟72°C。PCR产品(10μl)受到1%琼脂糖凝胶电泳,溴化乙锭染色,使用凝胶成像仪可视化紫外线照射下。

表2

表2。ACMV PCR引物对,EACMV, EACMCMV检测。

2.5。无症状的分类登记入册到潜在耐药和宽容的登记入册

潜在耐药和宽容登记入册的CMD的分类进行了基于缺乏症状在网站和没有登记入册或加入CMBs的存在。因此,入世是宽容CMD没有症状时在两个位置(布瓦凯和人),但由招商银行(s)感染。加入一个可能是对CMD没有症状时在网站和CMD病毒是免费的。

2.6。CMD抗性基因的PCR检测

检测CMD抗性基因进行登记入册,要在两个地方没有症状。与4对引物进行PCR反应(表3)放大CMD抗性基因(CMD1 CMD2和CMD3)。反应混合物中含有1 x无色GoTaq反应缓冲区(Promega), 0.625 U GoTaq聚合酶(Promega), 0.2μM每个引物(由Eurogentec合成),0.2毫米的核苷酸(内),1毫米MgCl₂(Promega), 100 ng的DNA混合最终体积25μl。以前描述的木薯登记入册,TMS30572 TMS98/0581,被用作抗CMD2积极控制而TMS97/2205和TMS30572用作抗CMD3积极控制和CMD1,分别。Yace kodjohon当地和高度易感加入CMD,被用作负控制(缺乏抗性基因)。PCR扩增运行下列条件:4分钟在94°C和35周期30年代在94°C, 1分钟55°C和1分钟在72°C,后跟一个10分钟的最后扩展在72°C标记NS169 NS198, SSY28;在94°C和4分钟,35周期30年代在94°C, 1分钟50°C和1分钟72°C紧随其后的是最后一个在72°C扩展标记RME1 5分钟。PCR产品(10μl)被在3%琼脂糖凝胶电泳分析。迁移后,凝胶和溴化乙锭染色,电泳型材可视化紫外线照射下使用凝胶成像仪。

表3

表3。PCR引物检测的CMD抗性标记。

2.7。基因分型结果与单核苷酸多态性标记

子集的36个单核苷酸多态性(SNP)标记选择表达序列标签(EST)派生的SNP弗格森et al . (2012,2019)并转换为Kompetitive等位基因特异PCR (KASP)引物(LGC Biosearch技术,英国)作为一个具有成本效益的方法使用的品种鉴定和质量控制。SNP标记选择基于位置和多态信息含量(PIC)值高于0.365在东非木薯种质基因型的无症状的馆藏。

两个岩屑每加入一个坛子,里面装有土壤中生长,保持3个月在网室获得完全展开年轻的叶子,然后BioArk收集装备用于样本根据LGC树叶协议。

总基因组DNA从植物组织中提取使用LGC sbeadex™DNA提取。Sbeadex磁bead-based提取技术,使用了两步的绑定机制以允许紧DNA结合,最后用纯净水给高水平的质量和纯度。36的PCR标记都使用了竞争allele-specific PCR (KASP™)系统。KASP基因分型检测是基于竞争allele-specific PCR和启用bi-allelic得分SNPs和插入/删除特定的位点。

生成的原始数据进行了分析,取得了笛卡尔的阴谋,分配一个基因型DNA样本使用LGC的专有Kraken软件。作为该等位基因分型的结果提出了(A: A、C: C、G: G和T: T)和杂合的(T,答:C, A: G、C: A、C: T C: G, G: T)。一加入,Bocou1重复作为控制识别重复登记入册。

2.8。统计分析

缺失的数据百分比SNP标记和登记入册的使用决定missingno功能poppr包版本2.9.2 R软件版本4.0.2中实现。标记和到达6%以上缺失的数据被删除从初始矩阵,以避免偏见的结果。使用基因型的基因型累积曲线进行曲线的函数poppr包中实现R确保剩余的标记的数量足以辨别木薯登记入册。

所有的遗传多样性参数和统计量的计算HierFstat包0.04 -22版(De Meeus Goudet, 2008)中实现R版本4.0.2,除了图片计算使用PICcalc(Nagy et al ., 2012)。哈迪温伯格平衡(HWE)为每一个轨迹被Chi2检查测试在一个自由度(ddl = 1),气²值计算使用ADEGENET包(Jombart et al ., 2010在软件版本4.0.2 R。

分析基因结构执行使用层次聚类呈上升趋势,判别分析的主成分(DAPC)和分子方差(AMOVA)。病房的最小方差分层集群系统树图是由遗传距离使用plot.phylog算法的Ade4包中实现R版本4.0.2。临界距离阈值声明是否两个财产增益(品种)是基于两个相同的代表到达之间的遗传距离(重复先前的基因)。任意两个登记入册的遗传距离低于0.05(不同系数,沃德的距离)被认为是相同的基因型。

DAPC进行使用Adegenet包(Jombart et al ., 2010)中实现R版本4.0.2。最好的数字集群是由发现。集群功能。这个函数执行连续的k - means使用越来越多的集群(k),改造后的数据采用主成分分析(PCA)。对于每个模型,统计测量质量的贝叶斯信息准则(BIC)计算,允许选择最好的组的数量。

分子方差分析(AMOVA)进行评估登记入册使用之间的遗传变异的分布Poppr包(Kamvar et al ., 20213.3.3)中实现R版本。情节是用ggplot2包(韦翰,2016)。

3所示。结果

3.1。登记入册的分类根据他们的水平阻力木薯花叶病

基于意味着CMD严重程度的计算,我们发现在布瓦凯,77年登记入册(12.62%)没有症状,303人(49.67%)敏感(S)和230年(37.70%)(HS)到达(高度敏感图2)。154(25.25%)人网站,登记入册没有症状,438人(71.80%)敏感(S)和18(28.51%)非常敏感(图2)。布瓦凯网站相比,没有症状的人网站最高数量登记入册。当我们认为没有症状到达布瓦凯和人,要在两个地方我们发现无症状的72登记入册(图3)。我们也检查了72到达保护土地种植2年之前,发现他们确实是无症状的。这72个无症状的登记入册已被用于后续的研究。10的72没有症状到达地方品种和62是改良品种(补充表1)。57 72没有症状的登记入册来自尼日利亚(IITA),从科特迪瓦2从肯尼亚和13。

图2

图2。没有症状的比例、敏感和高度敏感的木薯到达610年观察到科特迪瓦木薯种质收集维持在布瓦凯和人网站。

图3

图3。比例的木薯花叶病(CMD)无症状的到达610年观察到科特迪瓦木薯种质收集维持在布瓦凯和人的网站。

3.2。检测72没有症状的CMBs登记入册

每个8到10 72年无症状的植物视觉评估登记入册测试通过使用的引物PCR检测ACMV, EACMV EACMCMV。结果表明,35(48.61%)无症状的到达被ACMV感染,被认为是宽容的登记入册。37登记入册(51.39%)病毒自由和被认为是潜在的抗登记入册(图4)。令人惊讶的是,EACMCMV中没有检测到任何宽容登记入册(补充表1)。的37到达潜在耐药,五是本地品种(Bonoua34, Agba kangba3, AY14 (2), AY4和N°35)和32是改良品种。关于35宽容登记入册,五是本地品种(Bahanin bou, bou fouh4 Koko3 N 37°和43)和30是改良品种(图4)。

图4

图4。比例的潜在耐药和宽容木薯到达610年发现科特迪瓦木薯种质收集维持在布瓦凯和人的网站。

3.3。检测CMD抗性基因在72年无症状的登记入册

使用四种不同的标记,72年无症状的到达是CMD抗性基因筛查。标记NS169F / R和RME1F / R用于CMD2抗性基因的检测,而标记NS198F / R用于CMD3抗性基因和标记SSYR40F / R CMD1抗性基因。PCR结果显示,两个登记入册(2.78%)没有任何CMD抗性基因,和70年登记入册(97.22%)至少有一个CMD抗性基因(表4)。CMD2抵抗基因(RME1和NS169), CMD1 (SSY40)和CMD3 (NS198)中都检测到54登记入册(75%)。同时,13到达(18.05%)包含三个耐药基因,CMD2 (NS169) CMD1 (SSY40)和CMD3 (NS168)。此外,CMD1 (SSY40)和CMD3 (NS198)耐药基因被确定2到达(Bocou3和TMS98/0002)和CMD2加入(RME1和NS169) 1 (TMS99/0554) (表4)。这三个到达属于群宽容登记入册。两个没有症状也到达没有CMD抗性基因是当地登记入册[AY14(2)和AY4]和属于群潜在耐药登记入册。总之,我们观察到的大部分没有症状登记入册(潜在耐药和宽容)CMD的抗性基因。在个人数据登记入册补充表1。基因型的巧合,相对于标记的存在与CMD2基因(NS169×RME1),高(0.76)。

表4

表4。CMD抗性基因的组合在72年发现CMD无症状的木薯在科特迪瓦登记入册。

3.4。没有症状的遗传多样性分析到达使用一组36个SNP标记

标记和到达6%以上缺失的数据被删除从初始矩阵,留下最后一个矩阵组成的35个SNP标记和69登记入册。基因型茎累积曲线基于基因型(mlg)显示所需要的最小数量的snp区分木薯到达八(图5)。主要的等位基因频率(加)每个35位点的选择分析< 0.95 (表5)。所有的35标记在研究人口因此多态。常见的遗传参数和遗传分化为每个标记报告参数估计表5。主要的等位基因频率(加)值范围从0.22到0.49,平均为0.4。多态信息含量(PIC)值的范围从0.22到0.37,平均为0.35。所有标记图片≥0.30,不含Me.MEF。c。1585 with PIC = 0.23. The values of Ho and He ranged significantly from one marker to another.他变化从0.25到0.50,平均为0.47。相比之下,何范围从0.26到0.58,平均为0.49。HWE分析显示,8个SNP标记的速度何明显不同他(表5)。他们两个(Me_MEF.c.2268;Me_MEF_c_1074),这种差异是非常重要的P< 0.001,表5)。这两个SNP标记显示赤字的杂合子(他> Ho),与其他六个SNP标记在杂合子率高(Ho >他)。69年无症状的到达人群中有一个杂合子率高(Fis =−0.11;P= 0.001)。此外,群体之间的遗传分化考虑所有35位点很低(置= 0.06;P= 0.001)。

图5

图5。基因型累积曲线显示了最小数量的单核苷酸多态性(8)需要区分所有独特的基因型。

表5

表5。常见的遗传参数和统计量为每个36单核苷酸多态性(SNP)位点的标记基因分型结果用于选择科特迪瓦木薯种质。

3.5。人口结构的无症状的登记入册,上升的层次聚类(AHC)、判别分析的主成分(DAPC)和识别潜在的重复

占优势的分层聚类用于分类登记入册分成三组使用一个不同系数约1.2 (图6)。69年木薯登记入册,56例(81.16%)茎独特的基因型(mlg)被确定。根据遗传距离的< 0.05,其余13(18.84)到达潜在副本分为一个三人组和5的重奏曲(图6)。贝叶斯信息准则(BIC)是用来区分一个最佳的三个(03)组木薯登记入册(图7)。会员的登记入册的系数从100%到80(每组不同的图7 b)。组的投影,在两个轴,表明他们都分开图7 c)。轴1表示总变异的64.2%,而轴2表示总变异的35.80%。Me.MEF.c标记。1074 (0.075) and Me.MEF.c.2268 (0.15) contributed most to the structuring of the diversity of the cassava accessions along axis 1. For axis 2, the greatest contribution was due to the Me.MEF.c.1187 markers (0.06).

图6

图6。系统树图实现使用沃德的最小方差方法显示的层次聚类69木薯到达揭示三组(G1、G2和G3)。到达红色代表13个潜在的重复和那些黑色代表56个独特的登记入册。

图7

图7。(一)贝叶斯信息准则(BIC)散点图的DAPC表明最好的组数是三个(红色箭头)总组69选择无症状的木薯登记入册。(B)概率属于每个加入的团体基于主成分的判别函数的判别分析(DAPC)为所有69选择无症状的木薯登记入册。每一个加入由竖线表示。到达不同的会员系数从80年的100%。(C)图形表示的三个基因组获得DAPC 69没有症状选择登记入册,每用不同的颜色表示。点代表不同的登记入册。

3.6。分子方差分析(AMOVA)

分子方差分析69年的无症状的木薯到达基于加入类型(改善或本地),原产地,AHC组和DAPC组表明,单核苷酸多态性的分子差异最显著差异存在在个人和组内。这个分子个体间方差范围从84.17到97.31% (表6)。至于分子组间存在差异,这是非常低的,从2.69%变化到15.83% (表6)。

表6

表6。分子方差分析(AMOVA)为69个人木薯花叶病(CMD)宽容或耐科特迪瓦木薯基于SNP标记登记入册。

4所示。讨论

植物被认为是宽容当它可以忍受一个特定病原体感染的(在这种情况下,病毒),没有表现症状,也没有表现出严重的疾病(库珀和琼斯,1984年;Bos Parlevliet, 1995)。宽容的工厂将因此被感染的病原体,没有表现出任何症状,有时由于潜伏性感染。根据Paudel和Sanfacon (2018),宽容可以被描述为病毒和宿主之间的稳定平衡,一个交互的每个合作伙伴不仅适应生存的权衡,也得到一些好处(例如,保护植物免受致命的病毒超级的;病毒入侵分生组织组织允许垂直传播)。植物被认为是抗当它阻止或限制的发展或复制病毒(Paudel Sanfacon, 2018)。因此,诊断有限的视觉评价植物出现症状是不足以确定其状态(耐药、宽容或敏感)。这解释了我们的研究中使用的方法包括在选择无症状的基于视觉评估登记入册,然后使用分子分析我们确定每个评价的真实身份加入。评估CMD症状的严重程度进行了610年木薯到达在田间种植在布瓦凯和人。我们发现几个到达表示严重和非常严重的CMD症状在布瓦凯和男人和72到达地点没有症状。在此基础上,我们可以分类登记入册分成三组,敏感,高度易感(HS),分别加入没有症状。

没有症状的到达可能会到达CMD的抵抗力。事实上,86%(62)的无症状的到达改良品种耐CMD和来自IITA-Nigeria,肯尼亚和科特迪瓦。其余10潜在耐药登记入册是地方品种从科特迪瓦。这表明一些地方品种与自然抵御CMD的能力可能存在于农民的田地。这一发现支持的报告法奎特和Fargette (1990)似乎表明,一些地方品种自然抵抗CMD。然而,分子分析发现ACMV在五个地方和30的无症状的改善登记入册。因此,没有叶子的症状不排除病毒感染的存在。事实上,所显示Soko et al。(2015)植物症状是一个函数的表达式的病毒积累。因此,到达感染ACMV健康携带者(宽容的品种),因此可以构成一个重要的植物ACMV水库,导致传播疾病。这种宽容的品种不应被用作解决方案管理和/或控制CMD。出于这个原因,我们建议定期卫生这些品种的组织培养和常规病毒索引是否用于育种等其他重要特征高产、加工适宜性,等。此外,我们发现EACMV,比ACMV导致更严重的症状,并没有发现在72年没有症状在每个站点的到达(布瓦凯或人)。这些结果表明,这些登记入册可以抵抗EACMV。事实上,我们能够识别喀麦隆东部非洲木薯花叶病毒(EACMCMV)物种敏感和高度敏感的登记入册(未公开的数据)。

建立关系的无症状的馆藏和抗性基因的存在,我们开始知道CMD抗性基因的分子检测在72年无症状的登记入册。特定的标记三个抗性基因,CMD1(多色的隐性),CMD2(无性生殖的主导),和CMD3(数量性状位点)用于分子筛选。结果表明,97.22%到达拥有至少一个CMD抗性基因。这么高的比例(97.22%)的登记入册携带抗性基因可以用这一事实来解释这些登记入册的大部分已经改进了CMD阻力。这是显而易见的,这些登记入册的79.16%(57)来自IITA-Nigeria。事实上,第一个CMD抗性品种由IITA在尼日利亚获得的是混合动力车m . glaziovii发现,在巴西,授予multigenic抗性改良品种开发。介绍了其中一些抗病品种在乌干达在1980年代和木薯育种计划的基础上形成的。我们的结果是相似的Kuria et al。(2017)发现在木薯抗性基因的基因型,并没有显示CMD症状。奇怪的是,这三个抗性基因在两个本地测试没有发现无症状的登记入册[AY14(2)和AY4]。这表明存在的另一个来源的抵抗这两个登记入册,这是有待确定。

发现之间的关系到达AY14 (2), AY4和其他70名无症状的到达,我们在72年进行了遗传多样性研究无症状的登记入册,使用一组36个snp标记。然而,由于缺少数据,我们可以研究只69到达35标记。我们的结果显示几乎所有的标记的多态性率为100%,除了Me_MEF_c_1585标记图片= 0.22,因此信息的分类Botstein et al。(1980)。这些结果表明,这些标记是可靠的研究木薯遗传资源的多样性。事实上,这些标记的研究验证弗格森et al。(2012)。观察杂合度值范围从0.26到0.58,平均为0.49,而预期的杂合性(他)值范围从0.25到0.50,平均为0.47。这些结果表明高多样性的研究69登记入册。这证实了Fis的平均值(-0.11)表示过多的杂合子的程序。此外,浮置板轨道的价值相对较低(0.05)表示小亚种群之间的遗传分化。因此,大部分的遗传变异在到达解释个体内变异。这样的观察结果可以部分相关的改良品种获得来自多个十字架由IITA CNRA,由于自然杂交过程,发生在字段。事实上,植物产生的这些自然杂交过程通常是由农民如果他们出现激烈的(Kizito 2006)。通过这一行动,他们间接选择基因型,有助于增加遗传变异性的字段(Racchi et al ., 2014)。我们确定了56个独特的基因型和13个潜在的重复这项研究。这应该是基因分型结果证实使用更高的密度。我们的研究结果表明,可能存在的同一品种在不同加入数字(副本)在科特迪瓦木薯种质在CNRA维护。这两种方法(AHC和DAPC)人口结构允许我们使用集团69年到达分成三组。系统树图允许我们有效地分类登记入册根据它们之间的遗传距离和强调潜在的重复登记入册。的确,知识的遗传距离对遗传交叉最大化有效的杂交(很重要本纪念册et al ., 2013)。dendogram的结果还显示,这两个到达AY14和AY14(2)不同登记入册,但属于同一个组(G3)。然而,AY14(2)加入似乎TMS94/006入盟的复制。但在这项研究中使用的标记数量不足以确认这一点。我们需要使用更多的标记的真正地位这两个登记入册。

等位基因的贡献,构建的登记入册,被DAPC允许识别基因组区域负责三个群体之间的遗传差异(De Meeus Goudet, 2008)。然而,AMOVA显示最大的分子变异出现在个人本身,而不是群体的水平。这些结果表明,亚种群结构不清楚,没有彼此不同。

最后,抗性品种中确定这项工作可以帮助农民选择抗病品种,最终改善CMD管理。这些品种也可能优先对CMD育种项目改善木薯。

数据可用性声明

在这项研究中提出的数据集可以在网上找到存储库。库的名称/存储库和加入号码可以找到(s)如下:https://www.ebi.ac.uk/biostudies/studies/s bsst912?key=dbd75c6d - 4732 - 4030 - 8755 - 44 - ddcbfac747。

作者的贡献

摩根大通,JM、NK和RS和设计研究发起的。摩根大通动员研究的基金。MC,哦,是吧,佤邦收集样本和数据和写的手稿。哇哦,是吧,做数据分析。JM、NK、RS、BN 'Z和JP回顾了手稿。所有作者读,纠正和批准了手稿。

资金

这项工作是支持的中部和西部非洲病毒流行病学(波)计划为根和块茎作物通过授权号码发票- 002969(印版OPP1212988)从比尔和梅林达•盖茨基金会(gmgf每年)和英国外交,英联邦,发展办公室(FCDO)。

确认

作者感谢国家Agronomique中心(CNRA)为这项研究提供其种质。

的利益冲突

作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

出版商的注意

本文表达的所有索赔仅代表作者,不一定代表的附属组织,或出版商、编辑和审稿人。任何产品,可以评估在这篇文章中,或声称,可能是由其制造商,不保证或认可的出版商。

补充材料

本文的补充材料在网上可以找到:https://www.雷竞技rebatfrontiersin.org/articles/10.3389/fsufs.2022.1052437/full补充材料

补充表1。begomoviruses的分子鉴定和检测的木薯花叶病(CMD)抗性基因在72年CMD无症状的木薯到达观察610名科特迪瓦木薯种质收集维持在布瓦凯和人的网站。

引用

赤野光信案件,o . A。,迪克森。G. O., Mba, C., Barrera, E., and Fregene, M. (2002). Genetic mapping of a dominant gene conferring resistance to cassava mosaic disease.定理:麝猫。105年,521 - 525。doi: 10.1007 / s00122 - 002 - 0891 - 7