Genetic diversity analysis in sorghum germplasm collections from Eastern Africa as estimated by morpho-agronomical and SSR markers
Loading...
Date
2011-05
Authors
Salih, Shadia Abdallah
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
University of the Free State
Abstract
English: Eastern Africa, where sorghum is a significant arable crop, is arid and areas are at risk of desertification. Consequently, many valuable landraces of sorghum are at risk for genetic erosion. Genetic diversity plays a vital role in the success of any breeding programme. This study aimed to investigate the genetic diversity and genetic relationships in germplasm accessions among east African countries using morpho-agronomical and simple sequence repeat (SSR) markers in order to (i) understand the extent of genetic variation in different countries, and (ii) quantify the genetic structure and how the diversity is distributed among and within countries. The extent of regional patterns of phenotypic diversity was assessed in 1013 accessions using 13 qualitative and five quantitative traits. A total of 1108 sorghum accessions from Sudan, Kenya, Uganda, Ethiopia, Eritrea, Rwanda, and Burundi were assessed using 39 SSR markers. Results on qualitative and quantitative traits data showed that there was a high level of morpho-agronomical diversity among accessions studied. Analysis of variance revealed highly significant differences between accessions pooled over countries and between countries. Based on SSR data, Sudan had the highest genetic diversity and Rwanda the lowest. Levels of genetic diversity differed significantly, with most of the diversity being partitioned more within than between countries. Results suggested that despite sorghum‟s predominantly autogamous mating system, countries clustered totally separately with almost no integration and therefore emphasized the role of farmers‟ practices in the preservation of landrace identity and the favouring of genetic diversity. The morpho-agronomical and molecular marker data showed a high level of variation among accessions, and indicated that sorghum populations studied were a mixture of a large number of different genotypes. Therefore, future germplasm collection should take all levels of variation into consideration.
Afrikaans: Oostelike Afrika, waar sorghum „n belangrike verboude gewas is, is waterarm en gebiede is in gevaar om woestynagtig te word. Die gevolg is dat waardevolle sorghum landrasse deur genetiese erosie bedreig word. Genetiese diversiteit speel „n belangrike rol in die sukses van enige teelprogram. Die doel van hierdie studie was om die genetiese diversiteit en genetiese verwantskappe in kiemplasma genotipes uit oos Afrika lande te ondersoek deur van morfo-agronomiese en eenvoudig herhalende volgorde (SSR) merkers gebruik te maak ten einde (i) die omvang van genetiese variasie in verskillende lande te ondersoek en (ii) die genetiese struktuur te kwantifiseer en te bepaal hoe die diversiteit tussen en binne lande versprei is. Die fenotipiese diversiteitspatrone van verskillende streke is ondersoek deur van 13 kwalitatiewe en vyf kwantitatiewe eienskappe gebruik te maak. „n Totaal van 1108 sorghum genotipes van Sudan, Kenia, Uganda, Etiopië, Eritrea, Rwanda and Burundi is ondersoek deur van 39 SSR merkers gebruik te maak. Resultate gebaseer op kwalitatiewe and kwantitatiewe eienskapdata het aangetoon dat daar „n hoë vlak van morfo-agronomiese diversiteit tussen die bestudeerde genotipes was. Analise van variasie het hoogs betekenisvolle verskille tussen genotipes, gekombineer oor lande asook tussen lande, aangetoon. Gebaseer op SSR data het Sudan die hoogste en Rwanda die laagste genetiese diversiteit getoon. Vlakke van genetiese diversiteit het betekenisvol verskil en meeste van die variasie was meer binne as tussen lande verdeel. Resultate het getoon dat ten spyte van sorghum se hoofsaaklik outogame voortplantingsisteem, lande totaal apart gegroepeer het met amper geen integrasie nie. Dit het die rol van boere se praktyke in die bewaring van die identiteit van landrasse en die bevordering van genetiese diversiteit uitgewys. Die morfo-agronomiese en molekulêre merker data het „n hoë vlak van variasie tussen genotipes aangedui en aangetoon dat die bestudeerde sorghum populasies „n mengsel van „n groot aantal verskillende genotipes was. Toekomstige kiemplasma kolleksies behoort dus alle vlakke van variasie in ag te neem.
Afrikaans: Oostelike Afrika, waar sorghum „n belangrike verboude gewas is, is waterarm en gebiede is in gevaar om woestynagtig te word. Die gevolg is dat waardevolle sorghum landrasse deur genetiese erosie bedreig word. Genetiese diversiteit speel „n belangrike rol in die sukses van enige teelprogram. Die doel van hierdie studie was om die genetiese diversiteit en genetiese verwantskappe in kiemplasma genotipes uit oos Afrika lande te ondersoek deur van morfo-agronomiese en eenvoudig herhalende volgorde (SSR) merkers gebruik te maak ten einde (i) die omvang van genetiese variasie in verskillende lande te ondersoek en (ii) die genetiese struktuur te kwantifiseer en te bepaal hoe die diversiteit tussen en binne lande versprei is. Die fenotipiese diversiteitspatrone van verskillende streke is ondersoek deur van 13 kwalitatiewe en vyf kwantitatiewe eienskappe gebruik te maak. „n Totaal van 1108 sorghum genotipes van Sudan, Kenia, Uganda, Etiopië, Eritrea, Rwanda and Burundi is ondersoek deur van 39 SSR merkers gebruik te maak. Resultate gebaseer op kwalitatiewe and kwantitatiewe eienskapdata het aangetoon dat daar „n hoë vlak van morfo-agronomiese diversiteit tussen die bestudeerde genotipes was. Analise van variasie het hoogs betekenisvolle verskille tussen genotipes, gekombineer oor lande asook tussen lande, aangetoon. Gebaseer op SSR data het Sudan die hoogste en Rwanda die laagste genetiese diversiteit getoon. Vlakke van genetiese diversiteit het betekenisvol verskil en meeste van die variasie was meer binne as tussen lande verdeel. Resultate het getoon dat ten spyte van sorghum se hoofsaaklik outogame voortplantingsisteem, lande totaal apart gegroepeer het met amper geen integrasie nie. Dit het die rol van boere se praktyke in die bewaring van die identiteit van landrasse en die bevordering van genetiese diversiteit uitgewys. Die morfo-agronomiese en molekulêre merker data het „n hoë vlak van variasie tussen genotipes aangedui en aangetoon dat die bestudeerde sorghum populasies „n mengsel van „n groot aantal verskillende genotipes was. Toekomstige kiemplasma kolleksies behoort dus alle vlakke van variasie in ag te neem.
Description
Keywords
Sorghum bicolor, SSR, Germplasm, Morpho-agronomical, Genetic structure, Diversity, Thesis (Ph.D. (Plant Sciences))--University of the Free State, 2011, Sorghum -- Africa, Eastern, Sorghum