Uncovering genetic population structure of Puccinia coronata f. sp. avenae in Canada and identifying effective sources of resistance in oat
Notice bibliographique
Résumé
Oat crown rust (caused by the fungus Puccinia coronata var avenae f. sp. avenae) is a destructive fungal disease that causes significant yield losses in the oat crop in Canada. The genomic diversity of the pathogen population is crucial for understanding its adaptation and evolution to new hosts and environments. In this study, we aimed to (1): detect the genomic diversity of Puccinia coronata var avenae f. sp. avenae (Pca) in Canada using high-throughput sequencing data and (2): determine novel effective sources of resistance genes effective against oat crown rust among a set of 21 parental lines. The primary objective of this study is to determine whether reproducing clonal individuals in the Eastern Prairie region (Manitoba and eastern Saskatchewan) are genetically distinct from sexually reproducing individuals found in Eastern Canada (Ontario and Quebec). Genomic data from 82 Pca isolates, collected from diverse locations across Canada, were sequenced using Illumina NovaSeq6000 sequencing. Raw short sequence data of another 60 US isolates were also included in this study. Comprehensive bioinformatics pipelines were employed for quality control, mapping, and variant calling of the sequencing data. The analysis utilized four primary tools, encompassing both parametric (PCA) and non-parametric (DAPC) clustering approaches, as well as model (RAxML-NG) and non-model-based (STRUCTURE) structural analyses. Population genetic analysis revealed a relatively low level of genetic variation among the Canadian Pca population, indicating limited diversity. The population displayed distinct genetic patterns based on geographical regions, specifically the Eastern Prairie region and Eastern Canada, with discernible patterns of genetic differentiation over time, while a limited number of U.S. isolates were organized based on temporal considerations. Screening of 21 parental lines identified Leggett as the most resistant cultivar against multiple Pca isolates with virulence on 17 Pc genes, highlighting its usefulness as a parent in Canadian breeding programs. Overall, our study provides critical insights into the genomic diversity of Pca in Canada, enhancing our understanding of its evolution and adaptation to new hosts and environments. These scientific findings will serve as a foundation for developing effective strategies to combat oat crown rust in Canada.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».