Genomic balancing selection is key to the invasive success of the fall armyworm
| Autor: | Thierry Brévault, Estelle Fiteni, Gael J. Kergoat, Fabrice Legeai, Carlos A. Blanco, Wee Tek Tay, Sylvie Gimenez, Robert L. Meagher, Nicolas Nègre, Asokan Ramasamy, Karl D. Gordon, Marie Frayssinet, Sharanabasappa Deshmukh, Thomas J. Walsh, Sudeeptha Yainna, Pierre Silvie, Anicet G. Dassou, Anne-Laure Clamens, C. M. Kalleshwaraswamy, Emmanuelle d'Alençon, Kiwoong Nam |
|---|---|
| Přispěvatelé: | Diversité, Génomes & Interactions Microorganismes - Insectes [Montpellier] (DGIMI), Université de Montpellier (UM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation [Canberra] (CSIRO), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon, Institut de Génétique, Environnement et Protection des Plantes (IGEPP), Université de Rennes (UR)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-INSTITUT AGRO Agrocampus Ouest, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Centre de Biologie pour la Gestion des Populations (UMR CBGP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Indian Institute of Horticultural Research [Bangalore] (ICAR), Department of Entomology, College of Agriculture, University of Agricultural and Horticultural Sciences [Shivamogga] (UAHS), United States Department of Agriculture - Agricultural Research Service (USDA-ARS), United States Department of Agriculture - Animal and Plant Health Inspection Service, Partenaires INRAE, Agroécologie et Intensification Durables des cultures annuelles (UPR AIDA), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Département Performances des systèmes de production et de transformation tropicaux (Cirad-PERSYST), Université Nationale des Sciences, Technologies, Ingénierie et Mathématiques (UNSTIM), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-AGROCAMPUS OUEST, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Indian Institute of Horticultural Research (ICAR) |
| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2020 |
| Předmět: |
0106 biological sciences
0303 health sciences education.field_of_study Old World Population size [SDV]Life Sciences [q-bio] Population Zoology 15. Life on land Biology biology.organism_classification Balancing selection 010603 evolutionary biology 01 natural sciences Population genomics Loss of heterozygosity 03 medical and health sciences 0302 clinical medicine Population bottleneck Evolutionary biology 030220 oncology & carcinogenesis Inbreeding depression Fall armyworm education 030304 developmental biology |
| Popis: | A successful biological invasion involves survival in a newly occupied environment. If a population bottleneck occurs during an invasion, the resulting depletion of genetic variants could cause increased inbreeding depression and decreased adaptive potential, which may result in a fitness reduction. How invasive populations survive in the newly occupied environment despite reduced heterozygosity and how, in many cases, they maintain moderate levels of heterozygosity are still contentious issues1. The Fall armyworm (FAW; Lepidoptera: Spodoptera frugiperda), a polyphagous pest, is native to the Western hemisphere. Its invasion in the Old World was first reported from West Africa in early 2016, and in less than four years, it swept sub-Saharan Africa and Asia, finally reaching Australia. We used population genomics approaches to investigate the factors that may explain the invasive success of the FAW. Here we show that genomic balancing selection played a key role in invasive success by restoring heterozygosity before the global invasion. We observe a drastic loss of mitochondrial polymorphism in invasive populations, whereas nuclear heterozygosity exhibits a mild reduction. The population from Benin in West Africa has the lowest length of linkage disequilibrium amongst all invasive and native populations despite its reduced population size. This result indicates that balancing selection increased heterozygosity by facilitating the admixture of invasive populations from distinct origins and that, once heterozygosity was sufficiently high, FAW started spreading globally in the Old World. As comparable heterozygosity levels between invasive and native populations are commonly observed1, we postulate that the restoration of heterozygosity through balancing selection could be widespread among successful cases of biological invasions. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|