The evolutionary process of invasion in the fall armyworm (Spodoptera frugiperda)

Autor: Sudeeptha Yainna, Wee Tek Tay, Karine Durand, Estelle Fiteni, Frédérique Hilliou, Fabrice Legeai, Anne-Laure Clamens, Sylvie Gimenez, R. Asokan, C. M. Kalleshwaraswamy, Sharanabasappa S. Deshmukh, Robert L. Meagher, Carlos A. Blanco, Pierre Silvie, Thierry Brévault, Anicet Dassou, Gael J. Kergoat, Thomas Walsh, Karl Gordon, Nicolas Nègre, Emmanuelle d’Alençon, Kiwoong Nam
Přispěvatelé: Diversité, Génomes & Interactions Microorganismes - Insectes [Montpellier] (DGIMI), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université de Montpellier (UM), Agroécologie et Intensification Durables des cultures annuelles (UPR AIDA), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), CSIRO Agriculture and Food (CSIRO), Black Mountain Laboratories, Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation [Canberra] (CSIRO), Institut Sophia Agrobiotech (ISA), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Côte d'Azur (UCA), 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 Rennes Angers, 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)-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, 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)-Université de Montpellier (UM), Indian Institute of Horticultural Research [Bangalore] (ICAR), University of Agricultural and Horticultural Sciences [Shivamogga] (UAHS), USDA-ARS : Agricultural Research Service, USDA Agricultural Research Service [Beltsville, Maryland], Plant Health Institute of Montpellier (UMR PHIM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Ecole Nationale Supérieure des Biosciences et Biotechnologies Appliquées (ENSBBA), Plateforme bioinformatique GenOuest [Rennes], Université de Rennes (UR)-Plateforme Génomique Santé Biogenouest®-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-GESTION DES DONNÉES ET DE LA CONNAISSANCE (IRISA-D7), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-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)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), This work (ID 1702-018, given to KN) was publicly funded through ANR (the French National Research Agency) under the 'Investissements d'avenir' programme with the reference ANR-10-LABX-0001 Labex Agro and coordinated by Agropolis Fondation under the frame of I-SITE MUSE (ANR-16-IDEX-0006). In addition, a grant from the department of Sante des Plantes et Environnement at Institut national de la recherche agronomique for KN ( adaptivesv). This work was also financially supported by EUPHRESCO (FAW-spedcom, given to Anne-Nathalie Volkoff) and by CSIRO Health & biosecurity (given to WTT, TW, and KG). SY was supported by a CIRAD-INRAE PhD fellowship. We are grateful to the genotoul bioinformatics platform Toulouse Occitanie (Bioinfo Genotoul, https://doi.org/10.15454/1.557236932896116 7E12) for providing help and/or computing and/or storage resources., ANR-10-LABX-0001,AGRO,Agricultural Sciences for sustainable Development(2010), ANR-16-IDEX-0006,MUSE,MUSE(2016)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Scientific Reports
Scientific Reports, 2022, 12, pp.21063. ⟨10.1038/s41598-022-25529-z⟩
ISSN: 2045-2322
DOI: 10.1038/s41598-022-25529-z⟩
Popis: The resequencing dataset generated during the current study is available in the NCBI SRA (Accession Number: PRJNA639295).Computer programming scripts used in this study are available on GitHub (https://github.com/kiwoong-nam/FAW_invasion).; International audience; The fall armyworm (FAW; S podoptera frugiperda ) is one of the major agricultural pest insects. FAW is native to the Americas, and its invasion was first reported in West Africa in 2016. Then it quickly spread through Africa, Asia, and Oceania, becoming one of the main threats to corn production. We analyzed whole genome sequences of 177 FAW individuals from 12 locations on four continents to infer evolutionary processes of invasion. Principal component analysis from the TPI gene and whole genome sequences shows that invasive FAW populations originated from the corn strain. Ancestry coefficient and phylogenetic analyses from the nuclear genome indicate that invasive populations are derived from a single ancestry, distinct from native populations, while the mitochondrial phylogenetic tree supports the hypothesis of multiple introductions. Adaptive evolution specific to invasive populations was observed in detoxification, chemosensory, and digestion genes. We concluded that extant invasive FAW populations originated from the corn strain with potential contributions of adaptive evolution.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: