On the origin of sweet potato (Ipomoea batatas (L.) Lam.) genetic diversity in New Guinea, a secondary centre of diversity

Abstract

New Guinea is considered the most important secondary centre of diversity for sweet potato (Ipomoea batatas). We analysed nuclear and chloroplast genetic diversity of 417 New Guinea sweet potato landraces, representing agro-morphological diversity collected throughout the island, and compared this diversity with that in tropical America. The molecular data reveal moderate diversity across all accessions analysed, lower than that found in tropical America. Nuclear data confirm previous results, suggesting that New Guinea landraces are principally derived from the Northern neotropical genepool (Camote and Batata lines, from the Caribbean and Central America). However, chloroplast data suggest that South American clones (early Kumara line clones or, more probably, later reintroductions) were also introduced into New Guinea and then recombined with existing genotypes. The frequency distribution of pairwise distances between New Guinea landraces suggests that sexual reproduction, rather than somaclonal variation, has played a predominant role in the diversification of sweet potato. The frequent incorporation of plants issued from true seed by farmers, and the geographical and cultural barriers constraining crop diffusion in this topographically and linguistically heterogeneous island, has led to the accumulation of an impressive number of variants. As the diversification of sweet potato in New Guinea is primarily the result of farmers' management of the reproductive biology of their crop, we argue that on-farm conservation programmes that implement distribution of core samples (clones representing the useful diversity of the species) and promote on-farm selection of locally adapted variants may allow local communities to fashion relatively autonomous strategies for coping with ongoing global change.

Dispersal, Isolation, and Interaction in the Islands of Polynesia: A Critical Review of Archaeological and Genetic Evidence

“…), bottle gourd (Lagenaria siceraria), breadfruit (Artocarpus spp. ), coconut (Cocos nucifera), kava (Piper methysticum), paper mulberry (Broussoneria papyrifera), sweet potato (Ipomoea batatas), taro (Colocasia esculenta), and ti (Cordyline fruticosa)-are equally problematic in that the data is exclusively from modern or herbarium specimens, with 97% to 21% of published samples from a single island or island group [43,[46][47][48]. Another major study on origins, Burley's [49] synthesis of the polygenesis of Fijian culture and society is founded on the accumulation of evidence that the division between Melanesia and Polynesia has its roots in the differential timing and source of founding populations and post-settlement movements.…”

Batata-doce [<i>Ipomoea batatas</i> (L.) Lam.] nas roças e quintais do litoral paulista: diversidade genética morfoagronômica, com base em morfometria geométrica, descritores e produção de bioetanol

“…Estudos realizados com marcadores moleculares (RFLP, RAPD e SSR) e investigações citogenéticas (FISH) sugerem que o genoma hexaplóide de I. batatas pode ser formado de três genomas diferentes, sendo dois genomas estreitamente relacionados e o terceiro proveniente de um parental mais distante (MAGOON; KRISHNAN;VIJAYA BAI, 1970;BUTELER et al, 2002;SRISUWAN;SIHACHAKR;SILJAK-YAKOVLEV, 2006). Dados obtidos de diferentes marcadores moleculares identificaram a espécie I. trifida como mais estritamente relacionada à batata-doce do que I. triloba (JARRET; AUSTIN, 1994;HUANG;CORKE;SUN, 2002;RAJAPAKSE et al, 2004;ROULLIER et al, 2013a). Zhang et al (2000) sugerem que a batata-doce se originou na América Central.…”

“…Zhang et al (2000) sugerem que a batata-doce se originou na América Central. No entanto, estudos recentes apontam que ocorreram pelo menos dois eventos de domesticação, sendo um na região da Mesoamérica/Caribe e o outro na América do Sul (ROULLIER et al, 2011(ROULLIER et al, , 2013a. Vestígios arqueológicos de batata-doce seca encontrados no Peru, datados entre 8.000 e 10.000 anos atrás, deixam evidente que esta cultura é uma das mais antigas, dentre as que foram domesticadas nas Américas (UGENT; PETERSON, 1988;PIPERNO, 2011).…”

“…), a I. batatas cultivada não sofreu um efeito tão drástico de gargalo genético durante o processo de domesticação e é provável que isto tenha resultado na retenção de grande parte da diversidade genética das populações ancestrais selvagens (ROULLIER et al, 2013a). A principal característica relacionada com a síndrome de domesticação desta cultura é o desenvolvimento de raízes tuberosas voltadas à alimentação (RAVI et al, 2009).…”

“…] originou-se no continente americano e é uma das culturas alimentares mais importantes do mundo, pois apresenta elevados níveis de carboidratos, proteínas, fibras dietéticas, minerais (Ca, K, Fe) e vitaminas (A 1 , B 2 , C e E) (KIM et al, 2012;SUN et al, 2016). Diferentemente de outras culturas, como o milho e o trigo, a batata-doce não sofreu um efeito tão drástico de gargalo de garrafa durante o processo de domesticação, tendo provavelmente retido grande parte da diversidade genética das populações ancestrais selvagens (ROULLIER et al, 2013a).…”