Original article

Assessment of genetic diversity in horticultural and morphological traits among papaya (Carica papaya) accessions in Nigeria

Évaluation de la diversité génétique des caractéristiques horticoles et morphologiques au sein d’accessions de papaye (Carica papaya) au Nigéria

Evaluación de la diversidad genética de las características hortícolas y morfológicas en el seno de muestras de material de papaya (Carica papaya) en Nigeria

Dep. Genet. Biotechnol., Fac. Sci., Univ. Calabar, PMB 1115, Calabar, Nigeria

^* Correspondence and reprints

Received: 28 April 2011
Accepted: 28 June 2011

Abstract

Introduction. Although Nigeria has the largest area planted to papaya (Carica papaya) in the world, this country has one of the lowest yields reported. A good knowledge of the available genetic variability is a first step in the exploitation of this crop for the development of improved cultivars. Until now, there has been no report on genetic diversity in the papaya accessions available in Nigeria. Materials and methods. Sixty accessions of papaya obtained from ten districts in Southeastern Nigeria were evaluated using 21 variables following the IBPGR descriptors for papaya. The data was subjected to descriptive statistics, analysis of variance (ANOVA), and multivariate analysis including principal component (PCA) and cluster analysis. Results. ANOVA showed significant variation among accessions in fruit length, fruit diameter, fruit edible volume, leaf petiole length, fruit shape, flesh color and central cavity shape. The first seven principal component axes accounted for 73.47% of total variation and five cluster groups were generated from cluster analysis. Accessions were classified into two broad groups corresponding to female (15%) and hermaphrodite (85%) plants. A strong and highly significant correlation was found between leaf blade and petiole length and fruit characteristics such as length, diameter and fruit edible volume, a variable derived for the first time in this study. There was a preponderance of yellow flesh color in fruits from female plants and reddish-orange flesh color among hermaphrodite plants. Discussion and conclusions. Each of the five cluster groups consists of accessions that could be used as parents in further breeding or clones for vegetative propagation. This study revealed significant variation that could be exploited for genetic improvement of papaya in Nigeria. It is recommended that a focused papaya genetic improvement program should be pursued to exploit the genetic variation available.

Résumé

Introduction. Bien que le Nigéria ait la plus grande superficie plantée en papayers (Carica papaya) dans le monde, ce pays aurait l’un des rendements les plus faibles. Une bonne connaissance de la variabilité génétique disponible serait une première étape pour l’exploitation de cette culture afin de développer des cultivars améliorés. Jusqu’à présent, il n’existait aucun rapport sur la diversité génétique des accessions des papayers disponibles au Nigéria. Matériel et méthodes. Soixante accessions de papayers obtenus à partir de dix districts du sud-Nigeria ont été évalués en utilisant 21 variables définies à partir des descripteurs pour le papayer publiés par l’IBPGR. Les données ont été soumises à des statistiques descriptives, à une analyse de variance, à une analyse multivariée, dont une analyse en composantes principales (ACP) et une analyse typologique. Résultats. L’analyse de variance a montré une variation significative entre les accessions pour la longueur, le diamètre et le volume comestible du fruit, ainsi que pour la longueur du pétiole des feuilles, et pour la forme, la couleur de la chair et la forme de la cavité centrale du fruit. Les sept premiers axes de l’ACP ont représenté 73,47 % de la variation totale et cinq groupes ont été générés à partir de l’analyse typologique. Les accessions ont été classées en deux grands groupes correspondant aux plantes femelles (15 %) et aux plantes hermaphrodites (85 %). Une forte et hautement significative corrélation a été trouvée entre la longueur du limbe et la longueur du pétiole et entre des caractéristiques du fruit telles que la longueur, le diamètre et le volume comestible des fruits, une variable définie pour la première fois dans cette étude. Il y a eu une prépondérance de fruits à chair jaune dans les plantes femelles et à chaire rouge-orange parmi les plantes hermaphrodites. Discussion et conclusions. Chacun des cinq groupes mis en évidence contient des accessions qui pourraient être utilisées en tant que parents pour une sélection à venir ou en clone pour une multiplication végétative. Notre étude a révélé une variation significative qui pourrait être exploitée pour l’amélioration génétique du papayer au Nigeria. Il est recommandé qu’une amélioration génétique ciblée du papayer soit envisagée afin d’exploiter la variabilité génétique disponible.

Resumen

Introducción. A pesar de que Nigeria posea la superficie más grande plantada de papayos (Carica papaya) en el mundo, se estima que tiene uno de los rendimientos más flojos. El buen conocimiento de la variabilidad genética disponible sería una primera etapa para la explotación de este cultivo, de modo a desarrollar otros cultivares mejorados. Hasta ahora, no existía ningún informe sobre la diversidad genética de las muestras de material de los papayos disponibles en Nigeria. Material y métodos. Se evaluaron sesenta muestras de material de papayos obtenidos a partir de diez distritos del sur de Nigeria empleando 21 variables definidas a partir de los descriptores para el papayo publicados por el IBPGR. Los datos se sometieron a estadísticas descriptivas, a un análisis de la varianza, a un análisis de variaciones múltiples, entre las cuales un análisis de compuestos principales (ACP) y un análisis de conglomerados. Resultados. El análisis de varianza mostró una variación significativa entre las muestras de material en cuanto a la longitud, el diámetro y el volumen comestible del fruto, así como en cuanto a la longitud del pecíolo de las hojas, y a la forma, el color de la carne y la forma de la cavidad central del fruto. Los siete primeros ejes del ACP representaron el 73,47% de la variación total y se generaron cinco grupos a partir del análisis de conglomerados. Las muestras de material se clasificaron en dos grandes grupos correspondientes a las plantas hembra (15%) y a las plantas hermafroditas (85%). Se encontró una fuerte correlación muy significativa entre la longitud del limbo y la longitud del pecíolo y entre algunas características del fruto, tales como la longitud, el diámetro y el volumen comestible de los frutos, una variable definida por primera vez en el presente estudio. Hubo un predominio de frutos con carne amarilla entre las plantas hembra y con carne de color rojo-naranja entre las plantas hermafroditas. Discusión y conclusiones. Cada uno de los cinco grupos puestos de manifiesto contiene muestras de material que podrían emplearse como progenitores para una selección futura o en clon para una propagación vegetativa. Nuestro estudio reveló una variación significativa que podría explotarse para la mejora genética del papayo en Nigeria. Se recomienda que se proyecte una mejora genética enfocada, de modo a explotar la variabilidad genética disponible.