Μελέτη γενετικής παραλλακτικότητας σε αυτοφυείς πληθυσμούς του φυτικού είδους Cicer graecum με χρήση μοριακών δεικτών ISSR

Abstract

Η γνώση της γενετικής παραλλακτικότητας των άγριων συγγενικών είδων Cicer είναι πρωταρχικής σημασίας στην επιλογή γονοτύπων στη βελτίωση του καλλιεργούμενου ρεβιθιού Cicer arietinum, στην αποτελεσματική διαχείριση του γενετικού υλικού και στη χαρτογράφησή του. Άγριοι συγγενείς του C. arietinum φαίνεται να αποτελούν ελπιδοφόρες γενετικές δεξαμενές προς εκμετάλλευσή τους από τους βελτιωτές Στόχος της παρούσας μελέτης είναι η αξιολόγηση και η σύγκριση της γενετικής δομής και παραλλακτικότητας 5 αυτοφυών πληθυσμών του σπάνιου ενδημικού είδους Cicer graecum με χρήση 7 κυρίαρχων μοριακών δεικτών ISSR, ενώ δυνητικά θα υποβοηθήσει στη δημιουργία πρακτικών διαχείρισης και διατήρησης του γενετικού υλικού του άγριου συγγενικού είδους C. graecum. Στη μοριακή αυτή μελέτη ενισχύθηκαν 145 διαφορετικές ISSR ζώνες από τους 7 επιλεγμένους εκκινητές με μέσο ποσοστό πολυμορφισμού 64,28%. Ο αριθμός των διαφορετικών αλληλομόρφων (Na) και ο δραστικός αριθμός των αλληλομόρφων ανά γενετική θέση (Ne) κυμάνθηκαν σε παρόμοια επίπεδα για όλους τους πληθυσμούς. Η γενετική παραλλακτικότητα κάθε πληθυσμού εκφράστηκε ως δείκτης ετεροζυγωτίας (h) και πραγματικής ετεροζυγωτίας (uh) οι οποίοι ήταν υψηλότεροι στον 4ο μελετώμενο πληθυσμό. Από την ανάλυση AMOVA προέκυψε ότι 65% της συνολικής γενετικής παραλλακτικότητας αποδίδεται εντός, ενώ το 35% μεταξύ των πληθυσμών. Αυτό συμφωνεί με τα αποτελέσματα του δείκτη Shannon (I) και του συντελεστή γενετικής ποικιλότητας του Nei (GD) Επίσης, η ανάλυση κύριων συνιστωσών (PCoA) απεικόνισε 4 μεγάλες ομάδες για τα 97 δείγματα που μελετήθηκαν αντιστοιχώντας τα στις περιοχές συλλογής των πληθυσμών. Συμπερασματικά, πραγματοποιήθηκε μια ικανοποιητική μοριακή προσέγγιση του γονιδιώματος του αυτοφυούς άγριου είδους C. graecum. Ωστόσο, πληρέστερη εικόνα του γονιδιώματος αυτού πρέπει να ληφθεί σε συνδυασμό με αποτελέσματα ανάλυσής του με άλλα είδη μοριακών, βιοχημικών ή μορφολογικών δεικτών.

The knowledge of genetic variation of Cicer wild relatives is of primary importance in choosing genotypes in cultivated Cicer arietinum breeding, in the effective management of genetic material and its mapping. Wild relatives of Cicer arietinum appear to be promising gene pools to be exploited by the enhancers The aim of this study is to evaluate and compare the genetic structure and variation of 5 native populations of the rare endemic Cicer graecum using 7 dominant ISSR molecular markers, while potentially may assist in the creation of management and conservation practices of wild C. graecum species genetic material. In this molecular study, 145 different ISSR bands were amplified by the 7 selected primers with an average polymorphism rate of 64.28%. The number of different alleles (Na) and the effective number of alleles per genetic position (Ne) ranged to similar levels for all populations. The genetic variation of each population was expressed as heterozygosity (h) and unbiased heterozygosity (uh) which was higher in the 4th population studied. AMOVA analysis showed that 65% of total genetic variation is attributed within, while 35% among populations. This is in agreement with the results of Shannon (I) and Nei (GD) genetic diversity coefficients. The principal component analysis (PCoA) also showed 4 large groups for the 97 samples studied, corresponding to the collection areas of the populations. In conclusion, a satisfactory molecular approach was conducted to the genome of the native wild C. graecum species. However, a fuller view of this genome must be obtained in combination with its results from other molecular, biochemical or morphological markers.