عنوان المقالة:تقييم العلاقات الوراثيه داخل وبين أنواع الـ Cucurbita بإستخدام واسمات الـ RAPD والـ ISSR Assessment of genetic relationships among and within cucurbita species using RAPD and ISSR markers
Heikal A. Hadia; H. S. Abdel-Razzak and E. E. Hafez
الملخص العربي
إن جنس الـ Cucurbita أحد أعضاء العائله القرعيه Cucurbitaceae الهامه إقتصادياً والتى تحتوى على تنوع فى صفات الثمار . هذه الدراسه تهدف إلى توظيف إثنين من تقنيات الواسمات الجزيئيه RAPD و ISSR لتمييز الحزم متعددة الأشكال (polymorphism) والعلاقات الوراثيه بين 14 تركيباً وراثياً تقع تحت ثلاثة أنواع مختلفه من الـ Cucurbita (C. pepo ، C. moshata و C. maxima) . فى تحليل الـ RAPD أستخدمت ستة بادئات أظهرت 463 حزمه كعدد كلى منها 405 حزمه (87.5%) كانت متعددة الأشكال (polymorphic) . كما وجدت 31 حزمه متخصصه تفيد كواسمات متخصصه للتركيب الوراثى الواحد . وقد وجد أن أقصى عدد لهذه الحزم المتخصصه وكان مع التركيب الوراثى Cm5 التابع للنوع C. maxima (5 حزم متخصصه) بينما لم توجد حزم متخصصه للتراكيب الوراثيه Cp5 و Cp9 التابعه للنوع C.pepo . فى تحليل الـ ISSR أستخدمت سبعة بادئات أعطت عدد كلى 263 حزمه منها 243 حزمه (92.4%) كانت متعددة الأشكال (polymorphic) . وبالمقارنه مابين الثلاثة أنواع تحت الدراسه وجد أنها أظهرت 155 (92.3%) ، 18 (100%) و 70 (90.9%) حزمه متعددة الأشكال مع كل C. pepo ، C. moschata و C. maxima على التوالى . ووجد أن عشرة تراكيب وراثيه تميزت بـ 21 حزمه متخصصه مع السبعة بادئات للـ ISSR والتى ميزت كل تركيب وراثى عن الآخر . وقد تميز التركيب الوراثى Cm5 عن بقية التراكيب الوراثيه بوجود حزمه متخصصه طولها 750 زوج من القواعد (750bp) مع بادىء S1 بينما البادئان S3 و S6 كانا مميزان للتراكيب الوراثيه داخل C.pepo فقط . وبإستخدام البيانات الناتجه من تكنيك الـ RAPD والـ ISSR والدمج بينهما وجد أن أعلى نسبة للتشابه الوراثى كانت 88% ، 83% و 81% قد شوهدت بين التراكيب الوراثيه Cp6 و Cp9 وبين Cp7 و Cp9 وبين Cp7 و Cp9 ، على التوالى . وكانت أقل نسبة للتشابه الوراثى 53% (بين Cp1 و Cp9 وبين Cm1 و Cm5) و53% (بين Cp5 و Cm5) و 56% (بين Cp1 و Cp9 وبين Cp6 و Cm5) على التوالى . وأوضحت شجرة القرابه الوراثيه أن التسعة تراكيب وراثيه التابعه للتوع C. pepo توزعت على التجمعات clusters المختلفه لشجرة القرابه الوراثيه بالرغم من أنها نفس المنشأ . هذا يتضمن أن تتابعات الجينوم فى التسعة تراكيب وراثيه متنوعه على المستوى الجينى . وكانت التراكيب الوراثيه Cp5 ، Cp7 ، Cp9 ، Cm1 و Cm2 الأٌقرب وارثياً لذلك يمكن إستخدامها فى برامج التربيه وخاصة فى برامج الهندسه الوراثيه . ونخلص من النتائج أن المعلومات التى تم الحصول عليها من تعدد الأشكال (polymorphic) بإستخدام الـ RAPD و الـ ISSR مفيده فى تقييم التنوع الجينى والعلاقات الوراثيه وأيضاً مفيده فى إدخالها فى برامج التربيه المختلفه .
الملخص الانجليزي
Two PCR molecular marker techniques; random amplified polymorphic DNA (RAPD) and inter-simple sequence repeats (ISSR) were employed to identify the polymorphisms and determine the genetic relationships between fourteen genotypes of Cucurbita species, which represent the three most common cultivated Cucurbita species viz. C. pepo, C. moschata and C. maxima. In RAPD analysis, six random primers revealed a total of 463 fragments, in which 405 (87.5%) were polymorphic. Thirty-one out of 463 RAPD-PCR fragments were found to be useful as genotype-specific markers. The highest number of RAPD markers was scored for Cm5 genotype (5 markers), while there was no specific markers scored for the genotypes, Cp5 and Cp9, which belong to C. pepo. In ISSR analysis, seven ISSR primers gave a total of 263 ISSR amplified fragments, in which 243 (92.4%) were polylmorphic. As a comparison between the three species, 155 (92.3%), 18 (100%) and 70 (90.9) out of 168, 18 and 77 reproducible fragments were polymorphic with C. pepo, C. moshata and C. maxima, respectively. Ten genotypes out of 14 were identified by a total of 21 unique markers with the seven ISSR primers, which identified individual genotype from each other. Genotype Cm5 was distinguished from other genotypes by the presence of one unique fragment of 750 bp for primer S1, while two ISSR primers (S3 and S6) identified the genotypes belonging to C. pepo from genotypes belonging to the other two species. The RAPD, ISSR data and their combination revealed that the highest similarity indices (83.3%, 82.2% and 79.5%) were observed between the Cp5 and Cp6, Cp7 and Cp9 and Cp8, Cp7 and Cp9 genotypes, respectively. The lowest similarity indices (52%, 52.1% and 54%) were observed between the Cp1 and Cp9, Cp5 and Cm5 and Cp1 and Cp9 genotypes, respectively. The consensus tree indicated that the nine genotypes of C. pepo were not clustered together, even though the origin was the same for all genotypes. This implied that the genomic sequences of the nine summer squash genotypes varied at the genetic level. The genotypes Cp5, Cp7, Cp9, Cm1 and Cm2 were the most genetically related and therefore, it could be used in the breeding programs. In conclusion, the information on polymorphism using RAPD and ISSR in a set of genotypes is useful in the assessment of genetic diversity and genetic relationships and could be useful in the breeding programs.
أ.د. هاديه أحمد هيكل | Prof. Dr. Hadia Ahmed Heikal | 8915