Assessments of genetic diversity of fig (Ficuscarica L.) in the West Bank based on Simple Sequence Repeat (SSR) and Inter-Simple Sequence Repeat (ISSR) markers

Abstract

ذُكرت شجرة التين في الكتب المقدسه باعتبارها شجره مباركه حيث ان التين حديثا جذب الكثيرمن اهتمام الباحثين لما له من اهميه غذائية وطبيه،فهو يعتبر من احد اكثر الفواكه التي تنمو في منطقه حوض البحر المتوسط منذ زمن قديم.أيجاد التنوع الجيني للأصنافالمختلفة لثمره التين من الخطوات المهمة من اجل تحسين محاصيل التين، الا ان الدراسات في فلسطين حول التنوع الجيني لهذه الثمرة وايجاد صلات القرابة بين اصناف التين محدودة وما انجز منها كان مقتصر على تقنيه(RAPD)ولكن هذه التقنية لديها قيود في العمل وهي الطبيعة العشوائية للبادئاتPrimers . لذللك كان الهدف من هذه الدراسه هو تحديد االطرزالجينيه والعلاقات التطوريه بين اصناف التين المختلفه في فلسطين باستخدام تقنيات تستخدم لأول مره فيفلسطين وهيInter Simple repeat ISSR) Sequence و(SSR)Simple Sequence Repeat. حيث تم جمع 20 صنف من اصناف التين المختلفة من ثلاث مناطق في فلسطين (الشمال، الوسط، الجنوب) ومن ثم استخراج المادة الوراثية من كل صنف باستخدام طريقه CTAB وQiagen DNeasy plant mini kit ،ومن ثم مضاعفه المادة الوراثية في تقنيه ISSR باستخدام سته بادئات(Primers) فكان من النتائج ان 81% Percent of polymorphic ISSR marker بين الاصناف المدروسة من التين،وايضا تم مضاعفه المادة الوراثية في تقنيه SRR باستخدام سبعه بادئات (Primers)فكان من النتائج ان %88percent of polymorphic SSR marker % بين الاصناف المدروسة من التين. ولقد تم استخدام كلا من نتائجISSR وSSR في عمل مصفوفات لانشاء شجرتين للتطور من اجل توضيح العلاقات الوراثية بين اصناف التين المختلفة، فتبين من النتائج ان هناك اختلاف جيني على مستوى االمادة الوراثية بين اصناف التين المدروسةالا ان هناك اربعه ازواج من الاصناف وهي (عناقي وخرطماني) (قراوي وسماري) (بياضي وحماري) (تلحمي وحماضي) يوجد هناك تقارب جيني بينهم باستخدام كلامن تقنيه ISSR و SSR، وان تقنيه SSR لها فعاليm جيده على تقنيه ISSR فيتحديد االطرزالجينيه الجيني بين اصناف التين. Fig (Ficuscarica L., Moraceae)is considered to be one of the most old and ancient type of fruits that grow in the Mediterranean region. Fig recently has attracted much of attention to researchers because it has medical importance and nutritional value. Identification of the polymorphism among Palestinian fig cultivars is essential step in crop improvement. Researches that were conducted in Palestine on genetic diversity of fig germplasm have been limited. There were just two studies were established in Palestine on genetic diversity among fig cultivars. RAPD fingerprinting was firstly used as molecular technique in both studies to characterize the polymorphism among Palestinian fig cultivars. However, this technique has limitation of reproducibility due to random nature of the primers. No studyexamined molecular polymorphism among Palestinian fig cultivars based on microsatellite marker and inter simple sequence repeat (ISSR). The aim of this study is to analyze the genetic diversity among 20 Palestinian fig cultivars were collected from different regions (northern, middle. Southern) of Palestine by using simple sequence repeat (SSR)and inter simple sequence repeat (ISSR).A set of 6 ISSR primers were used to analyze the diversity among which produced 56 loci of DNA, a mean of 9.3 DNA fragments per primer. We measured the efficiency of ISSR primers by calculating the resolving power (RP) and polymorphic information content (PIC). The total six ISSR primers produced mean of resolving power value (RP) of 10.8,mean of polymorphic information content (PIC) of 0.27 and percent of polymorphic marker of 81%.The primers UCB 812 and UCB 817 revealed high RP values 13.4 and 14.4 respectively. Therefore, these two ISSR primers were the most useful to characterize the genetic diversity among Palestinian fig cultivars. Additionally,a set of seven SSR primers were used also to analyze the genetic diversity and produced 24 alleles, a mean of 3.3 alleles per primer and 88% percent of polymorphic SSR marker. The diversity parameters of SSR markers was measured to evaluate the efficiency of SSR markers, mean of polymorphic information content value (PIC) of 0.44 and mean of observed Heterozygosity value of 0.49. SSR Primers MFC3 and FCUP 68-1 revealed high PIC valuesof0.7198 and 0.6838 respectively. Therefore, these two SSR primers were the most useful to characterize the genetic diversity among Palestinian fig cultivars. Clustering analysis was applied (UPGMA dendogram) for both markers’ datasetsand for combined ISSR and SSR data to elucidate the genetic relationships among Palestinian varieties. The genetic distance range was0.000-0.789for SSR and 0.050-0.644for ISSR markers. The results of genetic distance suggest a wide range of genetic distance for SSR marker over ISSR marker. Despite the different dendogram trees produced by each marker, four genotype pairs were common between the two marker dataset trees and combined marker data tree. The correlation test between the employed Jaccard coefficients revealed no significant relationship (r = 0.0246). Results contribute to better utilization of more than one marker; this is of great importanceto estimate the level of diversityamong figs.