Genetic Diversity, Structure and DNA Fingerprint for Developing Molecular IDs of Yemeni Coffee (Coffea Arabica L.) Germplasm Assessed by SSR Markers = الاختلافات والعلاقات الوراثية وتحديد البصمة الوراثية لإنشاء تعريف جزيئي للأصول الوراثية للبن اليمني العربي بواسطة معلمات التتابعات المكررة البسيطة (الميكروستالليت)

محمد عبد الجواد عبد الكريم حسين; أمين علي أحمد العزب; سند السيد حبيب; فادية محمد عسكر الشريف; هدى الجارحي

doi:10.12816/0046456

Article Details

Genetic Diversity, Structure and DNA Fingerprint for Developing Molecular IDs of Yemeni Coffee (Coffea Arabica L.) Germplasm Assessed by SSR Markers = الاختلافات والعلاقات الوراثية وتحديد البصمة الوراثية لإنشاء تعريف جزيئي للأصول الوراثية للبن اليمني العربي بواسطة معلمات التتابعات المكررة البسيطة (الميكروستالليت)

Authors:

محمد عبد الجواد عبد الكريم حسين | أمين علي أحمد العزب | سند السيد حبيب | فادية محمد عسكر الشريف | هدى الجارحي

Publisher:

Egyptian Society of Plant Breeding

Main Topics:

Agriculture

Journal:

Egyptian Journal of Plant Breeding 2017 Vol.21 Issue 4, pp.713-736

Document Type:

Article

Publication Date:

7/2017

Document Language:

English

Document ID (Org No.):

117174

Frequency:

Quarterly

pISSN:

11107863

DOI:

10.12816/0046456

Descriptors:

Keywords:

Abstract:

 This study was carried out to determine the genetic diversity degree and genetic relationships among seventeen genotypes involving 16 commercial cultivars and one accession of Yemeni coffee (Coffea arabica L.) germplasm collected from different Governorates in Yemen, and analysis of the DNA fingerprinting data for creating molecular IDs for conservation and protection of these genotypes. These goals were done using 15 previously described SSR primer pairs, in addition, evaluating of the efficiency and performance of these loci to achieve these objectives. The SSR loci were very highly polymorphic with an average of 100% polymorphism, the scored alleles were high and ranged from 4 to 25 with a mean value of 10.7 per locus. Heterozygosity values per locus and per genotype were low with an average of 0.21., the (PIC) values or gene diversity differed from 0.57 to 0.98. Also, the discriminating power for all loci was high with a mean value of 0.81; the most informative primer pairs was gSSRCa 021 with DP value of 0.94. However, the probability of matching fingerprints was low with an average value of 0.19. In this study, it was impossible to obtain identical DNA fingerprints for any of genotype pairs at all loci, even the genotypes with the same name but were collected from different geographical regions. However, the 15 SSR loci could differentiate between 17 Yemeni coffee genotypes through detecting of 86 clear specific/exclusive alleles. All Cultivars and accessions had unique alleles to that genotype alone with a mean value of 5.06. The cluster analysis grouped the 17 genotypes into three main clusters with a genetic similarity degree ranged from 0.00 to 0.486 with an average of 0.243. The genotypes also were classified according to fruit color and geographical regions. Results of this study confirmed the presence of genetic diversity among Yemeni coffee genotypes ranging between a moderate to high, indicating their importance as source of genetic variability for the purposes of coffee improvement, especially with the suffering of Arabica coffee from the narrowness of its genetic base.

 أجريت هذه الدراسة بهدف تقدير مستوى الاختلافات و العلاقات الوراثية بين سبعة عشر تركيب وراثي تشمل 16 صنف تجاري معروف بالإضافة الى تركيب وراثي واحد غير مسمى من الأصول الوراثية للبن اليمني العربي، والتى تم تجميعها من محافظات مختلفة في اليمن. وهدفت الدراسة ايضا لتحليل بيانات البصمة الوراثية بهدف إنشاء هوية جزيئية بغرض حماية وصيانة هذه الأصول الوراثية عالية الجودة. وقد تم تحقيق اهداف الدراسة بمساعدة واستخدام 15 زوج من بوادئ معلمات الميكروستالليت والتي سبق تصميمها وتوصيفها لتقييم كفائتها وأدائها في تحقيق أهداف الدراسة. اظهرت النتائج وجود تباين عالي لهذه المواقع الوراثية بنسبة 100% حيث تراوح عدد الاليلات المضخمة من 4 إلى 25 وبمتوسط 10.7 لكل موقع وراثي، وقد أظهرت نسبة الخلط سواء بداخل كل موقع او بكل تركيب وراثي على مستوى كل المواقع الوراثية انخفاضا ملحوظا بنسبة 0,21 في حين لوحظ أرتفاع مقدار ما يتيحة كل موقع وراثي من معلومات عن الاختلافات متراوحا ما بين 0,57 الى 0,98 وقد ارتفعت أيضا الطاقة التمييزية لكل المواقع بمتوسط 0,81 حيث أظهر موقع gSSR Ca 021 أكبر طاقة تمييزية وكفاءة في تحقيق أهدف الدراسة بقيمة 0,94 . وقد أظهر احتمال تطابق البصمة الوراثية لزوج أو أكثر من التراكيب والوراثية انخفاضا ملحوظا بمتوسط 0,19 حيث لم يظهر اي تطابق في البصمة الوراثية لأي زوج من الأصناف على مستوى كل المواقع الوراثية المضخمة حتى مابين التراكيب الوراثية التي تحمل نفس الأسم ولكنها منزرعة في مناطق جغرافية مختلفة. على الجانب الأخر, أمكن التفريق والتمييز بين جميع التراكيب الوراثية بتسجيل عدد أجمالي 86 حزمة منفردة أو حصرية واضحة حيث تم تمييز كل تركيب عن الأخر بوجود حزمة منفردة او أكثر بمتوسط 5,06 حزمة حصرية/ تركيب وراثي. وفيما يتعلق بتحليل العلاقات الوراثية ودرجة التشابه, قسمت النتائج التراكيب الوراثية الى ثلاثة مجاميع رئيسية وفقا لدرجة التشابه والتي ظهرت منخفضة و تراوحت من صفر الى 0,48 بمتوسط 0,24 . وبشكل عام أثبتت النتائج وجود مستوى عالى من الاختلافات الوراثية بين التراكيب الوراثية في هذه الدراسة تراوحت ما بين المتوسطة والعالية، مما يشير لأهمية هذه المجموعة من التراكيب الوراثية كمصدر جيد للاختلافات الوراثية لأغراض تحسين وتربية البن العربي والذي يعاني من قاعدة وراثية ضيقة .

Article Details

Authors:

محمد عبد الجواد عبد الكريم حسين | أمين علي أحمد العزب | سند السيد حبيب | فادية محمد عسكر الشريف | هدى الجارحي

Publisher:

Egyptian Society of Plant Breeding

Main Topics:

Agriculture

Journal:

Egyptian Journal of Plant Breeding 2017 Vol.21 Issue 4, pp.713-736

Document Type:

Article

Publication Date:

7/2017

Document Language:

English

Document ID (Org No.):

117174

Frequency:

Quarterly

pISSN:

11107863

DOI:

10.12816/0046456

Descriptors:

GENETIC VARIATION

GENOTYPES

DNA

GERMPLASM

MOLECULAR GENETICS

ARABIC COFFEE

YEMEN

Yemeni Arabica Coffee

Coffea Arabica

Genetic Diversity

Conservation

DNA Fingerprint

SSR Markers

Issues

Article Details

Authors: محمد عبد الجواد عبد الكريم حسين | أمين علي أحمد العزب | سند السيد حبيب | فادية محمد عسكر الشريف | هدى الجارحي

Publisher: Egyptian Society of Plant Breeding

Main Topics: Agriculture

Journal: Egyptian Journal of Plant Breeding 2017 Vol.21 Issue 4, pp.713-736

Document Type: Article

Publication Date: 7/2017

Document Language: English

Document ID (Org No.): 117174

Frequency: Quarterly

pISSN: 11107863

DOI: 10.12816/0046456

Descriptors:

Issues

Authors:

محمد عبد الجواد عبد الكريم حسين | أمين علي أحمد العزب | سند السيد حبيب | فادية محمد عسكر الشريف | هدى الجارحي

Publisher:

Egyptian Society of Plant Breeding

Main Topics:

Agriculture

Journal:

Egyptian Journal of Plant Breeding 2017 Vol.21 Issue 4, pp.713-736

Document Type:

Article

Publication Date:

7/2017

Document Language:

English

Document ID (Org No.):

117174

Frequency:

Quarterly

pISSN:

11107863

DOI:

10.12816/0046456