Đặc điểm di truyền của cây vừng (Sesamum indicum L) sử dụng công nghệ đa dạng cao qua các dấu hiệu

Journal of Crop Science and Biotechnology - Tập 25 - Trang 359-371 - 2022
Tewodros Tesfaye1,2, Kassahun Tesfaye1, Gemechu Keneni3, Cathrine Ziyomo4, Tesfahun Alemu3
1College of Natural Sciences, Department of Microbial, Cellular and Molecular Biology, Addis Ababa University, Addis Ababa, Ethiopia
2Amhara Agricultural Research Institute, Gondar Research Center, Gondar, Ethiopia
3Ethiopian Institute of Agricultural Research, Holeta Research Center, Holeta, Ethiopia
4International Livestock Research Institute, Nairobi, Kenya

Tóm tắt

Vừng là một loại cây dầu quan trọng được trồng rộng rãi tại châu Phi và châu Á. Việc đặc trưng sự đa dạng di truyền và cấu trúc quần thể của các giống vừng tại các châu lục này có thể được ứng dụng trong việc thiết kế các phương pháp nhân giống. Trong nghiên cứu hiện tại, 300 giống cây, bao gồm 209 giống địa phương của Ethiopia và 75 giống ngoại nhập từ các quốc gia châu Phi và châu Á khác, cùng với 16 giống đã được sử dụng. Mẫu này đã được xác định gen bằng cách sử dụng hai dấu hiệu công nghệ đa dạng cao. Tổng cộng 6115 dấu hiệu silicoDArT và 6474 SNP đã được ghi nhận, trong đó có 5065 dấu hiệu silicoDArT và 5821 dấu hiệu SNP đã được căn chỉnh với bộ gen tham chiếu của vừng. Để phân tích thêm, dữ liệu đã được lọc dựa trên tần suất alen cho mỗi vị trí SNP và còn lại 2997 SNP đạt chất lượng cao. Tất cả các giống cây được sử dụng trong nghiên cứu này đều có nguồn gốc từ tám vùng địa lý khác nhau. Độ đa dạng trung bình của mẫu là 0,14. Nếu xem xét các giống cây dựa trên nguồn gốc địa lý, các mẫu từ châu Phi (0,21) không bao gồm mẫu Ethiopia mang lại độ đa dạng cao hơn. Khi phân nhóm tiếp tục, mẫu từ Bắc Phi (0,23) có độ đa dạng cao hơn so với các vùng khác, nhưng ở cấp độ châu lục, châu Á (0,17) lại đa dạng hơn châu Phi (0,14). Khoảng cách di truyền giữa các quần thể dao động từ 0,015 đến 0,394. Các quần thể được phân thành bốn nhóm. Phân tích cấu trúc quần thể đã chia thành bốn nhóm tổ tiên giả định và 21 giống là sự hỗn hợp. Điều này cho thấy các giống cây có nguồn gốc giống nhau không phân loại theo quốc gia xuất xứ. Độ đa dạng di truyền và cấu trúc quần thể sẽ hướng dẫn nghiên cứu trong tương lai nhằm thiết kế các nghiên cứu liên kết và sử dụng hệ thống tài nguyên di truyền.

Từ khóa

#Hạt vừng #Đa dạng di truyền #Cấu trúc quần thể #Công nghệ đa dạng cao #SNP #Ethiopia #Châu Phi #Châu Á

Tài liệu tham khảo

Cho YI, Park JH, Lee CW, Ra WH, Chung JW, Lee JR, Ma KH, Lee SY, Lee KS, Lee MCPY (2011) Evaluation of the genetic diversity and population structure of sesame (Sesamum indicum L.) using microsatellite markers. Genes Genomics 33:187–195

CSA (Central Statistical Agency) (2018) Agricultural sample survey report on area and production of major crops (Private Peasant Holdings, Meher Season)

CSA (Central Statistical Agency) (2019) Agricultural sample survey 2019/2020 (2012 E.C.) (September–January 2019/2020) Volume VII report on crop and livestock product utilization (Private Peasant Holdings, Meher Season)

Evanno G, Regnaut S, Goudet J (2005) Detecting the number of clusters of individuals using the software STRUCTURE: a simulation study. Mol Ecol 14:2611–2620

Excoffier L, Lischer HEL (2010) A new series of programs to perform population genetics analyses under Linux and Windows. Mol Ecol Resour 10:564–567

FAOSTAT. 2019. Food and agriculture organization statistical databases. Accessed from http://www.fao.org/faostat/en/#home

Gebremichael DE (2017) Sesame (Sesamum indicum L.) breeding in Ethiopia. Int J Novel Res Life Sci 4:1–11

Institute of Biodiversity Conservation (IBC) (2012) Ethiopia: third country report on the state of plant genetic resources for food and agriculture. Addis Ababa, Ethiopia

Mkamilo GS, Bedigian D (2007) In PROTA (Plant Resources of Tropical Africa/Ressources végétales de l’Afrique tropicale). Wageningen, Netherlands

Pritchard JK, Stephens M, Donnelly P (2000) Structure software for population genetics inference (V.2.3.4)

Raman H, Raman R, Kilian A, Detering F, Carling J, Coombes N, Diffey S, Kadkol G, Edwards D, McCully MRP (2014) Genome-wide delineation of natural variation for pod shatter resistance in Brassica napus. PLoS ONE. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0101673

Wei X, Qiao WH, Chen YT, Wang RS, Cao LR, Zhang WX, Yuan NN, Li ZC, Zeng HLYQ (2012) Domestication and geographic origin of Oryza sativa in China: insights from multilocus analysis of nucleotide variation of O. sativa and O. rufipogon. Mol Ecol 21:5073–5087

Wijnands JHM, Biersteker J, Hiel R (2007) Oilseeds business opportunities in Ethiopia. Ministry of Agriculture, Nature and Food Quality