Γενετική ανάλυση του παραγωγικού δυναμικού της συλλογής cucurbita species της τράπεζας γενετικού υλικού

Abstract

A total of 16 squash accessions were characterized using morphological attributes and RAPD markers. Two dendrograms were obtained according to UPGMA clustering algorithm. A third dendrogram resulting from the combination of different data sets was also produced, based on Gower’s distance and UPGMA algorithm. The more reliable clustering was accomplished using RAPD markers as well as the combination of different data sets. The accessions were classified into three groups, corresponded to the cultivated species of C. maxima, C. moschata and C. pepo. In addition, twelve lines with inbreeding coefficients F = 0, 0,25, 0,50 and 0,75 were developed from three families of a winter squash landrace. A field experiment was established for the evaluation of these lines. The three F = 0,50 lines were also evaluated along with four landraces according to an R-7 honeycomb trial. Low amount of inbreeding depression were revealed. F = 0,50 lines performed the highest values for most of the measured characteristics. Furthermore, an appropriate crossing scheme in two winter squash landraces was implemented, in order to estimate genetic variance components and assess the gene actions for yield traits, using generation means analysis. Additive variance was the main component in almost every case. A three parameter additive-dominance model accounted for most of the variation among generations. However, in some cases epistatic effects were also revealed. In addition, the genetic analysis of crop yield potential for 14 squash landraces was applied followed by an intracultivar selection in two of them according to the honeycomb breeding methodology. A high efficiency was revealed due to the application of selection, predicting a high annual genetic gain. The 14 squash landraces were also evaluated for their resistance against F. oxysporum (f.sp. radicis-cucumerinum and f.sp. melonis). In addition, the response of the selected lines was also studied, in order to assess their resistance against the above mentioned F. oxysporum isolates. New sources of resistance were revealed among the indigenous genetic material. A high level of resistance was also obtained for some lines, despite the fact that in one case the initial population was susceptible. The high levels of resistance emerged after the application of selection revealed the possible role of multiple recessive alleles in the control of the disease.

Μελετήθηκε η παραλλακτικότητα 16 τοπικών ποικιλιών κολοκυθιού με μορφολογικά χαρακτηριστικά και δεδομένα RAPD δεικτών. Για κάθε ομάδα δεδομένων κατασκευάστηκε δενδρόγραμμα με χρήση του αλγορίθμου UPGMA. Παράλληλα, κατασκευάστηκε δενδρόγραμμα από το συνδυασμό των δεδομένων μέσω της απόστασης Gower και του UPGMA. Η πιο αξιόπιστη ομαδοποίηση προέκυψε από την ανάλυση των RAPD δεικτών και από το συνδυασμό των διαφορετικών δεδομένων. Οι ποικιλίες διακρίθηκαν σε τρεις ομάδες, που αντιστοιχούσαν στα είδη C. maxima, C. pepo και C. moschata. Επιπρόσθετα, μέσα από τρεις οικογένειες μιας τοπικής ποικιλίας χειμερινού κολοκυθιού δημιουργήθηκαν σειρές με επίπεδα ομοζυγωτίας F = 0, 0,25, 0,50 και 0,75. Εγκαταστάθηκε πείραμα αγρού για αξιολόγηση των σειρών. Οι τρεις F = 0,50 αξιολογήθηκαν επίσης μαζί με άλλες τέσσερις τοπικές ποικιλίες σε ένα R-7 σχέδιο. Παράλληλα, εφαρμόστηκε κατάλληλο δίκτυο διασταυρώσεων σε δύο τοπικές ποικιλίες για τον επιμερισμό της παραλλακτικότητας και την εκτίμηση των γονιδιακών επιδράσεων στα παραγωγικά χαρακτηριστικά, μέσω ανάλυσης μέσων όρων γενεών. Διαπιστώθηκε χαμηλό ποσοστό ομοζυγωτικού εκφυλισμού. Οι F = 0,50 σειρές παρουσίασαν τις υψηλότερες τιμές για τα παραγωγικά χαρακτηριστικά. Σε όλες σχεδόν τις περιπτώσεις το μεγαλύτερο κλάσμα της παραλλακτικότητας αποδόθηκε στην αθροιστική συνιστώσα. Το πρότυπο αθροιστικότητας-κυριαρχίας ερμήνευσε αποτελεσματικά αρκετά από τα παραγωγικά χαρακτηριστικά, ενώ σε ορισμένες περιπτώσεις, χρειάστηκε να συμπεριληφθούν και επιστατικές επιδράσεις. Ακολούθησε, ανάλυση του παραγωγικού δυναμικού 14 τοπικών ποικιλιών κολοκυθιού και ενδοπληθυσμιακή επιλογή σε δύο από αυτές, με βάση τα κριτήρια της κυψελωτής μεθοδολογίας. Επισημάνθηκαν νέες πηγές εγχώριου γενετικού υλικού για υψηλή απόδοση. Η ενδοπληθυσμιακή επιλογή έδειξε υψηλή αποτελεσματικότητα όπως εκτιμήθηκε από το ετήσιο αναμενόμενο γενετικό όφελος. Οι 14 ποικιλίες, αξιολογήθηκαν επίσης ως προς την ανθεκτικότητα στο μύκητα F. oxysporum (f.sp. radicis-cucumerinum και f.sp. melonis). Μελετήθηκε επίσης, η ανταπόκριση στην ενδοπληθυσμιακή επιλογή για έμμεση δημιουργία ανθεκτικών σειρών. Επισημάνθηκαν νέες πηγές ανθεκτικότητας εγχώριου γενετικού υλικού. Παράλληλα, διαπιστώθηκε υψηλή ανθεκτικότητα για ορισμένες σειρές που προέκυψαν, παρά το γεγονός ότι ο ένας από τους δύο αρχικούς πληθυσμούς κατέδειξε υψηλή ευπάθεια. Η έμμεση δημιουργία ανθεκτικών σειρών, αποκάλυψε πιθανό έλεγχο της ανθεκτικότητας στο μύκητα μέσα από ένα πρότυπο πολλαπλής υποτελούς κληρονόμησης.