Identification and genetic diversity assessment of cherry cultivars and rootstocks using the ISSR-PCR technique

• Autorzy: Lisek A , Rozpara E.

Warianty tytułu

PL

Identyfikacja i ocena zroznicowania genetycznego odmian oraz podkladek czeresni i wisni z uzyciem techniki ISSR-PCR

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The ISSR technique was used to determine the genetic similarity between 18 cultivars of sour cherry (Prunus cerasus L.), 24 cultivars of sweet cherry (Prunus avium L.) and 9 types of rootstocks for plants of these species. In reactions where 35 primers were used, 230 polymorphic DNA fragments diversifying the rootstocks were acquired, as well as 144 polymorphic fragments for the cultivars of sour cherry and 98 of sweet cherry. The highest degree of DNA polymorphism was observed in the case of the rootstocks (71.2%). For sour cherry, it was 50.7% and for sweet cherry 39.5%. It was possible to distinguish between types of rootstocks using two primers (827, 841), cultivars of sour cherry using also two primers (825, 841), whereas in order to distinguish the sweet cherry cultivars, three primers had to be used: 830, 841 and 843. Among the cultivars of sweet cherry, the highest genetic similarity was observed between 'Van' and 'Techlovan', 'Regina' and 'Karina', 'Summit' and 'Sam'. In the case of sour cherry, the most similar genetically proved to be 'Debreceni Botormo' and 'Ujfehertoi Furtos' as well as 'Nefris' and 'Safir'. Among the rootstocks, the least disparity demonstrated genotypes of two groups from the GiSeLa and PHL series. Obtained ISSR markers allow the identification of tested genotypes as well as their more accurate characterization. Results of the research may find application in gene banks of Prunus genotypes, and in orchard and nursery practice.

PL

Technikę ISSR zastosowano do identyfikacji oraz określenia podobieństwa gene­tycznego 18 odmian wiśni (Prunus cerasus L.), 24 odmian czereśni (Prunus avium L.) oraz 9 typów podkladek dla roślin tych gatunków. W reakcjach PCR z użyciem 35 starterów uzyskano 230 polimorficznych fragmentów DNA różnicujących podkładki oraz odpowiednio 144 i 98 fragmentów polimorficznych dla odmian wi śni i czereśni. Największy stopień polimorfizmu DNA z użyciem obu technik obserwowano dla podkładek (71,2%), mniejszy u wiśni (50,7%), a najmniejszy u czereśni (39,5%). Odróżnienie typów podkładek oraz odmian wiśni było możliwe stosując dwa startery (827, 841 i odpowiednio 825, 841), natomiast do odróżnienia odmian czereśni ko­nieczne było użycie trzech starterów: 830, 841 i 843. W śród odmian czereśni naj­większe genetyczne podobieństwo obserwowano między odmianami 'Van' i 'Techlovan', 'Regina' i 'Karina' oraz 'Summit' i 'Sam'. Największym podobień­stwem genetycznym odmian wiśni wykazały się odmiany 'Debreceni Botormo' i 'Groniasta z Ujfehertoi' oraz 'Nefris i Safir'. W śród podkładek najmniejszym dystansem charakteryzowały się genotypy w obrębie dwóch grup: z serii GiSeLa oraz z serii PHL. Uzyskane markery ISSR umożliwiają identyfikację testowanych genotypów oraz pełniejszą ich charakterystykę. Wyniki badań mogą znaleźć zasto­sowanie w kolekcjach gromadzących genotypy Prunus oraz w praktyce sadowniczej i szkółkarskiej.

Słowa kluczowe

EN

genetic diversity; cherry cultivar; rootstock; ISSR-PCR technique; ISSR technique; sour cherry; Prunus cerasus; bird cherry; Prunus avium; DNA polymorphism; microsatellite marker

• Wydawca: -
• Czasopismo: Journal of Fruit and Ornamental Plant Research
• Rocznik: 2009
• Tom: 17
• Numer: 2
• Opis fizyczny: p.95-106,fig.,ref.

Twórcy

autor

Lisek A

• Research Institute of Pomology and Floriculture, Pomologiczna 18, 96-100 Skierniewice, Poland

autor

Rozpara E.

Bibliografia

• Arnau G., Lallemand J., Bourgoin M. 2003. Fast and reliable strawberry cultivar identification using inter simple sequence repeat (ISSR) ampli­fication. EUPHYTICA 129: 69-79.
• Arumuganathan K., Earle E.D. 1991. Nuclear DNA content of some im­portant plant species. PLANT MOL. BIOL. REP. 9: 208-218.
• Cai Y.L., Cao D.W., Zhao G.F. 2007. Studies on genetic variation in cherry germplasm using RAPD analysis. SCI. HORT. 111:248-254.
• Dirlewanger E., Cosson P., Tavaud M., Aranzana M.J., Poizat C., Zanetto A., Arus P., Laigret F. 2002. Develop­ment of microsatellite markers in peach [Prunus persica (L.) Batsch] and their use in genetic diversity analysis in peach and sweet cherry (Prunus avium L). THEOR. APPL. GENET. 105: 127-138.
• Doyle J.J., Doyle J.L. 1990. Isolation of plant DNA from fresh tissue. FOCUS 12: 13-15.
• Gerlach H.K., Stosser R. 1998. Sweet cherry cultivar identification using RAPD-derived DNA fingerprints. ACTA HORT. 468: 63-69.
• Goulao L., Monte-Corvo L., Oliveira C.M. 2001a. Phenetic characteriza­tion of plum cultivars by high multi­plex ratio markers: Amplified Frag­ment Length Polymorphisms and Inter­simple Sequence Repeats. J. AMER. SOC. HORT. SCI. 126(1): 72-77.
• Lacis G., Rashal I., Ruisa S., Trajkovski V., Iezzoni A.F. 2009. Assessment of genetic diversity of Latvian and Swedish sweet cherry (Prunus avium L.) genetic resources collections by using SSR (microsatellite) markers. SCI. HORT. 121:451-457.
• Lisek A., Korbin M., Rozpara E. 2006. Using simply generated RAPD mark­ers to distinguish between sweet cherry (Prunus avium L.) cultivars. J. FRUIT ORNAM. PLANT RES. 14: 45-52.
• Lisek A., Korbin M., Rozpara E., Zurawicz E. 2007. Plum cultivar DNA polymorphism generated with RAPD and ISSR markers. ACTA HORT. 734: 281-285.
• Martins M., Tenreiro R., Oliveira M.M. 2003. Genetic relatedness of Portuguese almond cultivars assessed by RAPD and ISSR markers. PLANT CELL REP. 22: 71-78.
• Moreno S., Martin J.P., Ortiz J.M. 1998. Inter-simple sequence repeats PCR for characterization of closely related grapevine germplasm. EUPHYTICA 101: 117-125.
• Potter D., Gao F., Aiello G., Leslie C., McGranahan G. 2002. Inter simple sequence repeat markers for finger­printing and determining genetic rela­tionships of walnut (Juglans regia) cultivars. J. AMER. SOC. HORT. SCI. 127: 75-81.
• Struss D., Ahmad R., Southwick S.M. 2003. Analysis of sweet cherry (Prunus avium L.) cultivars using SSR and AFLP markers. J. AMER. SOC. HORT. SCI. 128: 904-909.
• Vijayan K. 2004. Genetic relationship of Japanese and Indian mulberry (Morus spp.) genotypes revealed by DNA fingerprinting. PLANT SYST. EVOL. 243:221-232.
• Wünsch A., Hormaza J.I. 2002a. Culti­var identification and genetic finger­printing of temperate fruit tree spe­cies using DNA markers. EUPHY- TICA 125: 59-67.
• Wünsch A., Hormaza J.I. 2002b. Mo­lecular characterisation of sweet cherry (Prunus avium L.) genotypes using peach [Prunus persica (L.) Batsch] SSR sequences. HEREDITY 89: 56-63.
• Zanetto A., Maggioni L., Tobutt K.R., Dosba F. 2002. Prunus genetic re­sources in Europe: Achievement and perspectives of a networking activity. GENET. RESOUR CROP. EVOL. 49: 331-337.
• Zhou L., Kappel F., Wiersma P.A., Hampson C., Bakkeren G. 2005. Ge­netic analysis and DNA fingerprint­ing of sweet cherry cultivars and se­lections using amplified fragment length polymorphisms (AFLP). ACTAHORT. 667: 37-44.
• Ziętkiewicz E., Rafalski A., Labuda D. 1994. Genome fingerprinting by sim­ple sequence repeat (SSR)-anchored polymerase chain reaction amplifica­tion. GENOMICS 20: 176-183.