Molecular Characterization of Palestinian Local Zucchini (Cucurbita pepo L.)
Date
2023-03-11
Authors
Shayma Osama Zeidan Al-Jubeh
شيماء أسامه زيدان الجعبة
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Al-Quds University
Abstract
Cucurbita pepo L. is one of the most economically important crops in the Cucurbitaceae, and it gains this value from the culinary uses of immature fruit that’s referred as “summer squash”. In Palestine, the local zucchini which is one of the varieties of summer squash is very popular for the consumers and there is a high market demand on it. Palestinian zucchini is widely grown in the areas of Hebron, Bethlehem, and Ramallah and it is characterized by long growing season, and its leaves are dark green, in addition to its green fruits with a strong aroma, flavor and taste.This study was performed to assess the genetic diversity of the local Palestinian zucchini using SSR markers. Thirty three zucchini samples were collected in which twenty-six of them were local accessions obtained from the Union of Agricultural Work Committees (UAWC). The other seven accessions were commercial accessions gathered from a local agricultural equipment store. In addition to the zucchini samples, six accessions from other species of the Cucurbitacaea family were studied, including gourd, snake melon, and muskmelon. All of the samples were grown in an open field in order to make note of some morphological traits and to make visual documentation.
The accessions were assessed using 50 SSR markers; only nine primers were used in the analysis as they have produced polymorphic bands. Out of the nine, primer UAWC 39 produced a unique band for the gourd accessions while producing no bands for the muskmelon or snake melon accessions. Therefore, this primer can be a potential primer to differentiate between zucchini and gourd. On the other hand, primer UAWC 13 produced a unique band for the muskmelon and snake melon accessions, while gourd and zucchini accessions produced identical bands. Accordingly, this primer can be used to differentiate zucchini and gourd accessions from snake melon and muskmelon accessions.The nine SSR primers used in the analyses produced total 27 polymorphic SSR loci.According to these results, the genetic distance matrix was calculated according to the Jacquard's similarity coefficient and the distance between the squash accessions ranged between (0.00 – 0.68). The lowest genetic distance was observed between two commercial accessions; therefore it was assumed that these two accessions are identical with different commercial names.
Furthermore, a neighbor joining tree was constructed according to the genetic distance matrix that was calculated using Jacquard similarity coefficient formula. NJ tree clustered the accessions to four major groups and it has shown how the accessions of gourd, muskmelon, and snake melon are away from squash accessions. In addition to that, it has also shown how there is a genetic variation among the local accessions of zucchini. This genetic diversity among local zucchini accessions is a source of genetic material that can be used for classical breeding or new biotechnological techniques to produce new varieties that are better suited to the changing environment if the need arises. Therefore we recommend that these local accessions continue to be maintained, are further characterized, and are made available to scientists and farmers for crop improvement.
تم اجراء هذا البحث من اجل دراسة التنوع الوراثي لنبات الكوسا البلدي في فلسطين. حيث يعتبر الكوسا أحد اهم انواع القرعيات في فلسطين ذات الطلب العالي في الأسواق المحلية كونها محببة لدى المستهلكين. يتميز الكوسا البلدي بموسم نمو طويل و ثمار خضراء داكنة اللون ذات رائحة و نكهة قوية ومميزة، وتزرع بشكل كبير في مناطق الخليل و بيت لحم ورام الله.
شملت الدراسة ثلاثة وثلاثون عينة من الكوسا، حيث كانت ستة وعشرون منها عبارة عن كوسا بلدي تم جمعها من بنك البذور التابع للجان اتحاد العمل الزراعي والسبع عينات الأخرى كانت عينات تجارية من السوق المحلي. بالاضافة لأصناف الكوسا فقد تم دراسة ستة عينات من أصناف اخرى من عائلة القرعيات وهي القرع والشمام والبطيخ. ومن أجل اتمام الدراسة تم استخدام الواسم الجزيئي SSR marker.
من أجل اتمام الدراسة تم استخدام الواسم الجزيئي " SSR marker" حيث تم استخدام ٥٠ برايمر ولكن فقط تسعة منها تم استخدامها في التحليل لأنها انتجت نتائج مرضية من أجل اتمام هدف الدراسة. واحدة من النتائج المهمة التي ظهرت باستخدام هذه البرايمرات كانت باستخدام برايمر (39UAWC ) حيث أظهر علامات خاصة ومميزة لنباتات القرع بينما لم يظهر أي علامات للبطيخ أو الشمام وبذلك من الممكن استخدامه للتفريق بين الكوسا و القرع. من ناحية أخرى، انتج البرايمر (13 UAWC) علامات خاصة للشمام والبطيخ بينما تشارك القرع بعلامات خاصه مع الكوسا.
بناء على النتائج التي ظهرت باستخدام الواسم الجزيئي تم استخدام برنامج FAMD من أجل دراسة التنوع الوراثي للعينات. بالبداية تم حساب المسافة الوراثية بين العينات باستخدام مؤشر جاكارد حيث تراوحت المسافة بين عينات الكوسا بين (0.00 - 0.68). لوحظت أدنى مسافة وراثية بين مدخلين تجاريين ؛ لذلك تم افتراض أن هذين المُدخلين متطابقان مع أسماء تجارية مختلفة.
بالاضافة لذلك، تم انشاء شجرة قرابة neighbor joining وفقا لمصفوفة المسافة الوراثية. قد قسمت الشجرة العينات لأربع مجموعات رئيسية و أظهرت أن مدخلات القرع و البطيخ والشمام في مجموعة خاصة بعيدة عن الكوسا و بذلك فقد تقسمت عينات الكوسا لثلاث مجموعات رئيسية وهذا يدل على وجود تنوع وراثي بين هذه العينات. كما أظهرت ان بعض عينات الكوسا البلدي قد تكون هجينة لكونها على مسافة قريبة جدا من العينات التجارية وفي نفس المجموعة التي تضم العينات التجارية.
هذا التنوع الوراثي بين مدخلات الكوسة البلدية هو مصدر للمواد الوراثية لتي يمكن استخدامها لإنتاج أصناف جديدة أكثر ملاءمة للبيئة إذا دعت الحاجة. لذلك نوصي بمواصلة الحفاظ على هذه المُدخَلات البلدية وتوصيفها بشكل أكب وإتاحتها للعلماء والمزارعين لتحسين المحاصيل.