irap and remap-based genetic diversity among iranian, turkish, and international durum wheat (triticum turgidum l.) cultivars

Retrotransposons (rtns) are a major source of genomic changes in plant genomes and, therefore, are extensively used as ideal molecular markers for genetic variability, dna fingerprinting, and genetic mapping studies in plant species. in the present study, two rtn-based marker systems, inter-retrotransposon amplified polymorphisms (iraps), and the retrotransposon-microsatellite amplified polymorphisms (remaps) were used to assess genetic variability and structure in a collection of 94 durum wheat genotypes. in general, 63 and 141 loci were amplified using 6 irap and 15 remap primers, respectively. percentage of polymorphic loci (ppl) in the studied collection for irap and remap markers were 47.15% and 47.81%, respectively. the average of expected heterozygosity (he), number of effective alleles (ne), and shannon's information index (i), separately estimated based on irap and remap data, were not considerably different. a model-based bayesian method and cluster analysis using neighbor joining (nj) algorithm depicted five clusters. a moderate level of inter-group genetic variability was detected among the clusters (11%) obtained from structur software (phipt =0.111; p=0.001) with the vast majority of variation (89%) still uncaptured within groups. most of the accessions and landraces from iran aggregated together in clusters i and iii with the cultivars from turkey. also, iranian and foreign durum wheat landraces were assigned to different clusters or subpopulations in both clustering methods. in conclusion, the results showed that the genetic diversity of iranian durum wheat is low and it is necessary to extend the genetic base of durum wheat germplasm in iran.

تنوع ژنتیکی در یک مجموعه از ژنوتیپ‌های گندم دوروم با استفاده از نشانگرهای IRAP و REMAP

رتروترنسپوزون‌ها به خاطر توانایی ایجاد تنوع ژنتیکی و تغییرات ژنومی در ژنوم‌های گیاهی به عنوان نشانگرهای مولکولی ایده‌آل جهت مطالعه تنوع ژنتیکی، انگشت‌نگاری DNA و تهیه نقشه ژنتیکی در گونه‌های گیاهی بشمار می‌روند. در این مطالعه نشانگرهای IRAP و REMAP مبتنی برخانواده‌های رتروترنسپوزونی LTR دار (از گندم و جو) جهت مطالعه تنوع ژنتیکی و تعیین ساختار ژنتیکی 94 لاین و رقم بومی گندم دوروم (Triticum turgidum L.) مورد استفاده قرار گرفت. در کل با استفاده از 6 ترکیب آغازگری IRAP و 15 ترکیب آغازگری REMAP به ترتیب تعداد 63 و 141 مکان تکثیر شد. درصد چندشکلی برای آغازگرهای IRAP و REMAP به ترتیب 15/47 و 81/47 درصد بود. بین میانگین هتروزیگوسیتی مورد انتظار (He)، تعداد الل‌های مؤثر (Ne) و شاخص شانن (I) محاسبه شده بر اساس نشانگرهای IRAP و REMAP اختلاف قابل توجهی مشاهده نشد. گروهبندی مبتنی بر هر دو روش بیزین و تجزیه خوشه‌ای بر مبنای الگوریتمNeighbor joining (NJ) ژنوتیپ‌های مورد مطالعه را در پنج گروه قرار داد. تنوع ژنتیکی قابل ملاحضه‌ای (11 درصد) بین گروههای حاصل تجزیه ساختار ژنتیکی با استفاده از نرم‌افزار STRUCTUR در مقایسه با تنوع درون گروهی (89 درصد) حاصل شد (PhiPT =0.111; P=0.001). بر اساس نتایج حاصل از این تحقیق می‌توان اظهار داشت که نشانگرهای IRAP و REMAP توسعه یافته بر اساس رتروترنسپوزون‌های فعال می‌توانند به عنوان ابزار موثر و کارا در برنامه‌های اصلاحی گندم دوروم جهت تشخیص والدین با فاصله ژنتیکی مناسب مورد استفاده قرار گیرند.