Αξιολόγηση ποικιλιών φακής και γενετική μελέτη ανθεκτικότητας έναντι του βρούχου (Bruchus spp)
Creators: name: Κουδέρη, Αντιγόνη Μαρία Άγγελου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2024
Subjects: Ανθεκτικότητα στο βρούχο
SSR (Μικροδορυφόροι ή Απλές Επαναλαμβανόμενες Αλληλουχίες), ISSR (Ενδιάμεσες απλές επαναλαμβανόμενες αλληλουχίες)
Βελτίωση της φακής
Resistance in bruchids
SSR (Simple Sequence Repeats), ISSR (Inter Simple Sequence Repeats)
Lentil breeding

description: Η φακή (Lens culinaris L. Medik. subsp. culinaris), είναι από τα σημαντικότερα ψυχανθή, γεγονός που οφείλεται στην υψηλή διατροφική της αξία. Την τελευταία δεκαπενταετία παρατηρείται ραγδαία αύξηση τόσο στις εκτάσεις καλλιέργειας, όσο και στην κατανάλωσή της. Γι’ αυτό το λόγο έχει αυξηθεί το ενδιαφέρον των βελτιωτών στη διερεύνηση τόσο της γενετικής ποικιλότητας, με απώτερο σκοπό τη δημιουργία ποικιλιών με υψηλές αποδόσεις, όσο και στην εύρεση και ανάπτυξη ανθεκτικότητας έναντι σε βιοτικές και αβιοτικές καταπονήσεις. Ένας από τους σημαντικότερους εχθρούς της καλλιέργειας είναι το έντομο του βρούχου (Bruchus spp.), που εκτός από ποσοτική οδηγεί και σε ποιοτική υποβάθμιση του σπόρου. Σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν η φαινοτυπική αξιολόγηση τεσσάρων ελληνικών ποικιλιών φακής (Σάμος, Θεσσαλία, Ελπίδα, Δήμητρα) και ενός πληθυσμού του ICARDA (Flip 2003-24L) σε δύο περιβάλλοντα καλλιέργειας, βιολογικό και συμβατικό, κατά την πρώτη καλλιεργητική περίοδο. Στη δεύτερη καλλιεργητική περίοδο αξιολογήθηκαν επιλεγμένα γενετικά υλικά φακής, από βελτιωτικά προγράμματα, σε συμβατικό περιβάλλον. Η αξιολόγηση βασίστηκε σε μετρήσεις μορφολογικών και φυσιολογικών χαρακτηριστικών, που ελήφθησαν καθ’ όλη τη διάρκεια ανάπτυξης του φυτού, ενώ έγινε παράλληλα και καταγραφή του ποσοστού προσβολής του βρούχου. Στη συνέχεια, προκειμένου να μελετηθεί η ανθεκτικότητα στις ποικιλίες “Σάμος”, “Θεσσαλία”, “Ελπίδα”, “Δήμητρα” και “Flip 2003-24L” πραγματοποιήθηκε τεχνητή προσβολή με το είδος Acanthoscelides obtectus. Ακολούθησε διερεύνηση της γενετικής παραλλακτικότητας των πέντε ποικιλιών (Σάμος, Θεσσαλία, Ελπίδα, Δήμητρα και Flip 2003-24L) τόσο στο βιολογικό, όσο και στο συμβατικό περιβάλλον, καθώς και έξι επιλεγμένων υλικών της δεύτερης καλλιεργητικής περιόδου (Σάμος Οργανικό 2, Σάμος Σειρά 13, Σάμος Επιλογές Entry 4, Σάμος Επιλογές Entry 19, Flip 2003-24L Entry 2 και Flip 2003-24L Entry 7) με τη χρήση μοριακών δεικτών ISSR και SSR. Επιπρόσθετα, πραγματοποιήθηκε συσχέτιση των δεδομένων από τους μοριακούς δείκτες με τα μορφολογικά και φυσιολογικά χαρακτηριστικά, καθώς και των μετρήσεων της προσβολής από το βρούχο, μέσω της μεθόδου της πολλαπλής γραμμικής παλινδρόμησης. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, τα φυτά του βιολογικού αγρού υπερτερούσαν σε αποδόσεις έναντι αυτών του συμβατικού. Η απόδοση δεν επηρεάστηκε από την ένταση της προσβολής του βρούχου. Τα ευρήματα της προσβολής του αγρού και του εργαστηρίου ήταν παρόμοια και επιβεβαίωσαν ότι υπάρχει θετική τάση μεταξύ μεγέθους σπόρου και έντασης της προσβολής. Οι SSR δείκτες εντόπισαν μεγαλύτερα ποσοστά πολυμορφισμού σε σύγκριση με τους ISSR και αναδείχτηκαν περισσότερο πληροφοριακοί. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης συσχέτισης έδειξαν ισχυρή και πολύ ισχυρή συσχέτιση (θετική ή αρνητική) μεταξύ ενισχυμένων περιοχών των δεικτών και των μορφολογικών και φυσιολογικών μετρήσεων, καθώς και των μετρήσεων της προσβολής από το βρούχο. Συμπερασματικά, προτείνεται ο συνδυασμός της φαινοτυπικής αξιολόγησης σε συνθήκες αγρού και των μοριακών αναλύσεων με τη χρήση δεικτών SSR για την καλύτερη αποτύπωση της γενετικής ταυτότητας και την αξιολόγηση της εντομολογικής προσβολής. Η συσχέτιση φαινοτυπικών χαρακτηριστικών με τα δεδομένα από τους μοριακούς δείκτες μέσω της μεθόδου της πολλαπλής γραμμικής παλινδρόμησης αναδεικνύεται χρήσιμη προς την κατεύθυνση αυτή.
description: Lentil (Lens culinaris L. Medik. subsp. culinaris) is one of the most important legumes due to its high nutritional value. In the last fifteen years there has been a significant increase both in the area under cultivation and in its consumption. For this reason, there has been an increased interest among breeders in exploring both genetic diversity with the aim of creating high yielding varieties and in finding and developing resistance to biotic and abiotic stresses. One of the most important crop pests is the bruchid insect (Bruchus spp.), which leads to quantitative as well as qualitative degradation of the seed. The aim of the present study was the phenotypic evaluation of four Greek lentil cultivars (Samos, Thessaly, Elpida, Demetra) and a population of ICARDA (Flip 2003-24L) in two growing systems, organic and conventional, during the first growing season. In the second growing season, phenotypic evaluation of selected lentil genetic materials derived from breeding programs, was performed. The evaluation was based on morphological and physiological measurements taken throughout the plant growth period while recording the rate of bruchid infestation. In order to study the resistance to the varieties 'Samos', 'Thessalia', 'Elpida', 'Demetra' and 'Flip 2003-24L', an artificial infestation with Acanthoscelides obtectus was conducted. Subsequently, the genetic variability of five varieties of the organic, the same five of the conventional (Samos, Thessalia, Elpida, Demetra and Flip 2003-24L) and six selected materials of the second growing season (Samos Organic 2, Samos Series 13, Samos Options Entry 4, Samos Options Entry 19, Flip 2003-24L Entry 2 and Flip 2003-24L Entry 7) was investigated using ISSR and SSR molecular markers. In addition, correlation of the data from the molecular markers with morphological and physiological traits, as well as measurements of bruchid infestation, was undertaken using the multiple linear regression method. According to the results, the plants in the organic field outperformed those in the conventional field in terms of yield. The yield was not affected by the intensity of the bruchid infestation. The findings of field and laboratory infestation were similar and confirmed that there is a correlation between seed size and infestation intensity. SSR markers detected higher levels of polymorphism compared to ISSR and were found to be more informative. The results of correlation analysis showed high and very high correlation (positive or negative) between amplified areas of the markers and morphological and physiological measurements as well as measurements of bruchid infestation. In conclusion, the combination of phenotypic evaluation under field conditions and molecular analyses using SSR markers is suggested for finding the genetic identity and evaluating under biotic stresses. The correlation of phenotypic traits with molecular marker data through multiple linear regression plays a significant role towards this direction.