title: Differentiation of 24 chickpea cultivars by targeting microsatellites and single nucleotide polymorphisms using high resolution melting analysis
Creators: name: Niederkofler, Isabel
Publisher: name: :none
Year: 2024

description: Der Anbau von Kichererbsen wird mit dem fortschreitenden Klimawandel immer interessanter, da Kichererbsen in wärmeren Umgebungen besser wachsen und weniger empfindlich gegenüber Wasserknappheit sind. Zusätzlich sind Kichererbsen eine gute Proteinquelle, enthalten lösliche und unlösliche Ballaststoffe, weisen einen niedrigen Fett- und Natriumgehalt auf und enthalten kein Cholesterin. Mit dem steigenden Trend zu veganen Produkten und Fleischalternativen werden Lebensmittel mit Kichererbsen in europäischen Supermärkten immer beliebter. Diese Studie zielte darauf ab, 24 Kichererbsensorten, die den drei Typen Desi, Kabuli und Gulabi angehören, zu differenzieren, wobei die meisten aus Europa stammen. Abgesehen von den visuellen Unterschieden zwischen Desi, Kabuli und Gulabi ist keine morphologische Unterscheidung zwischen den Sorten innerhalb eines dieser drei Typen möglich. Wir entwickelten DNA-basierte Assays beruhend auf der Polymerase-Kettenreaktion (PCR), um Kichererbsen-DNA mit Mikrosatelliten oder Einzelnukleotid-Polymorphismen (SNPs) zu amplifizieren, gefolgt von einer hochauflösenden Schmelzkurvenanalyse (HRM-analysis). Mehrere Primerpaare, die auf spezifische Mikrosatelliten im Kichererbsengenom abzielen, wurden aus der Literatur ausgewählt, durchliefen mehrere in silico Tests und 20 Primerpaare wurden im Labor getestet. Mit einem einzelnen Primerpaar können die meisten der 24 Sorten unterschieden werden. Allerdings können die meisten der verbleibenden Sorten mit anderen Primerpaaren differenziert werden. Für SNPs wurden Primerpaare neu entworfen. Mit dem Ziel, komplexere Schmelzkurven zu erhalten, versuchten wir, mehrere SNPs mit ein und demselben Primerpaar zu erfassen. Nah beieinanderliegende SNPs und deren umliegende Basen wurden mithilfe der Literatur identifiziert. Neun Primerpaare bestanden die in silico Tests und wurden im Labor getestet. Um mehr Einblick in die Schmelzkurven zu erhalten, wurden die Amplikons mit SNPs sequenziert. Ähnlich wie bei den Assays, die auf Mikrosatelliten abzielen, unterschied ein Primerpaar die Mehrheit der 24 Sorten und die meisten der verbleibenden Proben werden durch andere getestete Primerpaare differenziert. Durch die Kombination der Ergebnisse beider Typen von molekularen Markern können alle Sorten außer vier Paare differenziert werden.
description: Cultivation of chickpeas is becoming more interesting with the progressing climate change, as chickpeas grow better in a warmer environment and are less sensitive to water limitations. Additionally, chickpeas provide a good source of protein and soluble and insoluble fibers, show a low content of fat and sodium, and contain no cholesterol. With the rising trend of vegan products and meat alternatives, food containing chickpeas becomes more popular in European supermarkets. This study aimed to differentiate 24 chickpea cultivars belonging to the three types desi, kabuli and gulabi, most of them originating from Europe. Apart from the visual differences between desi, kabuli and gulabi, no morphological distinction is possible among cultivars belonging to one of these three types. We developed DNA-based assays including polymerase chain reaction (PCR) to amplify chickpea DNA containing microsatellites or single nucleotide polymorphisms (SNPs), followed by high resolution melting (HRM) analysis. Multiple primer pairs targeting specific microsatellites in the chickpea genome were chosen from literature, sorted out with multiple in-silico tests, and 20 primer pairs were tested in the lab. With one singular primer pair most of the 24 cultivars can be distinguished. However, most of the remaining cultivars can be differentiated with other primer pairs. For SNPs, primer pairs were newly designed. With the aim to obtain more complex melt curves, we tried to target multiple SNPs with one and the same primer pair. The locations of SNPs being in close vicinity and their surrounding bases were identified with the help of literature. Nine primer pairs passed the in silico tests and were tested in the lab. To gain more insight into the melting curves, the amplicons containing SNPs were sequenced. Similar to the assays targeting microsatellites, one primer pair distinguished the majority of the 24 cultivars and most of the remaining samples are complemented by other tested primer pairs. By combining the results of both types of molecular markers all cultivars except four pairs can be differentiated.