Evaluation of Irradiated Okra based on Agronomical Traits and RAPD Markers

Document Type : Original Article

Abstract

This study was conducted on three inbred lines of okra Abelmoschus esculents (C8, C9 and Cr) obtained from the Horticultural Research Institute, Agricultural Research Center. Seeds were irradiated with gamma rays at doses 10, 20 and 30 Kr. This study aimed to evaluate the effect of ionizing radiation on molecular and phenotypic levels, using RAPD six out of 19 RAPD primers were succeeded in generating reproducible polymorphic amplicons among all irradiated plants and their control on each inbred line. All irradiated plants of soaked seeds showed the highest unique markers (21) compared with irradiated dry seeds which showed 11 unique markers. This indicated that gamma irradiation was effective for inducing higher rate of mutations in the soaked seeds. On the other hand, C8 gave the highest number of unique markers (10 negative and 4 positive). While, C9 displayed the highest percent of polymorphic amplicons (81.4%) and it was the only genotype which increased in number of complementary sites with RAPD primers by irradiation treatments. Furthermore, other genotypes decreased in number of complementary sites with RAPD primers by treatments. Moreover, the correlation between molecular and phenotypic distances was positive and highly significant (r= 0.645) in Cr only, which may be explained that 73.3% for Cr of amplicons were polymorphic from the genome areas which coded for studied traits. So, it is possible to reliance on the unique markers for this inbred line as markers assisted selection for the improved traits due to irradiation. In addition, Cr was the best in response to genetic improvement % by irradiation, especially 20/S treatment which led to significant improvement of yield and some of it’s component traits. The improvement percent, ranged from 21.4 to 152.0 % for number of leaves per plant (Nl/p(, number of fruits/plant (Nf/p), number of seeds per pod (Ns/pod) and fruit yield per plant (FY/p) traits, was highly expected to be associated with four molecular markers. These markers were three negative and one positive (485bp targeted by OP-A02 primer), which could be used as markers assisted selection to improve yield and its components in breeding programs and improvement of okra. 

Keywords

Main Subjects


Article Title [العربیة]

تقییم البامیة المعاملة بالاشعاع بناءً علی الصفات المحصولیة وواسمات RAPD

Abstract [العربیة]

أجریت هذه الدراسة على ثلاثة سلالات مرباه داخلیاً من البامیة هی  C8 ، C9 ، Cr  والتی تم الحصول علیها من معهد بحوث البساتین ـ مرکز البحوث الزراعیة. تم تقسیم بذور هذه السلالات إلى مجموعتین (مجموعة جافة وأخرى منقوعة). حیث هذه المجموعات تم تعریضها لأشعة جاما بجرعات متدرجة 10 و 20 و 30 کیلو راد وذلک بهدف تقییم تأثیر الإشعاع على المستوى الجزیئی والمظهری بواسطة تقنیة RAPD ومن خلال تقدیر 17 صفة على النباتات الفردیة المشععة بالمقارنة مع الکنترول (النباتات غیر المعاملة). وقد نجح ستة من 19 بادئ فی استهداف تضاعف تتابعات من الجینوم تباینت بین جمیع المعاملات والکنترول فی کل سلالة. جمیع معاملات التشعیع للبذور المنقوعة کانت هی الأعلى فی إظهار واسمات جزیئیة متفردة (بواقع 21 واسمة) مقارنةً بجمیع معاملات الإشعاع للبذور الجافة والتی أعطت 11 واسمة جزیئیة متفردة. هذا یدل على أن أشعة جاما کانت أداة فعالة فی استحداث الطفرات وخاصة مع معاملة النقع. من ناحیة أخرى أعطت السلالة C8 أعلى عدد من الواسمات الجزیئیة المتفردة بواقع 14 واسمة (10 سلبیة و 4 إیجابیة). فی حین أظهرت السلالة C9 أعلى نسبة تباین حزم بواقع 81.4٪ حیث کان الترکیب الوراثی الوحید الذی ازدادت فیه عدد التتابعات المتکاملة مع بوادئ RAPD المستخدمة بتأثیر معاملات التشعیع المختلفة، فی حین انخفضت التراکیب الوراثیة الأخرى فی عدد التتابعات المتکاملة مع بوادئ RAPD بتأثیر معاملات التشعیع المختلفة. علاوة على ذلک، کانت علاقة الارتباط بین المسافات الجزیئیة والمظهریة موجبة وعالیة المعنویة (r = 0.645) فی السلالة Cr فقط ، مما یوضح أن نسبة تباین الحزم فی هذا السلالة (73.3٪ ) ربما تکون من تتابعات الجینوم المشفرة للصفات المدروسة. هذا یشیر  إلى إمکانیة الاعتماد على الواسمات الجزیئیة لهذه السلالة کعلامات جزیئیة تساعد على الانتخاب للصفات المحسنة نتیجة التشعیع. بالإضافة إلى ذلک ، کانت السلالة Cr الأفضل استجابةً للتحسن الوراثی بواسطة معاملات التشعیع، خاصة المعاملة 20 کیلو راد للبذور المنقوعة والتی أدت إلى تحسن کبیر فی صفة المحصول وبعض صفات مکوناته. حیث تراوحت نسب التحسین بین 21.4 و 152.0٪  لصفات عدد الأوراق وعدد الثمار (القرون) بالنبات وعدد البذور بالقرن ومحصول النبات بالکیلو جرام ، والتی یفترض بشکل کبیر أن تکون مرتبطة مع أربع واسمات جزیئیة ثلاثة منها کانت سالبة وواحدة منها کانت موجبة ]حجمها الجزیئی 485 زوج من النیوکلیوتیدات وتم استهدفها بالبادئ (OP-A02)[  .هذه الواسمات یمکن استخدامها کعلامات جزیئیة تساعد على الانتخاب لتحسین صفة أو أکثر من صفات المحصول ومکوناته باستعمال هذا الترکیب الوراثی فی برامج التربیة والتحسین فی البامیة.

Keywords [العربیة]

  • البامية
  • أشعة غاما
  • رابد
  • المسافة الجزيئية
  • المسافة النمطية