Description and analysis of genetic diversity among squash accessions

Abstract

In this work, the part of the squash core collection, maintained in the Greek Gene Bank, was assessed using the morphological and molecular data. Sixteen incompletely classified accessions of the squash were characterized along with an evaluation of their resistance against two isolates of Fusarium oxysporum. A molecular analysis using Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD) markers was also performed, revealing high level of polymorphism. To study the genetic diversity among the squash accessions, a clustering procedure using Unweighed Pair Group Method and Arithmetic Average (UPGMA) algorithm was also adopted. Two independent dendrograms, one for the morphophysiological and one for molecular data were obtained, classifying the accessions into two and three main clusters, respectively. Despite the different number of the clusters there were many similarities between these two dendrograms, and a third dendrogram resulting from their combination was also produced, based on Gower's distance and UPGMA clustering algorithm. In order to determine the optimal number of clusters, the upper tail approach was applied. The more reliable clustering of the accessions was accomplished using RAPD markers as well as the combination of the two different data sets, classifying the accessions into three significantly different groups. These groups corresponded to the three different cultivated species of C. maxima Duch., C. moschata Duch., and C. pepo L. The same results were also obtained using Principal Component Analysis.A abobrinha de inverno compõe um cultivo agrícola com valor econômico determinado exercendo, no entanto, um papel importante em zonas caracterizadas por um cultivo menos intensivo. Na Grécia, o cultivo da abobrinha se baseia, principalmente, em variedades locais conservadas a muitos anos por agricultores locais. Uma parte do cultivo nuclear da abobrinha, que é conservada pelo Banco Grego de Genes, foi melhorada utilizando-se dados morfológicos e moleculares, especialmente dezesseis cultivos de abobrinha classificados incompletamente, que foram diferenciados apenas com base em características morfológicas, em relação a uma avaliação à resistência contra o Fusarium Oxysporum, em dois isolamentos. Foi realizada uma análise molecular utilizando DNA Polimórficos Casual Amplificados índices (RAPDs), revelando um alto nível de polimorfismo. Para estudar a diversidade genética entre a coleção de abobrinhas, um procedimento de agrupamento foi realizado usando-se o algoritmo U.P.G.M.A. Dois dendrogramas independentes, um morfofisiológico e outro para dados moleculares, foram coletados, classificando as coleções em dois e três grupos básicos, respectivamente. Apesar do número diferente dos grupos, foram introduzidas muitas semelhanças entre os dois dendrogramas e um terceiro dendrograma foi produzido como resultado da combinação dos dois primeiros, baseado na distância de Gower e no algoritmo de agrupamento U.P.G.M.A. Para determinar o número ótimo dos grupos, a aproximação "upper tail" foi aplicada. O grupo mais aceitável das coleções foi conseguido usando-se índices RAPD, assim como a combinação dos dois grupos de dados diferentes, classificando as coleções em três grupos consideravelmente diferentes. Os grupos que correspondem às três espécies cultivadas diferentemente, que correspondem às três espécies cultivadas diferentemente por C.máxima Duch., C.moschata Duch. e C. pepo L. além disso, os mesmos resultados foram conseguidos usando-se a "Principal Component Analysis".

Keywords

• Cluster analysis
• Gower's distance
• morphophysiological characteristics
• Principal Component Analysis
• RAPD markers
• winter squash