Genetic Diversity Analysis of Maize Hybrids Through Morphological Traits and Simple Sequence Repeat Markers

مقايسه روش‌هاي مختلف تخمين تنوع ژنتيكي مي‌تواند سودمندي آنها در برنامه‌هاي اصلاح نباتات را تعيين كند. در اين تحقيق از 18 صفت مورفولوژيكي و 20 جايگاه توالي تكراري ساده (SSR) براي مطالعه تنوع ژنتيكي و مورفولوژيكي بين 20 هيبريد ذرت انتخاب شده از كشورهاي مختلف و دسته‌بندي هيبريدها بر اساس پروفايل‌هاي مولكولي و صفات مورفولوژيكي استفاده شد. براي جمع‌آوري داده‌هاي مورفولوژيكي، يك آزمايش مزرعه‌اي در قالب طرح بلوك كامل تصادفي با سه تكرار در مغان، اردبيل، ايران انجام شد. بيشترين مقدار ضرايب ژنتيكي تنوع در فاصله زماني گل تاجي تا كاكل و سپس در عملكرد دانه، ميزان كلروفيل برگ، تعداد رديف دانه و ارتفاع بلال مشاهده شد. تعداد كل محصولات واكنش زنجيره‌اي پليمراز 84 باند بوده و همه آنها چندشكل بودند. در ميان آغازگرهاي مطالعه شده، NC009، BNLG1108، BNLG1194، PHI026 و PHI057 حداكثر محتواي اطلاعات چندشكلي (PIC) و بيشترين تنوع را نشان دادند. براي تعيين روابط ژنتيكي ميان هيبريدهاي ذرت، تجزيه و تحليل خوشه‌اي بر اساس صفات مورفولوژيكي (با استفاده از روش Ward) و نشانگرهاي SSR (با روش CLINK) انجام شد. تجزيه و تحليل خوشه‌اي صفات مورفولوژيكي هيبريدهاي ذرت را به پنج گروه تقسيم كرد. بر اساس نشانگرهاي SSR اين هيبريدها در 7 گروه دسته‌بندي شدند. تجزيه و تحليل مختصات اصلي (PCoA) ماتريس شباهت حاصل از داده‌هاي SSR نشان داد كه 15 مولفه اول 21/97 درصد كل واريانس بين هيبريدها را تبيين مي كنند، درحاليكه دو مولفه اول تنها 14/33 درصد كل واريانس را تبيين مي‌كنند. بطور كلي، نتايج نشان داد كه نشانگرهاي SSR نسبت به صفات مورفولوژيكي ازكارايي بيشتري براي دسته‌بندي هيبريدهاي ذرت خويشاوندبرخوردار مي‌باشند.

Comparing different methods of estimating the genetic diversity could define their usefulness in plant breeding programs. In this study, a total of 18 morphological traits and 20 simple sequence repeat (SSR) loci were used to study the morphological and geneticdiversity among 20 maizehybrids selected from different countries, andtoclassifythehybridsintogroups basedonmolecularprofilesandmorphologicaltraits. To collect morphological data, a field experiment was carried out using an RBCD design with three replications in Moghan, Ardabil, Iran. The highest estimates for genetic coefficients of variation were observed in anthesis-silking interval, followed by grain yields, leaf chlorophyll rates, kernel row numbers, and ear heights. The total number of PCR-amplified products was 84 bands, all of which were polymorphic. Among the studied primers, NC009, BNLG1108, BNLG1194, PHI026 and PHI057 showed the maximum polymorphism information content (PIC) and the greatest diversity. To determine the genetic relationship among maize hybrids, the cluster analysis was performed based on both morphological traits (using the Ward method) and SSR markers (using the CLINK method). The cluster analysis of morphological traits divided the maize hybrids into five groups. Furthermore, Maize hybrids were divided into seven main groups based on SSR markers. Principal coordinate analysis (PCoA) of a similarity matrix of hybrids for SSR data showed that the first 15coordinates explained 97.21 % of thetotal variance, whereas the first two coordinates explained only 33.14% of the total variance. Generally,results indicated that SSR markers were able to classify closely related maize hybrids more efficiently than morphological traits.