Application of SSR markers for assessment of genetic differentiation of silver fir (Abies alba Mill.) originating from Javor mountain

Abstract

The process of plant breeding and conservation of gene pool among other things depends on the knowledge of the level of genetic differentiation. The aim of research in this paper was to determine the genetic differentiation of silver fir (Abies albaMill.) populations of regular type and atypical genotypes with pyramidal crown that can be found on Javor mountain, at the site Ogorijevac. The genetic differentiation of silver fir was determined using SSR (Simple Sequence Repeat) markers. Nine SSR pairs of primers gave 29 alleles, while the average number of alleles was 3.2. The primer NFH15 gave the smallest number of alleles (two), while the primer SF78 gave the greatest number of alleles (five). Dice coefficient of the genetic similarity was used to obtain a dendrogram by UPMGA analysis using NTSYSpc statistical program. The genetic similarity recorded among the individuals P1 and P2 was the largest (0.89), while the populations VI and individual P2 showed the lowest similarity (0.61).Based on the cluster analysis it canbe concluded that the studied populations and genotypes of silver fir with different types of crown are clearly differentiated. The basic insight into the level of the genetic diversity of the natural populations of silver fir with the various types of crown has been provided using selected SSR markers. The obtained results can be used for creating further strategy for the conservation of the available gene pool and the regeneration of silver fir forests in Serbia.

Proces oplemenjivanja biljaka i konzervacije genofonda između ostalog, zavisi i od poznavanja stepena genetičke diferencijacije. Cilj istraživanja u ovom radu bio je da se utvrdi genetička diferencijacija populacija jele (Abies alba Mill.)normalanog tipa i atipičnih genotipova piramidalanog tipa krošnje, koje se javljaju na planini Javor, na lokalitetu Ogorijevac. Genetička sličnost odnosno različitost jele određena je upotrebom SSR (Simple Sequence Repeat) markera. Devet SSR pari prajmera dalo je ukupno 29 alela, dok je prosečan broj alela bio 3,2. Prajmer NFH15 dao je najmanji broj alela (dva), dok je prajmer SF78 bio sa najvećim brojem alela (pet). Najviša vrednost koeficijenta genetičke sličnosti utvrđena je između genotipova P1 i P2 (0,89), dok je najniža vrednost koeficijenta genetičke sličnosti utvrđena između populacije VI i genotipa P2 (0,61).Koeficijenti genetičke sličnosti po Dice, upotrebljeni su za dobijanje dendrograma pomoću UPMGA analize, koristeći NTSYSpc statistički program. Na osnovu klaster analize može se zaključiti da su istraživane populacije i genotipovi jele sa različitim tipom krošnje jasno izdiferencirani. Upotrebom izabranih SSR markera dat je osnovni uvid u nivo genetičke raznovrsnosti prirodnih populacija jele različitog tipa krošnje. Dobijeni rezultati mogu poslužiti u budućoj strategiji na konzervaciji raspoloživog genofonda i obnavljanju jelovih šuma u Srbiji.