Diversity Assessment and DNA-Based Fingerprinting of Sicilian Hazelnut (Corylus avellana L.) Germplasm

Abstract

The characterization of plant genetic resources is a precondition for genetic improvement and germplasm management. The increasing use of molecular markers for DNA-based genotype signature is crucial for variety identification and traceability in the food supply chain. We collected 75 Sicilian hazelnut accessions from private and public field collections, including widely grown varieties from the Nebrodi Mountains in north east Sicily (Italy). The germplasm was fingerprinted through nine standardized microsatellites (SSR) for hazelnut identification to evaluate the genetic diversity of the collected accessions, validating SSR discrimination power. We identified cases of homonymy and synonymy among acquisitions and the unique profiles. The genetic relationships illustrated by hierarchical clustering, structure, and discriminant analyses revealed a clear distinction between local and commercial varieties. The comparative genetic analysis also showed that the Nebrodi genotypes are significantly different from the Northern Italian, Iberian, and Turkish genotypes. These results highlight the need and urgency to preserve Nebrodi germplasm as a useful and valuable source for traits of interest employable for breeding. Our study demonstrates the usefulness of molecular marker analysis to select a reference germplasm collection of Sicilian hazelnut varieties and to implement certified plants’ production in the supply chain.

Molecular characterization of Turkish hazelnut cultivars and genotypes using SSR markers

“…Within the scope of the study, 15 standard varieties and 46 genotypes were clustered in the group numbered 2.2.2. Fiore et al (2022), in their study conducted with 9 SSR primers in 75 hazelnut genotypes selected from the Sicily region.Authors reported that they distinguished between local genotypes and commercial varieties and that the Nebrodi genotypes examined showed significant differences from Northern Italian, Iberian, and Turkish genotypes.…”

Revealing the genetic diversity of Sumbawa endemic horse using microsatellite-based DNA fingerprint

“…Similarity value was essential for clustering analysis for dendrogram construction (Wangiyana et al 2022). This systematic step has been used recently for genetic diversity studies based on microsatellite DNA fingerprinting (Driskill et al 2022;Fiore et al 2022). This research also applied microsatellite DNA fingerprinting to study horse population genetic diversity.…”

Optimization of the DNA extraction method for hazelnut leaves and SSR markers efficiency evaluation for characterizing the genetic diversity of Corylus avellana L.

“…Уровни средней ожидаемой гетерозиготности (Ho) и средней наблюдаемой гетерозиготности составили 0,54 и 0,26, соответственно, что было ниже, чем в других исследованиях фундука. Например, при изучении 30 образцов фундука из различных районов Италии с 9 локусами SSR средние значения He и Ho составили 0,67 и 0,82, соответственно [15]. Также в аналогичном исследовании, при изучении генетического разнообразия 20 образцов C. avellana уровни He и Ho составили 0,68 и 0,70, соответственно [17].…”

“…В большинстве случаев оценка коллекций, идентификация генотипов, сортов, линий и гибридов основывается на морфологических признаках [27,30], однако число этих признаков ограничено, непостоянно, может зависеть от факторов среды и не всегда позволяет различить близкородственные образцы или сорта. Современные методы на основе молекулярных ДНК-маркеров являются наиболее эффективным инструментом для грамотного пользования геноресурсами, совершенствования сортимента и изучения генетического разнообразия, а также пополнения коллекции донорами новых признаков и дистантными генотипами [15,31].…”

“…Среди различных типов маркеров кодоминантные ядерные микросателлитные SSR (simple sequence repeats) имеют желаемые преимущества для оценки генетических особенностей видов на индивидуальном и популяционном уровнях, таких как специфичность локуса, высокая воспроизводимость, техническая простота и полиморфизм [18,32]. Эти параметры определяют приоритетный выбор SSR-маркеров при идентификации сортов фундука и филогенетическом анализе [16,22], генетическом картировании [7], оценке разнообразия [15,16,34].…”