Research Article

Genetic relationship and diversity among some Moroccan and introduced rapeseed (Brassica napus L.) varieties as revealed by molecular markers^☆

Relation génétique et diversité entre des variétés marocaines et introduites de colza (Brassica napus L.) révélées par des marqueurs moléculaires

¹ Research Unit of Plant Breeding and Plant Genetic Resources Conservation, Regional Agricultural Research Center of Meknes, National Institute of Agricultural Research, Avenue Ennasr, PO. Box 415, 10090 Rabat, Morocco
² Department of Plant Production, National School of Agriculture of Meknes, PO. Box S/40, 50000 Meknes, Morocco

^* Correspondence: jamal.charafi@inra.ma

Received: 26 March 2023
Accepted: 23 July 2023

Abstract

Rapeseed (Brassica napus L.) crop can be a lever for the development of oilseed sector in Morocco due to its adaptation to local conditions and its major economic and food importance. Genetic diversity and selection of valuable crossing parents are the key to successful breeding and improvement of this crop. In this regard, genetic variation within the existing germplasm must be explored and characterized. Therefore, the present study was carried out to investigate the genetic diversity among 22 varieties from Morocco as well as other origins, using twenty ISSR primers. The selected primers have generated a total of 319 markers. Polymorphic amplified bands varied from 8 to18, with an average of 13 per primer. The diversity index (PIC value) ranged from 0.295 to 0.509, with a mean value of 0.37 per primer, indicating a good genetic diversity level for the primers used. The average similarity coefficient was 0.31, fluctuating between 0.176 and 0.456, and the pairwise comparison of the studied varieties showed a great discriminating power of primers and a large genetic diversity among accessions. A total of eight ISSR primers could be identified as key to rapeseed varietal determination. Hierarchical classification allowed identifying three groups with some phylogeographic structuring. This is the first report of molecular characterization of rapeseed germplasm in Morocco and Africa. The obtained results have important implications for management of this germplasm to conserve the existing genetic diversity and use it properly in breeding programs in Morocco as well as in other Mediterranean and African countries.

Résumé

La culture du colza (Brassica napus L.) peut être un levier pour le développement de la filière oléagineuse au Maroc en raison de son adaptation aux conditions locales et de son importance économique et alimentaire majeure. La sélection est la clé du succès de cette culture et le choix judicieux des parents de croisement est une condition préalable à la réussite du programme de sélection et au développement de nouvelles variétés plus performantes que les anciennes. À cet égard, la variation génétique au sein du matériel génétique existant doit être explorée et caractérisée. Par conséquent, la présente étude a été réalisée pour étudier la diversité génétique parmi 22 variétés du Maroc ainsi que d’autres origines, en utilisant vingt amorces ISSR. Les bandes polymorphes amplifiées variaient de 8 à 18, avec une moyenne de 13 par amorce. L’indice de diversité (PIC) variait de 0,295 à 0,509, avec une valeur moyenne de 0,37 par amorce, indiquant un bon niveau de diversité génétique pour les amorces utilisées. Le coefficient de similarité moyen était de 0,31, fluctuant entre 0,176 et 0,456, et la comparaison par paires des variétés étudiées a montré un grand pouvoir discriminant des amorces et une grande diversité génétique entre les accessions. Huit amorces ISSR ont pu être identifiées comme clé de détermination variétale chez le colza. La classification hiérarchique a permis d’identifier trois groupes avec une certaine structuration phylogéographique. Il s’agit du premier rapport de caractérisation moléculaire du germoplasme de colza au Maroc et en Afrique. Les résultats obtenus ont des implications importantes pour la gestion de ce matériel génétique afin de conserver la diversité génétique existante et de l’utiliser correctement dans les programmes de sélection au Maroc ainsi que dans d’autres pays méditerranéens et africains.