Research Article

Assessment of genetic diversity in Moroccan sesame (Sesamum indicum) using ISSR molecular markers

Évaluation de la diversité génétique du sésame marocain (Sesamum indicum) à travers l’utilisation de marqueurs moléculaires ISSR

¹ National Institute of Agronomic Research, Regional Agronomic Research Center, Meknès, Morocco
² Department of Biology, Faculty of Science and Technics, Sultan Moulay Slimane University, Béni Mellal, Morocco

^* Correspondence: abdelghani.nabloussi@gmail.com

Received: 17 June 2020
Accepted: 7 December 2020

Abstract

There is a need for sesame (Sesamum indicum L.) breeding in Morocco to release performant and adapted varieties, which requires a large genetic variability in the germplasm to be used. In this context, genetic diversity of sesame populations from different locations in Tadla area was investigated using ISSR (Inter Sequence Simple Repeats) markers as a simple method to reveal polymorphism among them. A total of 130 individuals representing 31 populations were sampled. Twenty-four ISSR primers were used for analysis of individuals representing the 31 different sesame populations grown in different agroclimatic zones of Tadla, accounting for 90% of sesame cultivation area in Morocco. Indeed, seven primers showed legible and reproducible genomic profiles with an interesting number of bands. A total of 57 bands were obtained with ISSR primers, of which 47 were polymorphic. PIC (Polymorphic Information Content) ranged from 0.002 to 0.350, showing that ISSR markers are informative and relevant for discriminating the populations evaluated. The similarity coefficient of ISSR data ranged from 0.509 to 1, with an average of 0.870. The results obtained showed that Moroccan sesame populations are characterized by a low genetic diversity, suggesting a genetic proximity among them. Therefore, new germplasm should be either introduced from diverse geographical origins or created through mutagenesis breeding in order to broaden the existing genetic variability.

Résumé

Au Maroc, il y a un besoin en amélioration génétique du sésame (Sesamum indicum L.) pour développer des variétés performantes et adaptées, ce qui nécessite une grande variabilité génétique dans le germoplasme de cette culture. Dans ce contexte, la diversité génétique des populations de sésame de différentes localités de la zone du Tadla a été étudiée en utilisant les marqueurs ISSR (Inter Sequence Simple Repeats) comme méthode simple pour révéler le polymorphisme entre elles. Un total de 130 individus représentant 31 populations a été échantillonné. Vingt-quatre amorces ISSR ont été utilisées pour l’analyse d’individus représentant les 31 différentes populations de sésame cultivées dans différentes zones agroclimatiques du Tadla qui totalise 90 % de la superficie globale du sésame au Maroc. Sept amorces ont montré des profils génomiques lisibles et reproductibles avec un nombre intéressant de bandes. En effet, 57 bandes ont été obtenues avec les amorces ISSR, dont 47 étaient polymorphes. L’indice de polymorphisme (PIC) varie de 0,002 à 0,350, montrant que les marqueurs ISSR sont informatifs et pertinents pour discriminer les populations évaluées. Le coefficient de similarité des données ISSR varie de 0,509 à 1, avec une moyenne de 0,870. Les résultats obtenus ont montré que les populations marocaines de sésame sont caractérisées par une faible diversité génétique, suggérant une proximité génétique entre elles. Par conséquent, un nouveau matériel génétique devrait être soit introduit de différentes origines géographiques, soit développé par mutagenèse, afin d’élargir la variabilité génétique existante.