Genetic and Morphological Characterization of Grapevines in Hebron District

Abstract

Morphological and genetic studies were carried out on grape (Vitisvinifera) accessions in Hebron district (Dura, Hebron, Halhul, and Al Arrub). The morphological study was designed to characterize and describe some ampelographic characters for woody shoots, leaves, and clusters for five grapevines cultivars (Zane, Dapougy, Betuny, Shame, and Halawany) grown in the same field in Halhul. The five cultivars were showed a high variability in many ampelographic characters,such as color of upper side of blade, shape of blade, degree of opening overlapping of petiole sinus, berry shape, berry skin color, distribution of anthocyanin coloration on prostrate hairs of young shoot tip, and density of prostrate hairs on tip of young shoot. Also there were common ampelographiccharacters between the five cultivars such as structure of surface of woody shoot, teeth in petiole sinus of mature leaf, and petiole sinus limited by veins in mature leaf. The highest approximate similarity percentage was 69.7% between Zane and Dapougy cultivars, and 63.6% between Shame and Dapougy cultivars. The lowest similarity values were 48.5% between Betuny and Zane, Halawany and Zane, and Shame and Zane combinations of cultivars. Genetic characterization was carried out on 28 grape accessions from Dura, Hebron, Halhul, and Al Arrub by using 8 SSR markers (VVMD27, SCU05VV, SCU08VV, SCU11VV, SCU15VV, VMC8A7, VRZAG62, and VRZAG79). High genetic diversity is evident between unlike grape accessions, whereas high similarity is evident between identical grape accessions, with the greatest shared allele distance (d) detected is 1.00, and the smallest is 0.2; the polymorphic percent of 100% indicates the high performance and accuracy of SSR markers. High similarity between Zane and Dapougyin the morphological characters also related with rapprochement between these cultivars at the molecular level, as it is clear in the dendrogram. Taking into account that there are no big differences in various environmental factors betweenthe four locations (Dura, Hebron, Halhul, and Al Arrub), the genetic characterization proves to be accurate to distinguish between the assessed 28 grape accessions. Based on the obtained results, there is an urgent need in reconsidering of the naming of some grape accessions. Moreover, fingerprinting techniques should be utilized for characterization of all grapevine varieties in Hebron district by competent scientific institution, since grape is a very important economic crop in Hebron district.

الملخص باللغة العربية التشخيص الجيني والشكلي لأصناف العنب Vitis)) في منطقة الخليل تمت دراسة عدة أصناف من نبات العنب في أربع مناطق من محافظة الخليل وهي دورا, الخليل, حلحول, العروب . تشمل الدراسة قسمين: (1) دراسة الصفات الشكلية لخمسة أصناف عنب في منطقة حلحول باستخدام قائمة صفات شكلية للعنب (OIV, 2001) وهذه الأصناف هي الزيني, البيتوني, الحلواني, الدابوقي, و الشامي. (2) التشخيص الوراثي لثمانية وعشرون من أصناف مختلفة للعنب من الأربع مناطق المذكورة سابقا. تم التشخيص الشكلي على ثلاثة مراحل وهي: مرحلة الأغصان الخشبية في فصل الشتاء, ومرحلة الأوراق الصغيرة والناضجة في فترة الربيع وبداية الصيف, ومرحلة القطوف الناضجة أيضا في الصيف. وقد أظهرت الدراسة اختلاف في بعض الصفات الشكلية بين الخمسة أصناف مثل شكل الورقة, لون سطح الورقة, شكل الثمرة, لون الثمرة. وأيضا ظهرت صفات كثيرة مشتركة بين الخمسة أصناف. وكانت أعلى نسبة تشابه حوالي 69.7%بين صنفي الزيني والدابوقي. التشخيص الوراثي تم قياسه باستخدام بادئات SSRs) ) وكانت نتائج هذه الاختبارات على شكل شجرة قرابة لثمانية وعشرون عينة عنب . وقد أظهرت نتائج جدول التشابه مسافة قليلة جدا بين عينات العنب التي تشكل نفس الصنف وكانت أقل مسافة مسجلة d=0.2)), وأيضا كانت أعلى مسافة (d=1)بين الأصناف المختلفة, وهذا يدل على التنوع الجيني في أصناف العنب في هذه المنطقة. استنادا الى النتائج التي تم الحصول عليها, هناك حاجة ملحة لأعادة النظر في تسمية بعض أصناف العنب, علاوة على ذلك ينبغي استخدام تقنيات البصمة الوراثية لتوصيف جميع أصناف الكرمة في محافظة الخليل من قبل مؤسسة علمية مختصة لأن العنب هو محصول اقتصادي مهم جدا في منطقة الخليل. استخدام الصفات الشكلية بالإضافة الى البصمة الوراثية أعطت نتائج واضحة ومتكاملة أكثر من استخدام كل طريقة على حدة.