Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2023.

Bibliography: pages 83-97.

Stevia rebaudiana Betroni belongs to the family Asteraceae inhabiting the semi-humid
and sub-tropical climates. Many countries depend on stevia as the main source of
sweeteners. In Egypt, the gap (0.843 million tons) between sugar production (1.757
million tons) and consumption (2.6 million tons) is threatening the economy. To help raft
the gap of sugar production in Egypt, steviol glycosides (such as stevioside and
rebaudioside-A), which were estimated as 300 times sweeter in taste than table sugar, were
sought as resolution. Therefore,the main objective of current study is to genetically
characterize the main germplasm of stevia in Egypt. Potentially expressed regions of stevia
genes represented by seven start codon targeted (SCoT) markers were studied in each
germline. A total of 106 SCoT amplicons were characterized into monomorphic (26.4%)
and polymorphic (73.6%) markers. Amongst, 26 and 12 were observed as uniquely
positive and negative amplicons; respectively. The high performance liquid
chromatography (HPLC)-UV technique was used to measure the different levels of steviol
glycosides. The germline Sponti showed the highest percentage of stevioside (4.10%),
while the germline China1 showed the lowest percentage (2.50%). While, the germline
High Sugar showed the highest percentage of rebaudioside-A (6.18%), and the germline
ShouA3-2 showed the lowest percentage (3.16%). Using bioinformatics tools, the
conserved regions of UGT76G1 gene was isolated and characterized. The sequence-based
phylogenic tree concluded that the Shou2 germline may have a distant/different ancestor.
Also, the effects of salinity and osmotic stress caused by different concentration of NaCl
(0, 50, 100and 200 mM) on morphological traits, genes expression under in vitro
conditions has been investigated. The morphological traits such as leaves numbers, root
numbers, branches number, plant length and root length after 30 days were evaluated.
With increasing salinity, the values of all studied morphological traits remarkably
decreased. To investigate the expression of UGT76G1 gene that is mainly involved in the
synthesis of SGs, semi quantitative RT-PCR was done which resulted in over expression
of the gene in the presence of salt compared to control . The current study is congruent
with other studies to understand the genetics of stevia as a future economical crop for
sugar production in Egypt.

ينتمي نبات الإستيفيا stevia rebaudiana Betroni إلى عائلة Asteraceae التي تعيش في المناخات شبه الرطبة وشبه الاستوائية. تعتمد العديد من البلدان على ستيفيا كمصدر رئيسي للتحلية. في مصر ، تهدد الفجوة (0.843 مليون طن) بين إنتاج السكر (1.757 مليون طن) والاستهلاك (2.6 مليون طن) الاقتصاد المحلي . للمساعدة في سد فجوة إنتاج السكر في مصر ، تم البحث عن بدائل مثل ستيفيول جليكوسيدات (مثل ستيفيوسيد وريبوديوسايد-أ) ، والتي قُدرت بأنها أكثر حلاوة 300 مرة من سكر المائدة. لذلك كان الهدف الرئيسي من الدراسة الحالية هو التوصيف الوراثي للاصناف الرئيسية للإستيفيا في مصر. تمت دراسة المناطق المعبر عنها من جينات ستيفيا الممثلة بسبعة واسمات مستهدفة من بادئات (SCoT) في كل صنف. تم تمييز مجموعه من SCoT amplicons بإجمالي 106 amplicons منها 26و 12 أحادية المظاهر الوراثية (26.4٪) ومتعددة المظاهر الوراثية (73.6٪) ؛ على التوالى. تم استخدام تقنية ال HPLC لقياس المستويات المختلفة من ال Steviol glycosides جليكوسيدات ستيفيول. أظهرصنف Sponti أعلى نسبة من ال Stevioside (4.10% (، بينما أظهرChina1 أقل نسبة (2.50٪). أظهر صنف High sugar أعلى نسبة من Rebaudioside-A (6.18%،) بينما أظهرالصنف ShouA3-2 أقل نسبة (3.16٪). اوضحت شجرة النشوء والتطور pylogenetic tree القائمة على التسلسل إلى أن الصنف Shou2 قد يكون لها سلف بعيد / مختلف. تم عزل وتمييز المناطق المحفوظة conserved regions من جين ال UGT76G1عن طريق استخدام أدوات المعلوماتية الحيوية . كما تم دراسة تأثير الملوحة الناتج عن اختلاف تركيز كلوريد الصوديوم (0 ، 50 ، 100 و 200 ملي مولار) على الصفات الشكلية والتعبير الجيني تحت الظروف المختبرية. تم تقييم الصفات المورفولوجية مثل عدد الأوراق وعدد الجذور وعدد الأفرع وطول النبات وطول الجذر بعد 30 يومًا من زيادة معملات الملوحة ، انخفضت قيم جميع الصفات المورفولوجية المدروسة بشكل ملحوظ. للتحقيق في التعبير عن الجين UGT76G1 الذي يشارك بشكل رئيسي في تخليق SGs ، تم إجراء RT-PCR Semi Quantitative لدراسة التعبير الجينى في وجود الملح مقارنة بغيابه. تتوافق الدراسة الحالية مع دراسات أخرى لفهم وراثة نبات الإستيفيا كمحصول اقتصادي مستقبلي لإنتاج السكر في مصر

Issued also as CD

Text in English and abstract in Arabic & English.