Published April 5, 2024 | Version v1
Publication Open

Comparative studies of four cumin landraces grown in Egypt

Creators

  • 1. Agricultural Research Center
  • 2. Ain Shams University
  • 3. University of Life Sciences in Lublin
  • 4. Alexandria University

Description

Abstract One of the significant aromatic plants applied in food and pharma is cumin. Despite its massive trading in Egypt, there are no comprehensive reports on cumin landraces profile screening. This study aimed to investigate the variation in seeds' physical and biochemical profiles and genetic diversity as well as assess the efficiency of seeds' germination under salinity stress. Consequently, during the 2020/2021 growing season, four common cumin seed landraces were gathered from various agro-climatic regions: El Gharbia, El Menia, Assiut, and Qena. Results showed a significant variation in physical profile among the four seeds of landraces. In addition, Assiut had the highest percentage of essential oil at 8.04%, whilst Qena had the largest amount of cumin aldehyde, the primary essential oil component, at 25.19%. Lauric acid was found to be the predominant fatty acid (54.78 to 62.73%). According to ISSR amplification, El Menia presented a negative unique band, whereas other landraces offered a positive band. Additionally, the cumin genotypes were separated into two clusters by the dendrogram, with El Gharbia being located in an entirely separate cluster. There were two sub-clusters within the other cluster: El Menia in one and Assiut and Qena in the other. Moreover, the germination sensitivity to the diverse salinity concentrations (control, 4, 8, 12, and 16 dS/m) findings showed that landraces exhibited varying responses to increased salinity when El Gharbia and El Menia showed a moderate response at four dS/m. Whilst, Qena landraces showed supreme values among other landraces under 12 and 16 dS/m. The majority of the examined features had strong positive associations over a range of salinity levels, according to phenotypic correlation coefficient analysis. To accomplish the aims of sustainable agriculture in Egypt, it would be imperative that the potential breeding program for cumin landraces consider this screening study.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الملخص أحد النباتات العطرية الهامة المستخدمة في الأغذية والأدوية هو الكمون. على الرغم من تداولها الضخم في مصر، لا توجد تقارير شاملة عن فحص ملف تعريف السلالات البرية للكمون. هدفت هذه الدراسة إلى التحقيق في التباين في الملامح الفيزيائية والبيوكيميائية للبذور والتنوع الجيني وكذلك تقييم كفاءة إنبات البذور تحت ضغط الملوحة. وبالتالي، خلال موسم النمو 2020/2021، تم جمع أربع سلالات بذرة كمون مشتركة من مناطق مناخية زراعية مختلفة: الغربية والمنيا وأسيوط وقنا. أظهرت النتائج تباينًا كبيرًا في المظهر المادي بين البذور الأربعة للأعراق البرية. بالإضافة إلى ذلك، امتلكت أسيوط أعلى نسبة من الزيوت العطرية بنسبة 8.04 ٪، في حين امتلكت قنا أكبر كمية من ألدهيد الكمون، المكون الأساسي للزيوت العطرية، بنسبة 25.19 ٪. وجد أن حمض اللوريك هو الحمض الدهني السائد (54.78 إلى 62.73 ٪). وفقًا لتضخيم ISSR، قدمت المنيا نطاقًا فريدًا سلبيًا، في حين قدمت السلالات الأخرى نطاقًا إيجابيًا. بالإضافة إلى ذلك، تم فصل الأنماط الجينية للكمون إلى مجموعتين بواسطة مخطط التغصن، حيث تقع الغربية في مجموعة منفصلة تمامًا. كانت هناك مجموعتان فرعيتان داخل المجموعة الأخرى: المنيا في واحدة وأسيوط وقنا في الأخرى. علاوة على ذلك، أظهرت حساسية الإنبات لتركيزات الملوحة المتنوعة (التحكم، 4، 8، 12، و 16 dS/m) أن السلالات أظهرت استجابات متفاوتة لزيادة الملوحة عندما أظهرت الغربية والمنيا استجابة معتدلة عند أربعة dS/m. في حين أظهرت سلالات قنا قيمًا عليا بين السلالات الأخرى تحت 12 و 16 dS/m. كان لغالبية السمات التي تم فحصها ارتباطات إيجابية قوية على مجموعة من مستويات الملوحة، وفقًا لتحليل معامل الارتباط الظاهري. لتحقيق أهداف الزراعة المستدامة في مصر، سيكون من الضروري أن ينظر برنامج التكاثر المحتمل لسلالات الكمون البرية في دراسة الفحص هذه.

Translated Description (French)

Résumé L'une des plantes aromatiques importantes utilisées dans l'alimentation et la pharmacie est le cumin. Malgré son commerce massif en Égypte, il n'existe pas de rapports complets sur le dépistage du profil des races terrestres de cumin. Cette étude visait à étudier la variation des profils physiques et biochimiques des graines et de la diversité génétique ainsi qu'à évaluer l'efficacité de la germination des graines sous stress salin. Par conséquent, au cours de la saison de croissance 2020/2021, quatre variétés de graines de cumin communes ont été recueillies dans diverses régions agro-climatiques : El Gharbia, El Menia, Assiut et Qena. Les résultats ont montré une variation significative du profil physique parmi les quatre graines des races primitives. En outre, Assiut avait le pourcentage le plus élevé d'huile essentielle à 8,04 %, tandis que Qena avait la plus grande quantité d'aldéhyde de cumin, le principal composant de l'huile essentielle, à 25,19 %. L'acide laurique s'est avéré être l'acide gras prédominant (54,78 à 62,73 %). Selon l'amplification ISSR, El Menia présentait une bande unique négative, tandis que d'autres races terrestres offraient une bande positive. De plus, les génotypes de cumin ont été séparés en deux grappes par le dendrogramme, El Gharbia étant situé dans une grappe entièrement séparée. Il y avait deux sous-groupes au sein de l'autre groupe : El Menia dans l'un et Assiout et Qena dans l'autre. De plus, la sensibilité de la germination aux diverses concentrations de salinité (contrôle, 4, 8, 12 et 16 dS/m) a montré que les races terrestres présentaient des réponses variables à une salinité accrue lorsque El Gharbia et El Menia présentaient une réponse modérée à quatre dS/m. Alors que les races terrestres de Qena ont montré des valeurs suprêmes parmi les autres races terrestres de moins de 12 et 16 dS/m. La majorité des caractéristiques examinées présentaient de fortes associations positives sur une gamme de niveaux de salinité, selon l'analyse du coefficient de corrélation phénotypique. Pour atteindre les objectifs de l'agriculture durable en Égypte, il serait impératif que le programme potentiel de sélection des races terrestres de cumin tienne compte de cette étude de dépistage.

Translated Description (Spanish)

Resumen Una de las plantas aromáticas significativas aplicadas en la alimentación y la industria farmacéutica es el comino. A pesar de su comercio masivo en Egipto, no hay informes exhaustivos sobre la detección del perfil de variedades autóctonas de comino. Este estudio tuvo como objetivo investigar la variación en los perfiles físicos y bioquímicos de las semillas y la diversidad genética, así como evaluar la eficiencia de la germinación de las semillas bajo estrés por salinidad. En consecuencia, durante la temporada de cultivo 2020/2021, se recolectaron cuatro variedades autóctonas de semillas de comino comunes de varias regiones agroclimáticas: El Gharbia, El Menia, Assiut y Qena. Los resultados mostraron una variación significativa en el perfil físico entre las cuatro semillas de variedades autóctonas. Además, Assiut tenía el mayor porcentaje de aceite esencial con un 8,04%, mientras que Qena tenía la mayor cantidad de aldehído de comino, el componente principal del aceite esencial, con un 25,19%. Se encontró que el ácido láurico era el ácido graso predominante (54.78 a 62.73%). Según la amplificación de ISSR, El Menia presentó una banda única negativa, mientras que otras variedades autóctonas ofrecieron una banda positiva. Además, los genotipos de comino se separaron en dos grupos mediante el dendrograma, con El Gharbia ubicado en un grupo completamente separado. Había dos subgrupos dentro del otro grupo: El Menia en uno y Assiut y Qena en el otro. Además, la sensibilidad de germinación a las diversas concentraciones de salinidad (control, 4, 8, 12 y 16 dS/m) mostró que las variedades locales exhibieron respuestas variables al aumento de la salinidad cuando El Gharbia y El Menia mostraron una respuesta moderada a cuatro dS/m. Mientras que, las razas autóctonas de Qena mostraron valores supremos entre otras razas autóctonas menores de 12 y 16 dS/m. La mayoría de las características examinadas tuvieron fuertes asociaciones positivas en un rango de niveles de salinidad, de acuerdo con el análisis del coeficiente de correlación fenotípica. Para lograr los objetivos de la agricultura sostenible en Egipto, sería imperativo que el programa de cría potencial de variedades autóctonas de comino considere este estudio de detección.

Files

s41598-024-57637-3.pdf.pdf

Files (2.3 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:978f788a81d6c98507f7c321894f3fcd
2.3 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
دراسات مقارنة لأربعة أنواع من الكمون المزروع في مصر
Translated title (French)
Études comparatives de quatre races de cumin cultivées en Égypte
Translated title (Spanish)
Estudios comparativos de cuatro variedades autóctonas de comino cultivadas en Egipto

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4393987512
DOI
10.1038/s41598-024-57637-3

Is supplement to
https://openalex.org/W4391375266 (Other)
https://openalex.org/W2788277189 (Other)
https://openalex.org/W2130076355 (Other)
https://openalex.org/W2119695867 (Other)
https://openalex.org/W2082860237 (Other)
https://openalex.org/W2073342937 (Other)
https://openalex.org/W2046158694 (Other)
https://openalex.org/W1993764875 (Other)
https://openalex.org/W1990804418 (Other)
https://openalex.org/W1976086588 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W1513137776
  • https://openalex.org/W1522274554
  • https://openalex.org/W1547777370
  • https://openalex.org/W1617495083
  • https://openalex.org/W1970690161
  • https://openalex.org/W1977748812
  • https://openalex.org/W1985545208
  • https://openalex.org/W2009639569
  • https://openalex.org/W2053349144
  • https://openalex.org/W2057690116
  • https://openalex.org/W2062612039
  • https://openalex.org/W2067904240
  • https://openalex.org/W2079340583
  • https://openalex.org/W2083746647
  • https://openalex.org/W2090607828
  • https://openalex.org/W2091548944
  • https://openalex.org/W2105874120
  • https://openalex.org/W2132632499
  • https://openalex.org/W2148717014
  • https://openalex.org/W2149009718
  • https://openalex.org/W2157004548
  • https://openalex.org/W2165106826
  • https://openalex.org/W2320029800
  • https://openalex.org/W2333992261
  • https://openalex.org/W2407489852
  • https://openalex.org/W2471220090
  • https://openalex.org/W2530987850
  • https://openalex.org/W2546676123
  • https://openalex.org/W2586276532
  • https://openalex.org/W2755307803
  • https://openalex.org/W2757775188
  • https://openalex.org/W2791809308
  • https://openalex.org/W2793199339
  • https://openalex.org/W2807738441
  • https://openalex.org/W2811361452
  • https://openalex.org/W2901749789
  • https://openalex.org/W2905405485
  • https://openalex.org/W2907410614
  • https://openalex.org/W2911705781
  • https://openalex.org/W2997107814
  • https://openalex.org/W3023720631
  • https://openalex.org/W3048707844
  • https://openalex.org/W3102057251
  • https://openalex.org/W3204851219
  • https://openalex.org/W4205565031
  • https://openalex.org/W4211158381
  • https://openalex.org/W4213352695
  • https://openalex.org/W4214746300
  • https://openalex.org/W4245726892
  • https://openalex.org/W4282972949
  • https://openalex.org/W4283704448
  • https://openalex.org/W4304996663
  • https://openalex.org/W4309422450
  • https://openalex.org/W4313186722
  • https://openalex.org/W4316369336
  • https://openalex.org/W4318830693