Genetic diversity and population structure of Brazilian native bovine breeds

Conservation and improvement strategies should be based on the association between genetic and phenotypic characteristics. The objective of this work was to characterize five native Brazilian cattle breeds (Caracu, Crioulo Lageano, Curraleiro, National Polled and Pantaneiro) and two commercial breeds (Holstein and Nellore) using RAPD technique to estimate genetic distances and variability between and within breeds. Genetic relationships were investigated using 22 primers which generated 122 polymorphic bands. Analysis of molecular variance indicated that most of the genetic variation lay among individuals within populations. The genetic variabilities between pairs of breeds were statistically significant. The smallest genetic divergence was between Crioulo Lageano and Curraleiro.The National Polled, although historically considered to be of Bos taurus aquitanicus origin,similar to theCaracu, was grouped together with the other breeds of Bos taurus ibericus origin. Generally, the individual breeds formed distinct clusters except the National Polled. The RAPD technique was capable to distinguish genetically between the breeds studied; the Caracu, Crioulo Lageano, Curraleiro and Pantaneiro may be considered distinct genetic entities thereby proving the uniqueness of the populations; the National Polled has not been able to re-establish itself after its decline in the 1950s, thereby losing its genetic identity.

Characterization of potato genotypes using molecular markers

The objective of this work was to characterize 27 potato genotypes, using molecular markers. Polyacrylamide gel electrophoresis, RAPD techniques and isozymes of esterase, phosphoglucomutase and soluble proteins were analyzed in tubers, and isocitrate dehydrogenase, aspartate transaminase, phosphoglucomutase and peroxidase, in leaves. Eighteen primers were tested and four were chosen, kits OPX (01, 04 and 09) and OPY (07), to analyze RAPD markers in leaf extracts. Similarity and cluster analysis were conducted using Jaccard coefficient and the unweighted pair-group method using arithmetic average. Despite the differences detected in the analysis of proteins and isozymes in the tubers, as well as of isozymes in the leaves, the characterization of all genotypes through gel electrophoresis was not possible, while RAPD markers were efficient to characterize all the 27 genotypes.

Padrão eletroforético de proteínas resistentes ao calor em sementes de milho

Na aquisição e manutenção da tolerância à dessecação de sementes, há vários mecanismos envolvidos, entre eles a indução das proteínas resistentes ao calor. O objetivo deste trabalho foi avaliar mudanças no padrão eletroforético das proteínas resistentes ao calor de sementes de milho submetidas a alta temperatura de secagem, associando-as à sua tolerância. Foram utilizadas sementes de linhagens, híbridos simples e híbridos recíprocos colhidas com teor de água de aproximadamente 35% e secadas a 45°C. Sementes das linhagens secadas à sombra foram utilizadas como controle e sua qualidade fisiológica foi avaliada por meio do teste de germinação. As proteínas resistentes ao calor foram extraídas de eixos embrionários das sementes em tampão Tris HCl 0,05 M. Não foi possível determinar uma banda específica da fração das proteínas resistentes ao calor que possa servir como marcador da tolerância à alta temperatura de secagem. Houve estabilidade nos padrões de bandas das proteínas provenientes de sementes submetidas à secagem artificial e natural, mesmo quando foram observadas variações nos valores de germinação. Os padrões eletroforéticos das proteínas resistentes ao calor foram semelhantes entre as sementes híbridas e os respectivos recíprocos.

Genetic variability of the Brazilian hair sheep breeds

The objectives of this work were to investigate the genetic structure of the Brazilian hair sheep breeds and to determine the origin of the Santa Inês breed. Molecular similarity was determined using Randomly Amplified Polymorphic DNA - Polymerase Chain Reaction markers in 238 individuals from five naturalized sheep breeds: Santa Inês (48 animals), Rabo Largo (48), Somali (48), Morada Nova (48) and Bergamasca (46), collected in Goiás, Sergipe, Bahia, and Ceará States as well as in the Federal District. Fifty-four loci were selected from 19 primers, after a pilot test using 140 primers. Qualitative analyses indicate diagnostic markers for all breeds. All breeds were significantly different from each other. Interbreed differences were explained by 14.92% of the total variation. Santa Inês clustered with Bergamasca (97% bootstrap) and with Rabo Largo, composing the third member of the group (81% bootstrap) while Morada Nova and Somali breeds clustered separately. Each breed should be considered as a separate management and conservation unit, and special care should be taken with Rabo Largo, Morada Nova and Somali breeds, represented by small herds in Brazil.

Genetic structure and gene flow of Eugenia dysenterica natural populations

This study was carried out to assess the genetic variability of ten "cagaita" tree (Eugenia dysenterica) populations in Southeastern Goiás. Fifty-four randomly amplified polymorphic DNA (RAPD) loci were used to characterize the population genetic variability, using the analysis of molecular variance (AMOVA). A phiST value of 0.2703 was obtained, showing that 27.03% and 72.97% of the genetic variability is present among and within populations, respectively. The Pearson correlation coefficient (r) among the genetic distances matrix (1 - Jaccard similarity index) and the geographic distances were estimated, and a strong positive correlation was detected. Results suggest that these populations are differentiating through a stochastic process, with restricted and geographic distribution dependent gene flow.

Rhizobium strains competitiveness on bean nodulation in Cerrado soils

The objective of this work was to identify the most competitive and effective Rhizobium strains in order to increase common bean yield by nitrogen fixation as alternative or complementation to the nitrogen fertilization. Competitiveness tests were lead in axenic conditions, in Cerrado soil pots and in three field experiments, with native Rhizobium strains that were previously identified, according to their effectiveness and genetic variability. The identification of strains in nodules was performed using serological tests (axenic conditions) - agglutination and enzyme linked immunosorbent (Elisa) assays - and random amplified polymorfic DNA (RAPD) (Cerrado soil). Plant yield was determined using the dry weight (greenhouse conditions), total N and grain yield (field experiments). Among the analyzed Rhizobium strains, native strain SLA 2.2 and commercial strain CIAT 899 were the dominant nodules in plants of the most productive plots, presenting yield productivity similar or higher to those obtained in treatments where 20 kg ha-1 of N were applied.

Distância genética e geográfica entre acessos de picão-preto suscetíveis e resistentes a herbicidas inibidores da acetolactato sintase

O objetivo deste trabalho foi avaliar o grau de similaridade genética entre acessos de picão-preto, suscetíveis e resistentes aos herbicidas inibidores da enzima acetolactato sintase (ALS) e a relação entre similaridade genética e distância geográfica desses acessos. Sementes dos acessos foram coletadas no Estado do Paraná e cultivadas em casa de vegetação, na Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, RS, em outubro de 2004. Depois da confirmação da resistência ou suscetibilidade dos acessos aos inibidores da enzima ALS, realizou-se a extração de DNA. Por meio da técnica de RAPD, foi possível avaliar a similaridade genética entre os acessos de picão-preto. Na análise conjunta dos acessos, dos 20 iniciadores utilizados, 17 apresentaram-se polimórficos, amplificando um total de 94 bandas. A similaridade genética média foi baixa e equivalente a 37%. A análise de regressão evidenciou que não há relação entre distância genética e geográfica nos acessos de picão-preto avaliados. A baixa similaridade geral entre esses acessos evidencia que a resistência aos herbicidas na região se configura pela seleção de indivíduos resistentes preexistentes na população.

Diferenciação molecular de cultivares elites de bananeira

Este trabalho teve como objetivo caracterizar molecularmente genótipos elite, e recomendados, de bananeira, por meio de marcadores RAPD e microssatélites. Foram utilizados 47 primers de RAPD e 34 primers de microssatélites. Foi também conduzido um ensaio de contaminação, utilizando-se o primer AGMI 24-25, cuja variedade Tropical foi considerada a amostra-padrão, e as cultivares Caipira e Prata Graúda como contaminantes. Os marcadores permitiram separar as cultivares de acordo com a origem e a constituição genômica e definiram padrões moleculares para algumas cultivares avaliadas. As cultivares Garantida, Preciosa e Pacovan Ken apresentaram alta similaridade genética com ambos marcadores. O primer AGMI 24-25 demonstrou alta capacidade discriminatória de genótipos em ensaios de contaminação.

Informações fenotípicas e marcadores microssatélites de QTL na escolha de populações segregantes de feijoeiro

O objetivo deste trabalho foi selecionar populações segregantes de feijoeiro promissoras para a produtividade de grãos e com polimorfismo para marcadores microssatélites ligados a QTL relacionados previamente à produtividade de grãos. Foram utilizadas 49 linhagens, avaliadas em dois experimentos em látice triplo. Sete linhagens foram selecionadas e intercruzadas no esquema dialélico e também genotipadas com 24 marcadores microssatélites ligados a QTL previamente identificados. As populações foram avaliadas em blocos completos casualizados, com três repetições. Foram observadas diferenças significativas entre as capacidades gerais (CGC) e específicas de combinação (CEC) e os efeitos não-aditivos foram mais pronunciados. As linhagens RC1-10 e Z-9 se destacaram em razão das elevadas estimativas de g i. Entre os microssatélites, 25% foram polimórficos. Foram selecionadas quatro populações para a seleção de famílias com base na avaliação das linhagens, na análise dialélica e no polimorfismo entre os marcadores microssatélites. Destacou-se a população RC1-10 x Z-9, formada por genitores de alta CGC, com alta média e CEC e ainda grãos do tipo Carioca. Considerando o baixo número de microssatélites polimórficos obtidos nas populações, pode-se concluir haver necessidade de utilização de maior número de microssatélites ligados a QTL da produção de grãos.

Identificação de híbridos de citros resistentes à mancha-marrom-de-alternária por meio de fAFLP e testes de patogenicidade

O objetivo deste trabalho foi identificar híbridos, oriundos de hibridações controladas entre 'Folha Murcha' x 'Ponkan' e testá-los quanto à resistência a Alternaria alternata f. sp. citri. As plântulas foram obtidas via cultura in vitro de embriões. Utilizou-se o marcador molecular fAFLP para identificação dos híbridos e, em seguida, realizou-se o teste de patogenicidade nos híbridos com isolados de Alternaria alternata f. sp. citri, em condições de laboratório. Os pares de primers EcoRI AAG - MseI CAG e EcoRI ACC - MseI CAA foram os mais eficientes na identificação dos híbridos, os quais identificaram 48,5% de híbridos. Os híbridos F64, F108, F111, F113, F131 e F139 são potencialmente resistentes a Alternaria alternata f. sp. citri.

Diversidade genética de Litopenaeus vannamei cultivado na Bahia

O objetivo deste trabalho foi avaliar a variabilidade genética de estoques comerciais do camarão Litopenaeus vannamei, por meio de marcadores RAPD e diferentes métodos estatísticos de análises, em Canavieiras, BA. Vinte primers foram utilizados para a obtenção de 59 marcadores polimórficos. A análise com o programa AMOVA evidenciou diferenciação genética significativa entre os estoques, com fiST = 0,186 (p<0,001). Entretanto, as análises obtidas com o programa HICKORY sugeriram não existir estruturação (q b ou = 0,002), mas considerável taxa de endogamia dentro dos estoques, em razão, provavelmente, do cruzamento entre indivíduos geneticamente mais similares (f = 0,729). Testes com bootstrap mostraram 48 como o número mínimo de marcadores RAPD adequados para estudos de variabilidade genética nessa espécie. Pelo dendrograma, gerado a partir da matriz de similaridade de Jaccard (Sj), observou-se que nos três estoques comerciais estudados existem animais geneticamente distintos.

Marcadores microssatélites relacionados com a resistência à vassoura-de-bruxa do cacaueiro

Os objetivos deste trabalho foram caracterizar a resistência à vassoura-de-bruxa de plantas de cacau originadas do cruzamento entre TSH 1188 e CCN 51 (população segregante), por meio de dois métodos de inoculação em condições de campo, e identificar marcadores microssatélites específicos para grupos de plantas resistentes e suscetíveis. As plantas-controle avaliadas pelos métodos de inoculação natural e inoculação artificial em campo produziram os mesmos padrões de sintomas. As plantas da população segregante também coincidiram os padrões de sintomas em 90%, por esses dois métodos. O método de inoculação artificial em campo permite detectar falso-resistentes. Dos 18 pares de primers microssatélites amplificados, 15 foram polimórficos entre os genitores, e seis entre os grupos de plantas segregantes contrastantes quanto à resistência à vassoura-de-bruxa. Foram confirmadas três marcas previamente associadas a QTL (locos para características quantitativas) relacionados com a resistência à vassoura-de-bruxa, comuns a outras populações. Também foram identificados três novos QTL para esta característica, típicos desta população, o que comprova sua utilidade para o melhoramento genético do cacaueiro.

Variabilidade genética entre acessos de amendoim

O objetivo deste trabalho foi avaliar a variabilidade genética entre 29 acessos de amendoim (Arachis hypogaea L.), por meio de marcadores moleculares randômicos (DNA polimórfico amplificado ao acaso - RAPD). O ensaio molecular foi realizado com 31 iniciadores, dos quais 12 (39%) mostraram polimorfismo. Observou-se o total de 145 fragmentos amplificados, dos quais 35 (24%) foram polimórficos, com média de 4,67 fragmentos por iniciador e 1,13 fragmento polimórfico por iniciador. Pelo dendrograma, observou-se que os acessos foram separados em dois grupos com 89% de similaridade. Esta distribuição mostra a variabilidade existente entre os acessos das diferentes variedades botânicas, uma vez que acessos da subespécie fastigiata estão presentes nos dois grupos principais, e os acessos da subespécie hypogaea estão distribuídos pelos subgrupos A e B do grupo II do dendograma.

Marcadores fAFLP na caracterização de três genótipos de umezeiro selecionados como porta-enxertos para pessegueiro

O objetivo deste trabalho foi caracterizar a diversidade genética existente em três genótipos de umezeiro (Clone 05, cv. Rigitano e Clone 15) e identificar marcadores moleculares fAFLP (fluorescent Amplified Fragment Lenght Polymorphism) passíveis de serem utilizados na discriminação dos três genótipos de umezeiro selecionados como porta-enxertos para pessegueiro. Foram utilizadas 24 diferentes combinações de primers seletivos fAFLP que geraram 648 marcas, das quais 272 foram diferenciadoras dos três genótipos entre si. As marcas diferenciadoras permitiram o agrupamento dos clones de umezeiro de acordo com sua similaridade através do Método da Distância e algorítmo Neighbour Joining. As mesmas marcas foram utilizadas para calcular a distância genética entre os clones. Com o uso de marcadores fAFLP foi possível discriminar os três genótipos de umezeiro entre si, destacando-se as combinações Fam ACT/CAT, Joe AGG/CTT e Ned AGC/CAA, que permitiram a diferenciação individual de cada um dos clones. A maior distância genética foi encontrada entre a cv. Rigitano e o Clone 15. Os marcadores fAFLP revelaram maior proximidade genética entre o Clone 05 e a cv. Rigitano.

Marcadores moleculares na predição do sexo em plantas de mamoeiro

O objetivo deste trabalho foi validar marcadores moleculares, previamente identificados como ligados ao sexo do mamoeiro, para utilização na seleção indireta em genótipos comerciais. Foram analisadas duas variedades do grupo Solo e dois híbridos do grupo Formosa, com utilização de 20 plantas por genótipo, quatro marcadores do tipo SCAR (Sequence Characterized Amplified Region) e um RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA). O RAPD BC210 permitiu a identificação de todas as plantas femininas e hermafroditas, o que revela grande potencial para ser usado na seleção assistida em alguns dos genótipos mais cultivados no Brasil. Os marcadores do tipo SCAR não permitiram a identificação correta do sexo dos genótipos, pois detectou-se a presença de falso-positivos e falso-negativos nas análises.