Uso de marcadores RAPD na classificação de isolados de Phytophthora spp. causadores da podridão parda do cacaueiro no Brasil

Objetivou-se neste trabalho propor uma metodologia para a utilização de marcadores RAPD como uma ferramenta auxiliar na classificação de isolados de Phytophthora spp. causadores da podridão-parda do cacaueiro (Theobroma cacao) no Brasil. Existe uma necessidade constante de monitorar populações de Phytophthora spp. nas regiões cacaueiras do Brasil e a tarefa de classificação dos isolados é difícil e demorada. Com base em estudos de diversidade genética de isolados de Phytophthora capsici, P. palmivora e P. citrophthora por meio de marcadores RAPD, foram escolhidos três isolados de cada espécie como padrões e dois "primers" decâmeros mais informativos na diferenciação das espécies (OPA 13 e OPH 18). O DNA genômico dos isolados padrões e de três isolados não classificados foi extraído e amplificado, utilizando-se os dois "primers" decâmeros mais informativos. Os padrões de marcadores RAPD obtidos permitiram uma diferenciação visual clara dos isolados de cada espécie e mostraram-se úteis na classificação de isolados de Phytophthora spp. A metodologia proposta já está sendo utilizada no Centro de Pesquisas do Cacau, solucionando eventuais dúvidas resultantes da caracterização morfológica dos isolados.

Diversidade genética de isolados de Phytophthora capsici de diferentes hospedeiros com base em marcadores RAPD, patogenicidade e morfologia

Phytophthora capsici é uma espécie onívora com vários hospedeiros cultivados na Bahia. Variações morfológicas ocorrem entre isolados de cacaueiro (Theobromae cacao), seringueira (Hevea brasiliensis) e pimenta-do-reino (Piper nigrum), todos classificados como P. capsici. Utilizaram-se marcadores RAPD e reações de patogenicidade para estudar a diversidade genética dentro desta espécie. Foram analisados 22 isolados sendo, oito de cacau, oito de seringueira, três de pimentão (Capsicum annuum) (dois antigos e um recente), um de abóbora (Cucurbita moschata), um de tomate (Lycopersicon esculentum) e um de pimenta-do-reino. Os isolados de pimentão, abóbora e tomate foram obtidos em Minas Gerais, o de pimenta-do-reino no Pará e, os demais, na Bahia e Espírito Santo. O DNA genômico de cada isolado foi extraído e amplificado utilizando-se oito primers decâmeros, os quais geraram 123 marcadores RAPD. Distâncias genéticas e análises de agrupamento permitiram a diferenciação de três grupos: o primeiro formado por isolados de cacaueiro, o segundo por sete dos oito isolados de seringueira e o terceiro por dois isolados de pimentão (antigos). Os isolados de tomate, pimenta-do-reino, pimentão (recente), o de abóbora e um de seringueira mostraram-se distantes geneticamente dos demais. Inoculações em frutos de cacau, seringueira, tomate e pimentão, com e sem ferimento, mostraram que o isolado de seringueira que não agrupou com os demais foi o menos virulento dos isolados testados, não causando lesões em frutos de seringueira sem ferimento. Frutos de pimentão só foram infetados por isolados de tomate e pimentão, enquanto os frutos de cacau foram infetados por todos os isolados testados. A manutenção de todos os grupos dentro de P. capsici é discutida.

Caracterização e diversidade genética de isolados de Phytophthora spp. do cacaueiro com base em marcadores RAPD

Objetivou-se neste trabalho estudar a diversidade genética entre isolados das três principais espécies do gênero Phytophthora causadoras da podridão-parda do cacaueiro (Theobroma cacao) no Brasil, utilizando marcadores moleculares RAPD. Foram utilizados 22 isolados de Phytophthora spp., sendo oito de P. capsici, cinco de P. palmivora e nove de P. citrophthora. DNA genômico de cada isolado foi extraído e amplificado utilizando-se sete "primers" decâmeros, os quais geraram 191 marcadores RAPD. Distâncias genéticas e análises de agrupamento realizadas com base nestes marcadores permitiram uma diferenciação clara dos isolados de cada espécie e mostraram diferentes níveis de diversidade intra-específica. Ficou evidente o potencial dos marcadores RAPD como uma ferramenta auxiliar na classificação dos isolados e, também, em estudos de diversidade genética intra-específica.

Marcadores morfofisiológicos e isoenzimáticos na análise da diversidade genética de isolados de Acremonium strictum

Os fungos Acremonium strictum e Fusarium verticillioides normalmente apresentam algumas similaridades morfológicas. Este fator dificulta sua diferenciação em sementes, particularmente quando ocorrem simultaneamente. A análise de isoenzimas tem possibilitado o desenvolvimento de métodos rápidos, sensíveis e específicos no diagnóstico de fitopatógenos em complemento à análise morfológica. Este trabalho objetivou caracterizar e dimensionar a diversidade genética de dez isolados de A. strictum obtidos de sementes de milho (Zea mays), provenientes de diferentes regiões produtoras brasileiras por meio da análise de nove marcadores morfofisiológicos e de cinco sistemas isoenzimáticos (aldolase, esterase, fosfatase ácida, fosfatase alcalina e malato desidrogenase). Objetivou-se ainda diferenciar os isolados de A. strictum de F. verticillioides por meio das técnicas citadas. A eletroforese de isoenzimas forneceu um total de 28 bandas polimórficas. Aspectos como pigmentação da colônia, velocidade e taxa de crescimento, produção de massa e densidade miceliais, e a análise isoenzimática tornaram possível e seguro o agrupamento de isolados de A. strictum e sua diferenciação de F. verticillioides. Os isolados de A. strictum apresentaram variabilidade intraespecífica entre 0% e 89,5%. Para a maioria dos casos não foi possível correlacionar a similaridade fenotípica com a origem geográfica dos isolados de A. strictum.

Marcadores RAPD na análise da diversidade genética de isolados de Acremonium strictum

Os fungos Acremonium strictum e Fusarium verticillioides normalmente apresentam algumas similaridades morfológicas, o que dificulta sua diferenciação em sementes de milho (Zea mays), particularmente quando ocorrem simultaneamente. Técnicas moleculares de análise do DNA têm possibilitado o desenvolvimento de métodos rápidos, sensíveis eespecíficos no diagnóstico de fitopatógenos, em complemento à análise morfológica. Este trabalho objetivou caracterizar e dimensionar a diversidade genética de dez isolados de A. strictum obtidos de sementes de milho, provenientes de diferentes regiões produtoras brasileiras, por meio da análise do DNA genômico (RAPD). Objetivou-se ainda, diferenciar os isolados de A. strictum de F. verticillioides por meio da técnica citada. Pela análise do DNA, 25 primers Operon geraram polimorfismos, os quais tornaram possível e seguro o agrupamento de isolados de A. strictum e sua diferenciação de F. verticillioides. Os isolados de A. strictum apresentaram variabilidade intraespecífica entre 3,4% e 44,4%. Para a maioria dos casos não foi possível correlacionar a similaridade genotípica e a origem geográfica dos isolados de A. strictum.

Seleção assistida por marcadores moleculares visando ao desenvolvimento de plantas resistentes a doenças, com ênfase em feijoeiro e soja

A transferência de alelos de resistência a doenças em plantas pode ser facilitada pelo uso de marcadores moleculares do DNA. Se proximamente ligados a alelos de resistência, eles podem ser usados na seleção assistida por marcadores (S.A.M.). Uma aplicação concreta dos marcadores na S.A.M. é durante o processo de piramidação de alelos de resistência. Por meio da S.A.M., em três gerações de retrocruzamento, o Programa de Melhoramento do Feijoeiro do BIOAGRO, Universidade Federal de Viçosa (Minas Gerais, Brasil), obteve linhagens de feijoeiro (Phaseolus vulgaris) com características fenotípicas similares às da cultivar Rudá (recorrente), contendo alelos de resistência à antracnose, ferrugem e mancha-angular. No momento, sementes das linhagens RC3F4, homozigotas para os locos de resistência estão sendo multiplicadas para serem submetidas a inoculações com os patógenos de interesse e a testes agronômicos. O Programa de Melhoramento da Qualidade da Soja do BIOAGRO vem usando marcadores moleculares para identificar "quantitative trait loci" (QTLs) associados à resistência ao nematóide de cisto da soja (NCS). Foram identificados dois marcadores microssatélites (Satt038 e Satt163) flanquendo o alelo de resistência rhg1 e também marcadores ligados a um QTL que confere resistência à raça 14 do NCS. Esse QTL explica mais de 40% da resistência da soja (Glycine max) cultivar Hartwig, uma das principais fontes de resistência ao NCS. A S.A.M. é uma realidade em diversos programas de melhoramento no mundo inteiro que visam ao desenvolvimento de cultivares resistentes a doenças. O seu uso efetivo no melhoramento depende de uma maior sintonia entre o melhorista e o biólogo molecular de plantas.

Desenvolvimento de marcadores moleculares para análogos a genes de resistência em Arachis spp. silvestres

O maior grupo de genes de resistência de plantas já clonados codifica para proteínas com um sítio de ligação a nucleotídios (NBS) na região N-terminal, e um domínio rico em repetições de leucina (LRR) na região C-terminal. Genes desta classe conferem resistência a diversos patógenos incluindo vírus, bactérias, fungos e nematóides. Para diferentes espécies do gênero Arachis, primers de "polymerase chain reaction" (PCR) degenerados foram construídos para a região NBS, e o produto de tradução putativo indicou similaridade com proteínas de resistência conhecidas sendo denominados análogos a genes de resistência (RGAs). Doze destes RGAs foram utilizados para o desenvolvimento de marcadores moleculares baseados em seus padrões de hibridização com DNA de Arachis spp. digerido com enzimas de restrição. Inicialmente, avaliou-se o polimorfismo de cada RGA como sonda nos parentais de uma população de mapeamento, contrastantes quanto à resistência as manchas foliares e nematóides das galhas, e no híbrido F1. Os RGAs, mesmo isolados de espécies diferentes do gênero Arachis apresentaram homologia com o DNA das espécies testadas, além de apresentarem múltiplas cópias e alto polimorfismo na progênie F2. Todas estas características tornam estes RGAs marcadores moleculares altamente informativos, sendo que alguns apresentaram segregação em "clusters" na F2, indicando que seus locos estão ligados. Estes marcadores serão incluídos em um mapa genético de Arachis spp., o que será de grande utilidade para os programas de melhoramento do amendoim (Arachis hypogaea) cultivado.

Caracterização da agressividade de isolados de Colletotrichum de maracujá amarelo com marcadores bioquímico, fisiológico e molecular

A antracnose é a doença pós-colheita mais importante do maracujá amarelo, cujo agente etiológico, no Brasil, foi identificado como Colletotrichum gloeosporioides. Visando caracterizar o patógeno, foram obtidos 33 isolados de três regiões produtoras do estado de Pernambuco. Critérios morfológicos como cor de colônia, forma e dimensão de conídios, a produção de peritécio e o uso de primers específicos para C. acutatum, C. gloeosporioides e "Colletotrichum de Passiflora" permitiram identificar Glomerella cingulata patótipo 1, G. cingulata patótipo 2, Colletotrichum sp. de Passiflora e Colletotrichum sp. de maracujá amarelo. Inoculações em maracujá amarelo possibilitaram separar os isolados em dois grupos, um de agressividade alta (GA-1) e outro de agressividade baixa (GA-2). Os marcadores bioquímicos como atividade enzimática amilolítica, celulolítica, lipolítica e proteolítica assim como o marcador fisiológico crescimento micelial não separaram os isolados pela agressividade. O padrão de marcas geradas pela amplificação dos DNAs dos isolados usando primers RAPD evidenciou que os isolados do GA-1 variaram menos geneticamente entre si do que os isolados do GA-2, demonstrando que os do GA-1 evoluíram mais recentemente. A amplificação do DNA dos isolados com o primer OPA-9 gerou um marcador que possibilitou caracterizar 85,7% dos isolados do GA-1 e também alguns isolados do GA-2 com agressividade próxima às dos isolados do GA-1, e por isto o primer OPA-9 pode ser usado para caracterizar isolados de Colletotrichum spp. de alta agressividade em programa de resistência genética.

Utilização de análise de segregantes agrupados na identificação de marcadores ligados a genes que controlam a resistência à ferrugem (Puccinia psidii Winter) em Eucalyptus sp.

Devido a grande importância da cultura de Eucalyptus no Brasil, empresas do setor florestal têm buscado através de programas de melhoramento genético, reduzir as perdas de produção e atender a demanda do mercado de papel e celulose. Um exemplo, é a busca por genes de resistência a doenças, principalmente a ferrugem causada por Puccinia psidii Winter, que resulta em redução da produtividade em plantas altamente suscetíveis. No presente trabalho, mudas de Eucalyptus pertencentes a uma geração F1, provenientes do cruzamento controlado entre parentais híbridos E. grandis X E. urophylla, sendo eles resistente e suscetível, foram inoculadas com Puccinia psidii em casa de vegetação e acompanhadas até o aparecimento dos sintomas da ferrugem. Foram classificadas, em dois grupos: resistentes (ausência de sintomas) e suscetíveis (presença de sintomas e esporulação). As amostras de DNA foram comparadas com o uso de marcadores moleculares associado ao método de BSA (Bulked Segregant Analysis). O polimorfismo entre os grupos foi geneticamente relacionado ao loco que determina a característica de resistência ou sucetibilidade. Dentre os 720 "primers" testados, 19 foram polimórficos, porém, apenas o marcador AK 01 manteve-se presente, quando testado em todos os indivíduos da população, mostrando-se a uma distância genética estimada de 20 cM em repulsão ao gene de resistência.

Estudo da diversidade genética de Podosphaera xanthii através de marcadores AFLP e seqüências ITS

O meloeiro (Cucumis melo L.) é uma frutífera largamente cultivada no Brasil, principalmente no nordeste brasileiro, onde é produzida principalmente para a exportação. Plantas da família do meloeiro, como pepino e abóbora, podem ser severamente afetadas pelo oídio, causado por Podosphaera xanthii.. Este fungo apresenta diversas raças fisiológicas cuja correta identificação é importante para o manejo da doença, já que o uso de variedades resistentes é o método mais eficaz de seu controle. No entanto, a identificação destas raças por meio da prática tradicional de inoculações em uma série diferenciadora de variedades de meloeiro é laboriosa e passível de erros. Devido a isso, um método alternativo seria o uso de marcadores moleculares para determinar de forma rápida a identidade das raças. O objetivo deste estudo foi o de analisar a variabilidade entre isolados de P. xanthii previamente classificados em raças através da técnica de AFLP e do seqüenciamento da região ITS 5.8S do rDNA. A partir dos marcadores AFLP obteve-se um dendrograma no qual não houve separação dos isolados quanto às suas raças, origem geográfica ou hospedeiro de origem. Com esta técnica verificou-se alta variabilidade entre isolados, com similaridade genética máxima de 69% e similaridade mínima de 23%. Ao contrário da informação gerada por AFLP, não foi observada variação na sequência da região ITS 5.8S entre isolados. Desta forma, a análise por AFLP indicou que os isolados tem composição genética heterogênea muito embora este fato não tenha sido evidenciado pelo sequenciamento da região ITS.

Caracterização de isolados de Diplodia pinea da região Sul do Brasil por meio da compatibilidade micelial e de marcadores RAPD

RESUMO O objetivo do trabalho foi caracterizar quatro isolados de Diplodiapinea da região Sul do Brasil e estimar sua variabilidade genética, baseados na compatibilidade vegetativa e marcadores RAPD. Na compatibilidade vegetativa, os isolados foram pareados em placas de Petri com meio BDA e formaram linhas escuras quando incompatíveis e linhas claras cotonosas quando incompatíveis. Para a caracterização molecular dos isolados, a extração de DNA foi realizada em amostras obtidas de micélio cultivado em meio BDA dos isolados originais e os monospóricos derivados. O DNA das amostras foi avaliado em reação de polimerase em cadeia (PCR), utilizando onze sequências diferentes de primers RAPD inespecíficos. O agrupamento dos morfotipos foi realizado pelo método UPGMA e coeficiente de similaridade de Jaccard. Somente um marcador RAPD mostrou polimorfismo, indicando que os isolados apresentam pequena divergência genética, porém suficiente para indicar mais de morfotipo presente.

Variações genéticas em populações de Eucalyptus spp. detectadas por meio de marcadores moleculares

A tecnologia de marcadores moleculares, aliada às técnicas clássicas do melhoramento, pode contribuir significativamente para o conhecimento básico da cultura e do caráter estudado e para a geração e o desenvolvimento de produtos melhorados. O objetivo deste trabalho foi utilizar marcadores RAPD para detectar e maximizar a variabilidade genética em genótipos Eucalyptus, identificando cruzamentos favoráveis para um programa de melhoramento florestal, visando o uso múltiplo. Foram analisados 44 genótipos de híbridos naturais do gênero Eucalyptus, plantados na região noroeste de Minas Gerais. Os marcadores moleculares RAPD apresentaram poder de discriminação eficiente entre os 44 genótipos avaliados, constatando-se uma distância genética média entre os genótipos de Eucalyptus de 54% e divergência genética variando de 24 a 73%. Este fato indica que entre os indivíduos analisados existe uma ampla base genética, o que possibilita a manipulação desse material em programas de melhoramento. A distância genética entre os genótipos 5 e 9; 9 e 10; 9 e 19; 9 e 25; 9 e 33; 9 e 35; 9 e 36; 9 e 44; 10 e 33; 12 e 19; 12 e 33; e 12 e 39 apresentou-se maior ou igual a 70%. A análise de agrupamento estabelecida, utilizando UPGMA e o critério de corte de 80% da distância genética total, permitiu a formação de nove grupos distintos. Esses grupos apresentaram divergência genética média superior a 60%. A maior média de distância ocorreu entre o grupo I e os demais, com 67%. A avaliação por marcadores moleculares RAPD forneceu uma identificação direta da variação genética dos genótipos e, neste sentido, novos cruzamentos para produção de híbridos específicos poderão ser gerados, aumentando, assim, a divergência genética e a produtividade de derivados de madeira de qualidade superior para usos múltiplos em programas de melhoramento florestal.

Estimativa de tamanho efetivo de endogamia por marcadores genéticos

Atividades de conservação e melhoramento genético requerem medidas de tamanho efetivo para manutenção e controle do potencial evolutivo das populações sob manipulação. Populações naturais são, muitas vezes, estruturadas e, conseqüentemente, podem apresentar algum grau de endogamia e parentesco. O objetivo deste trabalho foi descrever um simples estimador de tamanho efetivo de endogamia para populações de espécies monóicas com qualquer nível de endogamia e parentesco. O estimador foi derivado, assumindo-se que a endogamia é a mesma em todos os indivíduos da população. Ele pode ser utilizado em populações com pedigree conhecido ou o parentesco médio entre pares de indivíduos da população-alvo pode ser estimado a partir de dados de marcadores genéticos co-dominantes. Um exemplo é dado onde o estimador é aplicado em uma população de uma espécie arbórea monóica, Euterpe edulis.

Diversidade genética de Enterolobium contortisiliquum (Vell.) Morong. no Baixo Rio São Francisco, por meio de marcadores RAPD

Enterolobium contortisiliquum Vell. Morong (Leguminosae-Mimosoideae) é uma espécie muito utilizada em programas de recuperação de matas ciliares no Baixo Rio São Francisco, devido ao seu rápido crescimento inicial. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar, por meio de marcadores moleculares RAPD, a diversidade genética de oito indivíduos de uma população remanescente dessa espécie, visando contribuir para a definição de estratégias de coleta de sementes. Os indivíduos estão situados em uma área de 100 ha de mata ciliar do Baixo Rio São Francisco. Para a extração do DNA, pelo método CTAB 2%, foram utilizadas folhas tenras dos indivíduos. Testaram-se 20 oligonucleotídios de 10 bases de seqüência arbitrária, cujos produtos foram separados em gel de agarose 0,8%, submetidos à eletroforese horizontal, corados com brometo-de-etídio e visualizados em luz ultravioleta. A similaridade genética entre os indivíduos foi calculada pelo Coeficiente de Similaridade de Jaccard e a construção do dendrograma, realizada utilizando-se o método UPGMA. O valor médio de diversidade genética entre as matrizes foi de 49%, variando de 33 a 85%. Os indivíduos 6 e 7 apresentaram relativa proximidade genética (67%), não sendo indicado o plantio de suas mudas ou semeadura direta para recuperação de área ciliar em locais muito próximos. A partir dos resultados observados, podem-se desenvolver estratégias para a coleta de sementes e produção de mudas, auxiliando, assim, programas de restauração ambiental.

Diversidade genética entre indivíduos de Spondias lutea L. procedentes do baixo são francisco sergipano, por meio de marcadores rapd

A recuperação de matas ciliares com mudas que apresentam o máximo de diversidade genética possível é de suma importância para a conservação das espécies. Assim, este estudo foi realizado com o objetivo de caracterizar geneticamente, por meio de marcadores RAPD, indivíduos de Spondias lutea L. (cajá), com a finalidade de elaborar estratégias de produção de sementes para a recuperação de mata ciliar. O estudo foi realizado em uma área de mata ciliar no Baixo São Francisco sergipano, onde foi coletado material foliar de 17 indivíduos para a análise de RAPD. A extração de DNA foi realizada por meio de tampão CTAB 2%, e para a geração de polimorfismo foram empregados 17 oligonucleotídios. A matriz binária construída com presença (1) e ausência de bandas (0) foi usada para o cálculo da estimativa de similaridade genética e, a partir desta, foi feita a representação simplificada das similaridades, pelo método de agrupamento UPGMA, e a estabilidade dos agrupamentos foi testada pela análise "bootstrap". Para visualização da divergência entre os indivíduos, realizou-se o agrupamento dos indivíduos pelo método de Tocher. A matriz de distância genética foi comparada com a matriz de distância geográfica pelo teste de Mantel, com a finalidade de verificar se há correlação entre as mesmas. A similaridade genética média entre os indivíduos foi de 46,8%, e a amplitude das similaridades variou de 21 a 78%. Não houve associação entre as distâncias genéticas e geográficas (r = 0,08). Com o método de agrupamento de Tocher, houve a formação de cinco grupos e o valor mínimo de similaridade calculado, acima do qual os indivíduos são considerados geneticamente iguais, foi igual a 91%. Assim, os indivíduos analisados são considerados divergentes e podem ser utilizados como matrizes porta-sementes em programas de produção de sementes para a recuperação de mata ciliar.