Diversidade genética em germoplasma tropical de cebola estimada via marcadores RAPD

A cebola é uma cultura de expressiva importância socioeconômica para o Brasil. Marcantes contribuições para o desenvolvimento da cultura têm sido feitas utilizando-se germoplasma de cebola adaptado às regiões tropicais e subtropicais. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo estudar a diversidade genética existente em uma coleção de germoplasma potencialmente útil ao desenvolvimento de cultivares para essas regiões. Para isso, a variabilidade genética de um grupo de 21 acessos foi analisada via marcadores RAPD. Esses acessos ('Red Creole', 'Roxa IPA-3', 'Valenciana 14', 'Beta Cristal', 'Diamante', 'Composto IPA-6', 'Aurora', 'Bojuda Rio Grande', 'Alfa Tropical', 'Pêra IPA-4', 'Primavera', 'Belém IPA-9', 'Crioula Alto Vale', 'Conquista', 'Pira-Ouro', 'Vale-Ouro IPA-11', 'Franciscana IPA-10', 'Serrana', 'CNPH 6400', 'Petroline' e 'Baia Periforme') têm sido empregados como germoplasma e/ou foram desenvolvidos pelos programas de melhoramento genético de cebola conduzidos no Brasil. Dos 520 iniciadores ('primers') utilizados na triagem inicial, somente 38 confirmaram polimorfismos entre os 21 acessos. Esses 38 'primers' produziram 624 amplicons, dos quais 522 (83,7%) foram monomórficos e 102 (16,3%) polimórficos. Com base nos padrões revelados, seis grupos foram formados de acordo com a similaridade média global entre os acessos (= 0,72). Somente um desses seis grupos englobou mais de um acesso. O grupo principal (formado por 16 acessos) incluiu, predominantemente, as cultivares que apresentam no seu pedigree a contribuição de 'Baia Periforme' ('Diamante', 'Composto IPA-6', 'Aurora', 'Bojuda Rio Grande', 'Conquista', 'Pira-Ouro', 'Serrana', 'Vale-Ouro IPA-11', 'Baia Periforme', 'Primavera', 'Franciscana IPA-10', 'Belém IPA-9', 'Crioula Alto Vale', 'Petroline', 'Pêra IPA-4' e 'Alfa Tropical'). As cultivares 'Red Creole', 'Roxa IPA-3', 'Beta Cristal', 'CNPH 6400' e 'Valenciana 14' formaram agrupamentos isolados e distintos do grupo 'Baia Periforme', revelando, dessa forma, divergência genética entre essas cinco populações e o grupo principal. Verificou-se que os materiais estudados possuem base genética relativamente estreita, apresentando, em sua grande maioria origem na população 'Baia Periforme'. Existem, no entanto, alguns materiais divergentes, cuja diversidade pode ser explorada em programas de melhoramento.

Diallel cross among fresh market tomato inbreeding lines

The general combining ability (GCA), specific combining ability (SCA), and heterosis were studied in a complete diallel cross among fresh market tomato breeding lines with reciprocal excluded. Fifteen genotypes (five parents and ten hybrids) were tested using a randomized complete block design, with three replications, and the experiments were conducted in Itatiba, São Paulo state, Brazil, in 2005/06. The yield components evaluated were fruit yield per plant (FP), fruit number per plant (FN), average fruit weight (FW); cluster number per plant (CN); fruit number per cluster (FC), fruit wall thickness (FT) and number of locules per fruit (NL). Fruit quality components evaluated were total soluble solids (SS); total titratable acidity (TA); SS/TA ratio, fruit length (FL); fruit width (WI); length to width ratio (FL/WI). The data for each trait was first subjected to analysis of variance. Griffing's method 2, model 1 was employed to estimate the general (GCA) and specific (SCA) combining abilities. Parental and hybrid data for each trait were used to estimate of mid-parent heterosis. For plant fruit yield, IAC-2 was the best parental line with the highest GCA followed by IAC-4 and IAC-1 lines. The hybrids IAC-1 x IAC-2, IAC-1 x IAC-4 and IAC-2 x IAC-4 showed the highest effects of SCA. High heterotic responses were found for fruit yield and plant fruit number with values up to 49.72% and 47.19%, respectively. The best hybrids for fruit yield and plant fruit number were IAC-1 x IAC-2, IAC-1 x IAC-4 and IAC-2 x IAC-5, for fruit yield and plant fruit number, the main yield components.

Effects of Ethylene on Secondary Xylem Formation in Arabidopsis thaliana

Ethylene has myriad roles as a plant hormone, ranging from senescence and defending against pathogen attacks to fruit ripening and interactions with other hormones. It has been shown to increase cambial activity in poplar, but the effect on wood formation in Arabidopsis hypocotyl has not previously been studied. The Auxin-Regulated Gene involved in Organ Size (ARGOS), which increases organ size by lengthening the time for cell division, was found to be upregulated by ethylene. We tested the effect of ethylene treatment at 10 and 100 µM ACC on three genotypes of Arabidopsis, Col0 (wild-type), an ARGOS deficient mutant (argos), and ein3-1, an ethylene insensitive mutant. ARGOS expression analysis with qPCR indicated that ACC does induce ARGOS and ARGOS-LIKE (ARL) in the hypocotyl. As seen in poplar, ethylene also decreases stem elongation.Histochemical staining, showed that ethylene changes the way secondary xylem lignifies, causing gaps in lignification around the outer edge of secondary xylem. Our results also implied that ethylene treatment changes the proportion of secondary to total xylem, resulting in less secondary, whereas in poplar, ethylene treatment caused an increase.

Yield prediction and inbreeding of maize synthetics generated with lines and single crosses : classic probability

reduce costs and labor associated with predicting the genotypic mean (GM) of a synthetic variety (SV) of maize (Zea mays L.), breeders can develop SVs from L lines and s single crosses (SynL,SC) instead of L+2s lines (SynL). The objective of this work was to derive and study formulae for the inbreeding coefficient (IC) and GM of SynL,SC, SynL, and the SV derived from (L+2s)/2 single crosses (SynSC). All SVs were derived from the same L+2s unrelated lines whose IC is FL, and each parent of a SV was represented by m plants. An a priori probability equation for the IC was used. Important results were: 1) the largest and smallest GMs correspond to SynL and SynL,SC, respectively; 2) the GM predictors with the largest and intermediate precision are those for SynL and SynL,SC, respectively; 3) only when FL=1, or m is large, SynL and SynSC are the same population, but only with SynSC prediction costs and labor undergo the maximum decrease, although its prediction precision is the lowest. To determine the SV to be developed, breeders should also consider the availability of lines, single crosses, manpower and land area; besides budget, target farmers, target environments, etc.

Genetic diversity among alfalfa genotypes (Medicago sativa L.) of non-dormant cultivars using SSR markers and agronomic traits

The aim of this study was to assess genetic diversity among 40 alfalfa (Medicago sativa L.) genotypes of different non-dormant (FD=8) cultivars. Biomass yield, regrowth speed and reaction to spring black stem, lepto leaf spot, and rust were evaluated. Analyses of variances were performed using a mixed model to examine the agronomic variation among individuals. A principal component analysis on standardized agronomic data was performed. Agronomic data were also used to calculate Gower's distance and UPGMA algorithm. For the molecular analysis, six SSR markers were evaluated and 84 alleles were identified. The genetic distance was estimated using standard Nei's distance. Average standard genetic diversity was 0.843, indicating a high degree of variability among genotypes. Finally, a generalized procrustes analysis was performed to calculate the correlation between molecular and agronomic distance, indicating a 65.4% of consensus. This value is likely related to the low number of individuals included in the study, which might have underestimated the real phenotypic variability among genotypes. Despite the low number of individuals and SSR markers analyzed, this study provides a baseline for future diversity studies to identify genetically distant alfalfa individuals or cultivars.

Proteómica de la madurez del tomate : identificación de dos estados de madurez del fruto por perfiles proteicos totales del pericarpio en RILs de tomate

Durante la madurez del fruto se producen cambios morfológicos, fisiológicos y bioquímicos provocados por la expresión regulada de diferentes genes. El objetivo de este trabajo fue verificar si la presencia de polipéptidos totales del pericarpio en los estados verde maduro (VM) y rojo maduro (RM) permite caracterizar la madurez del tomate. Se analizaron 18 líneas endocriadas recombinantes obtenidas por selección antagónica-divergente de un cruzamiento entre la cv. Caimanta (Solanum lycopersicum) y la entrada LA722 (S. pimpinellifolium), que fueron incluidas junto a la F1 como testigos experimentales. Los extractos proteicos se obtuvieron de dos muestras independientes de cada estado según el protocolo estándar y se resolvieron en SDS-PAGE. Se analizó la presencia/ausencia de bandas por genotipos y por estado, detectándose 26 en VM y 29 en RM. Algunas bandas fueron comunes entre estados, mientras que otras resultaron propias de VM o RM, respectivamente. Se calcularon las distancias de Jaccard y se realizó un análisis de conglomerados según el método UPGMA. En el dendrograma (correlación cofenética = 0,43) se distinguieron dos grandes grupos definidos por el estado de madurez. Se concluye que los perfiles proteicos del pericarpio son una herramienta postgenómica apropiada para identificar dos estados de madurez del fruto de tomate.

Variación agromorfológica y cambios biofísicos poscosecha en frutos de tomate (Solanum lycopersicum L.)

Se evaluó la variación fenotípica agromorfológica y cambios biofísicos de frutos después de 10 días de almacenamiento a temperatura ambiente, en una colección de tomate de Oaxaca, México. La colección de 57 colectas fue sembrada y caracterizada bajo invernadero. En poscosecha se evaluó pH, grados Brix, pérdida de peso y parámetros de color (L*, a*, b*, cromaticidad y ángulo Hue) a 0 y 10 días después de la cosecha. Las colectas mostraron diferencias significativas (P < 0,01) en todos los caracteres agromorfológicos y también hubo diferencias significativas entre acervos genéticos preclasificados como cultivados, ruderales e intermedios entre cultivados y ruderales. Nueve grupos de diversidad fenotípica fueron conformados. Se determinaron diferencias significativas entre tiempos de almacenamiento (0 y 10 días) para todas las características biofísicas. Después de 10 días de almacenamiento a temperatura ambiente (20,6±5°C y 34±10% HR), se incrementaron los °Brix de 4,1 a 4,6 y pH de 3,7 a 4,3. Entre grupos fenotípicos e interacción tiempo de almacenamiento-grupos, se determinaron diferencias significativas en °Brix, coordenadas de color L* y b*, y ángulo Hue. Los cambios diferenciales poscosecha indican divergencias fenotípicas entre y dentro de acervos genéticos que pueden explotarse en programas de mejoramiento con objetivos regionales.

Effects of the 4N(v) chromosome from Aegilops ventricosa on agronomic and quality traits in bread wheat

Advanced wheat lines carrying the Hessian fly resistance gene H27 were obtained by backcrossing the wheat/Aegilops ventricosa introgression line, H-93-33, to commercial wheat cultivars as recurrent parents. The Acph-N v 1 marker linked to the gene H27 on the 4Nv chromosome of this line was used for marker assisted selection. Advanced lines were evaluated for Hessian fly resistance in field and growth chamber tests, and for other agronomic traits during several crop seasons at different localities of Spain. The hessian fly resistance levels of lines carrying the 4Nv chromosome introgression (4D/4Nv substitution and recombination lines that previously were classified by in situ hybridisation) were high, but always lower than that of their Ae. ventricosa progenitor. Introgression lines had higher grain yields in infested field trials than those without the 4Nv chromosome and their susceptible parents, but lower grain yields under high yield potential conditions. The 4Nv introgression was also associated with later heading, and lower tiller and grain numbers/m2 . In addition, it was associated with longer and more lax spikes, and higher values of grain weight and grain protein content. However, the glutenin and gliadin expression, as well as the bread-making performance, were similar to those of their recurrent parents

A PCR-based method for discriminating between high molecular weight glutenin subunits Bx7 and Bx7* in Triticum aestivum L

The correct assignment of high molecular weight glutenin subunit variants is a key task in wheat breeding. However, the traditional analysis by protein electrophoresis is sometimes difficult and not very precise. This work describes a novel DNA marker for the accurate discrimination between the Glu-B1 locus subunits Bx7 and Bx7*. The analysis of one hundred and forty two bread wheat cultivars from different countries has highlighted a great number of misclassifications in the literature that could lead to wrong conclusions in studies of the relationship between glutenin composition and wheat quality.

Zeitschrift für Pflanzenzüchtung.

4, 1916

Imputação de dados em experimentos multiambientais: novos algoritmos utilizando a decomposição por valores singulares

As análises biplot que utilizam os modelos de efeitos principais aditivos com inter- ação multiplicativa (AMMI) requerem matrizes de dados completas, mas, frequentemente os ensaios multiambientais apresentam dados faltantes. Nesta tese são propostas novas metodologias de imputação simples e múltipla que podem ser usadas para analisar da- dos desbalanceados em experimentos com interação genótipo por ambiente (G×E). A primeira, é uma nova extensão do método de validação cruzada por autovetor (Bro et al, 2008). A segunda, corresponde a um novo algoritmo não-paramétrico obtido por meio de modificações no método de imputação simples desenvolvido por Yan (2013). Também é incluído um estudo que considera sistemas de imputação recentemente relatados na literatura e os compara com o procedimento clássico recomendado para imputação em ensaios (G×E), ou seja, a combinação do algoritmo de Esperança-Maximização com os modelos AMMI ou EM-AMMI. Por último, são fornecidas generalizações da imputação simples descrita por Arciniegas-Alarcón et al. (2010) que mistura regressão com aproximação de posto inferior de uma matriz. Todas as metodologias têm como base a decomposição por valores singulares (DVS), portanto, são livres de pressuposições distribucionais ou estruturais. Para determinar o desempenho dos novos esquemas de imputação foram realizadas simulações baseadas em conjuntos de dados reais de diferentes espécies, com valores re- tirados aleatoriamente em diferentes porcentagens e a qualidade das imputações avaliada com distintas estatísticas. Concluiu-se que a DVS constitui uma ferramenta útil e flexível na construção de técnicas eficientes que contornem o problema de perda de informação em matrizes experimentais.

Análise de metabólitos e proteínas totais em folhas de Eucalyptus grandis durante a infecção por Puccinia psidii

Os mecanismos moleculares envolvidos na resistência de plantas contra patógenos são um tema bastante discutido no meio acadêmico, sendo o objetivo maior dos estudos a diminuição das perdas de produtividade provocadas por doenças em plantações do mundo todo. Muitos modelos de interação patógeno-hospedeiro foram propostos e desenvolvidos priorizando plantas e culturas de rápido desenvolvimento com ciclo de vida curto. Espécies de ciclo longo, porém, devem lidar durante anos - ao menos até a idade reprodutiva - contra o ataque de bactérias, fungos e vírus, sem contar, nesse meio tempo, com recombinações genéticas e mutações que tornariam possível o escape contra as moléstias causadas por microrganismos. Assim, como alternativa aos modelos usuais, o presente trabalho estudou um diferente par de antagonistas: Eucalyptus grandis e Puccinia psidii. Apesar da contribuição de programas de melhoramento genético, o patossistema E. grandis X P. psidii ainda é pouco descrito no nível molecular, havendo poucos estudos sobre os processos e as moléculas que agem de forma a conferir resistência às plantas. Assim, buscando o melhor entendimento da relação entre E. grandis X P. psidii, o presente trabalho estudou a mudança dos perfis de proteínas e metabólitos secundários ocorrida nos tecidos foliares de plantas resistentes e susceptíveis durante a infecção pelo patógeno, com o auxílio da técnica de cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas. Os resultados obtidos indicam que as plantas resistentes percebem a presença do patógeno logo nas primeiras horas pós-infecção, produzindo proteínas ligadas à imunidade (HSP90, ILITYHIA, LRR Kinase, NB-ARC disease resistance protein). Essa percepção desencadeia a produção de proteínas de parede celular e de resposta oxidativa, além de modificar o metabolismo primário e secundário. As plantas susceptíveis, por outro lado, têm o metabolismo subvertido, produzindo proteínas responsáveis pelo afrouxamento da parede celular, beneficiando a absorção de nutrientes, crescimento e propagação de P. psidii. No trabalho também são propostos metabólitos biomarcadores de resistência, moléculas biomarcadoras de resposta imune e sinais da infecção por patógeno em E. grandis.

Deriva genética de caracteres quantitativos em milho

A obtenção de genótipos superiores no melhoramento de plantas depende da existência de variabilidade genética. A existência de coleções de germoplasma representativas e a utilização de um tamanho adequado de amostra são fundamentais para a preservação das frequências alélicas e genotípicas, diminuindo a perda de variabilidade genética e postergando o aparecimento dos efeitos da deriva genética. Assim, teve-se como objetivo avaliar os efeitos da deriva genética em caracteres quantitativos em subpopulações de milho. Este estudo foi realizado a partir das populações originais BR-105 e BR-106, das quais 10 subpopulações foram obtidas em cada um dos cinco ciclos sucessivos de amostragem com tamanho efetivo reduzido, totalizando 50 subpopulações para cada população original, as quais foram posteriormente autofecundadas, gerando um nível a mais de endogamia. Os tratamentos foram constituídos de 10 amostras da população original sem autofecundação, 10 amostras com autofecundação, 50 subpopulações obtidas da população original e 50 subpopulações autofecundadas, totalizando 120 tratamentos para cada população, avaliados separadamente. Utilizou-se o delineamento em blocos casualizados no esquema de parcelas subdivididas em faixas hierárquico, em quatro ambientes com duas repetições por ambiente. Os caracteres avaliados foram produção de grãos (PG), prolificidade (PROL), comprimento e diâmetro de espigas (CE e DE), número de fileiras por espiga (NFE), número de grãos por fileira (NGF), altura de planta e espiga (AP e AE), florescimento masculino e feminino (FM e FF) e número de ramificações do pendão (NRP). Foram estimados os efeitos da deriva genética entre as médias das subpopulações nos dois níveis de endogamia e os efeitos da depressão por endogamia nas subpopulações dentro dos ciclos. Posteriormente, realizaram-se análises de regressão linear para as subpopulações nos dois níveis de endogamia, separadamente, e em conjunto. Foi verificada uma grande variação nas médias das subpopulações ao longo dos ciclos, indicando que a deriva genética causou diferenciação entre as mesmas e que estas se diferenciaram das populações originais. Detectaram-se efeitos significativos da deriva genética nas populações não autofecundadas para todos os caracteres avaliados, em maior número para PG, já que este caráter é mais sensível à deriva genética por possuir maior grau de dominância que os demais. Houve diminuição no número de estimativas de deriva significativas para as populações autofecundadas, incluindo mudanças na magnitude e no sinal das mesmas em relação às populações não autofecundadas. Para as estimativas de depressão por endogamia, os caracteres PG, NGF, FM e FF apresentaram maior quantidade de estimativas significativas que os demais. Para a maioria dos caracteres, a regressão linear explicou a maior parte da variação encontrada com o aumento dos coeficientes de endogamia. As populações BR-105 e BR-106, por terem estruturas genéticas distintas, apresentaram performances diferentes quanto aos efeitos da deriva genética. Enfim, como a deriva genética interfere na integridade genética das populações, torna-se importante considerar seus efeitos na coleta e manutenção dos bancos de germoplasma e nas populações utilizadas no melhoramento genético de plantas.

Zeitschrift für Pflanzenzüchtung.

3, 1915

Zeitschrift für Pflanzenzüchtung.

8, 1921-1922