Caracterização e identificação de cultivares e seleções de pereiras através de marcadores RAPD

Trinta e seis acessos de pereira representando diversas espécies, híbridos e seleções do banco de germoplasma do Instituto Agronômico (IAC) foram geneticamente caracterizados através de marcadores RAPD. Cada primer originou de 10 a 19 bandas, sendo que 26 deles forneceram 250 bandas polimórficas, de um total de 353. Os primers OPC02, OPC08, OPD02, OPD19, OPD20 e OPE06 revelaram bandas específicas para as peras orientais e OPA01, OPA11, OPC08, OPD04, OPD09 e OPD15 para as ocidentais. O dendograma obtido foi confirmado pela análise de coordenada principal, originando três principais agrupamentos: 1) Todas as pereiras lançadas pelo IAC, como 'Seleta', 'Triunfo', 'Primorosa', 'Tenra', IAC 16-41, 'Centenária', além de 'William's', 'Packham's Triumph', 'D'água', 'Hood', 'M. Sieboldt', 'Kieffer','Branca Francesa' e 'Schimidt'. 2) As pereiras asiáticas, como 'Okusankichi', 'Shinseiki', 'Atago', 'Hakko', 'Hosui', 'Nijiseiki', 'Kosui' e 'Ya-li', além de 'Nodji', 'Limeira' e todas as seleções IAC das séries 193; 293 e 393. 3) Todas as pereiras porta-enxertos da série Taiwan (P. calleryana D.), além de 'Manshu Mamenashi' (P. betulaefolia B.). Evidenciou-se que os cultivares IAC possuem maior proximidade genética com as peras ocidentais (Pyrus communis L.), mesmo sendo descendentes de 'Hood', material suspeito de ser híbrido interespecífico entre P. communis e P. serotina R.. Os resultados ratificaram a importância dos marcadores RAPD para a identificação de cultivares, seleções e híbridos pertencentes aos diferentes grupos botânicos, mostrando ser ferramenta de apoio adequada a programas de melhoramento genético de fruteiras.

Mapeamento de QTLs associados à produção de frutos e sementes em híbridos de Citrus Sunki vs. Poncirus trifoliata

O grupo dos citros apresenta acentuada juvenilidade manifestada pela incapacidade de florescimento, vigor e formação de espinhos. No caso da laranja 'valência', os híbridos de trifoliata, utilizados como porta-enxertos, induzem maior precocidade e produtividade. O número de sementes do fruto (NSF) constitui importante característica da variedade candidata a porta-enxerto de citros. O presente estudo teve como objetivo detectar QTLs associados às características número de frutos por planta (NF) e número de sementes por fruto em uma progênie F1 derivada de um cruzamento entre Citrus sunki e Poncirus trifoliata 'Rubidoux'. Os grupos de ligação (GL) dos parentais foram obtidos usando a estratégia 'pseudotestcross' e marcadores do tipo RAPD. A contagem do número de frutos por planta e o número médio de sementes por fruto foi realizada usando 80 indivíduos da progênie. A detecção dos QTLs foi realizada pelo método de mapeamento por intervalo composto utilizando o programa QTLCartographer. Foram detectados um QTL associado à frutificação e um QTL ligado ao número de sementes situados no GL 4 e GL 5 no mapa de P. trifoliata, respectivamente.

RAPDs na caracterização genético-molecular e no estudo da variabilidade genética de cultivares de ameixeira

Marcadores moleculares têm sido amplamente utilizados nas mais variadas espécies frutíferas para análise de "fingerprinting", para o processo de certificação de material vegetal e como ferramenta auxiliar em programas de melhoramento genético, para acessar a variabilidade genética entre genótipos. Dado a importância da cultura da ameixeira para a região Sul do Brasil, o presente trabalho teve por finalidade contribuir para a caracterização genético-molecular de 17 cultivares. As cultivares foram analisadas com 12 marcadores RAPD, que produziram 187 polimorfismos. O marcador OP A20 foi o mais polimórfico, produzindo 26 perfis diferentes. A análise de agrupamento, realizada com o método UPGMA, produziu um dendrograma que permitiu uma clara separação das cultivares em três grupos, correspondentes às suas respectivas espécies, Prunus salicina, Prunus domestica e Prunus cerasifera. O alto grau de polimorfismo detectado pelos marcadores RAPD confirma o potencial da técnica na análise de "fingerprinting" e sua utilidade na estimativa da variabilidade genética entre cultivares de ameixeira.

Caracterização molecular de cultivares de pessegueiro e nectarineira com microssatélites

Na certificação de mudas de plantas frutíferas, a identificação genética é importante em todas as etapas do processo de produção. Em pessegueiro, a identificação de genótipos baseada somente em características morfofenológicas deixa dúvidas quanto à verdadeira identidade de algumas cultivares. Marcadores moleculares de microssatélies foram utilizados objetivando a caracterização molecular de 8 cultivares de nectarineira e 28 de pessegueiro. Para a análise, foram utilizados 13 incializadores de microssatélites (primers), sendo que todos foram marcadores produzindo polimorfismo suficiente para identificar 32 das 36 cultivares analisadas. A maior similaridade genética verificada nas cultivares para consumo in natura foi entre Coral e Planalto (0,94) e entre Della Nona e Marfim (0,90), enquanto, para os pessegueiros para indústria, foi de 0,93 entre Jubileu e Capdeboscq e de 0,92 entre Jade e Esmeralda. Os marcadores de microssatélites permitiram separar em grupos distintos as nectarineiras e os pessegueiros de consumo in natura dos de indústria, havendo uma elevada concordância entre os dados genealógicos das cultivares e os dados gerados pelos microssatélites, confirmando a grande utilidade da técnica para a caracterização genética.

Variabilidade genética de acessos silvestres e comerciais de Passiflora edulis Sims. com base em marcadores RAPD

No Cerrado brasileiro, há uma grande diversidade de cores, tamanhos e aromas de frutos em acessos silvestres de P. edulis. Estes acessos também são importantes fontes de resistência a doenças, podendo ser incorporados em programas de melhoramento genético do maracujazeiro azedo. Neste trabalho, objetivou-se estimar a variabilidade genética existente em acessos silvestres e comerciais de P. edulis utilizando-se de marcadores RAPD. O DNA genômico de cada acesso foi extraído e amplificado com treze iniciadores decâmeros (OPD-04, OPD-07, OPD-08, OPD-16, OPE-18, OPE-20, OPF-01, OPF-14, OPG-05, OPG-08, OPH-04, OPH-12 e OPH-16) para a obtenção dos marcadores RAPD. Os marcadores obtidos foram convertidos em uma matriz de dados binários, a partir da qual foram estimadas as distâncias genéticas entre os acessos e realizadas análises de agrupamento e de dispersão gráfica. Um total de 187 marcadores foi gerado, sendo que apenas 28 (14,97%) deles foram monomórficos. As distâncias genéticas entre os 15 acessos de maracujazeiro variaram de 0,091 a 0,496. Os marcadores moleculares demonstraram a alta variabilidade genética dos acessos de P. edulis, sendo que os acessos de frutos amarelos apresentaram maior distanciamento em relação aos de frutos roxos. Menores distâncias genéticas foram verificadas entre os acessos de mesma origem geográfica.

Review. Characterization and selection of hexaploid wheats containing resistance to Heterodera avenae or Mayetiola destructor introgressed from Aegilops

Cereal cyst nematode (CCN, Heterodera avenae) and Hessian fly (HF, Mayetiola destructor) are two major pests affecting wheat crops worldwide including important cereal areas of Spain. Aegilops ventricosa and Ae. triuncialis were used as donors in a strategy to introduce resistance genes (RG) for these pests in hexaploid wheat (Triticum aestivum L.). Two 42 chromosomes introgression lines have been derived from Ae. ventricosa: H-93-8 and H-93-33 carrying genes Cre2 and H27 conferring resistance to CCN and HF, respectively. Line TR-3531 with 42 chromosomes has been derived from Ae. triuncialis and carries RGs conferring resistance for CCN (Cre7) and for HF (H30). Alien material has been incorporated in lines H-93 by chromosomal substitution and recombination, while in line TR-3531 homoeologous recombination affecting small DNA fragments has played a major role. It has been demonstrated that Cre2, Cre7, H27 and H30 are major single dominant genes and not allelic of other previously described RGs. Biochemical and molecular-biology studies of the defense mechanism triggered by Cre2 and Cre7 have revealed specific induction of peroxidase and other antioxidant enzymes. In parallel to these basic studies advanced lines carrying resistance genes for CNN and/or HF have been developed. Selection was done using molecular markers for eventually «pyramiding» resistance genes. Several isozyme and RAPD markers have been described and, currently, new markers based on transposable elements and NBS-LRR sequences are being developed. At present, two advanced lines have already been included at the Spanish Catalogue of Commercial Plant Varieties.

Regeneração de plantas após fusão de protoplastos de tangelo 'Page' e toranja 'Lau Tau'

Buscou-se a hibridação somática entre tangelo 'Page' e toranja 'Lau Tau' visando à produção de porta-enxerto semelhante à laranja-azeda, por esta espécie ser considerada um provável híbrido entre C. reticulata e C. grandis. Após isolamento, fusão e cultivo de protoplastos, obtiveram-se brotações que foram enxertadas in vitro, em laranja 'Hamlin'. Dezessete plantas foram aclimatizadas em casa de vegetação. A análise de citometria de fluxo confirmou a constituição diplóide dessas plantas. Marcadores moleculares RAPD das plantas regeneradas apresentaram padrão de bandas similar ao de tangelo 'Page'. Entretanto, todas as plantas apresentaram conformação fenotípica diferente dos genitores.

Nota. Detección molecular de Heterobasidion annosum s.s. en claras de Pinus nigra en el Pirineo Aragonés

En diciembre de 2007, en la Sierra de Loarre (Huesca) observamos signos de Newrobasidion annosum sensu lato asociados a daños de defoliación y mortalidad en una repoblación de Pinus nigra. Se ha identificado la especie biológica de aislamientos recogidos de este patógeno mediante técnicas moleculares, y se ha corroborado mediante cruces con aislamientos homocariontes, que se trata de H. annosum sensu stricto. Esta especie biológica ataca al género Pinus y puede causar daños sobre Pinus nigra.

Utilização de marcador molecular SCAR na identificação de Fusarium subglutinans, agente causal da malformação da mangueira

O gênero Fusarium é responsável por doenças em diversas plantas economicamente importantes. Entre estas doenças, destaca-se a malformação da mangueira, causada pelo fungo Fusarium subglutinans. O objetivo deste trabalho foi desenvolver oligonucleotídeos iniciadores para reação em cadeia da polimerase (PCR), específicos para o fungo F. subglutinans da mangueira. A amplificação de DNA de oito Fusarium spp. de diferentes hospedeiros, usando o oligonucleotídeo randômico UBC-41 (TTAACCGGGG), produziu um fragmento de aproximadamente 1.300 pb somente para o fungo da mangueira. Tendo em vista que padrões de bandeamento por RAPD não são considerados confiáveis devido à baixa reprodutibilidade dos resultados, o fragmento diferencial foi eluído do gel de agarose, purificado, clonado e seqüenciado. As seqüências nucleotídicas foram utilizadas para identificar e sintetizar quatro pares de oligonucleotídeos específicos, denominados Fs 5, Fs 13, Fs 14 e Fs 15. DNAs de Fusarium spp. de outros hospedeiros (alho, amendoim, cana-de-açúcar, ciclâmen, ervilha, melão e trigo), da planta de mangueira cv. Tommy Atkins sadia e de outros cinco isolados de F. subglutinans de mangueira sintomática, foram submetidos à amplificação com os pares de oligonucleotídeos. Fragmentos amplificados foram visualizados somente para F. subglutinans de mangueira, demonstrando assim a especificidade dos oligonucleotídeos SCAR desenhados.

Confirmação de híbridos interespecíficos artificiais no gênero passiflora por meio de marcadores RAPD

A obtenção de híbridos interespecíficos de maracujazeiro é um processo de grande valia para proporcionar ganhos agronômicos à espécie comercial Passiflora edulis em programas de melhoramento genético, obter novos materiais genéticos com potencial para uso como porta-enxertos e também como alternativas para o mercado de plantas ornamentais. Neste trabalho, marcadores moleculares RAPD foram utilizados visando à confirmação do sucesso de 17 hibridações interespecíficas. Amostras de DNA genômico do suposto híbrido e de seus prováveis genitores foram extraídas, e 12 primers decâmeros foram utilizados para a obtenção de marcadores RAPD. Os marcadores gerados foram analisados quanto à presença ou não de bandas informativas para a confirmação da fecundação cruzada. Foram confirmados os cruzamentos P. laurifolia x P. nitida; P. edulis f. flavicarpa GA2 x RC1 (GA2 x P. coccinea); P. caerulea x P. amethystina; P. glandulosa x P. galbana; P. coccinea x P. actinia; P. glandulosa x P. edulis f. flavicarpa GA2; P. sidaefolia x P. actinia; P. galbana x P. actinea; F1 (P. coccinea x P. setacea) x P. coccinea; F1 (P. coccinea x P. setacea) x P. mucronata; P. eichleriana x P. gibertii; P. galbana x P. edulis f. flavicarpa GA2; P. glandulosa x P. edulis edulis cinza TO; P. glandulosa x P. sidaefolia; P. coccinea x P. setacea. Constatou-se a existência de compatibilidade genética entre essas espécies, sendo possível a sua utilização em programas de melhoramento. Os marcadores RAPD mostraram-se excelentes ferramentas para verificar a ocorrência da fecundação cruzada no gênero Passiflora.

Avaliação da dissimilaridade genética em genótipos de bananeira (Musa spp.) via marcadores RAPD

A bananicultura possui grande importância econômica e social. A UENF, por meio do Laboratório de Melhoramento Genético Vegetal iniciou um trabalho de introdução de cultivares de bananeira. Foram introduzidas cultivares com procedência da Embrapa Mandioca e Fruticultura e Embrapa Amazônia Ocidental. O objetivo deste trabalho foi realizar um estudo de diversidade genética entre 21 cultivares e obter a correta identificação de possíveis genótipos introduzidos na UENF. Foram avaliados os seguintes genótipos: Fhia 18, Prata-Anã, UENF 1526, Pacovan, Caipira, Maçã, UENF 1527, Nanicão, Thap Maeo, UENF 1528, UENF 1529, Grande Naine, Ambrósia, Bucaneiro, Calipso, PV42-68, PV42-85, PV42-142, ST12-31, Calcutta e BB da França. A análise de divergência genética foi feita com base na caracterização molecular, utilizando-se da técnica RAPD. Para serem obtidas marcas moleculares RAPD, foram utilizados 31 "primers", gerando um total de 94 marcas totais. Os resultados mostraram que os marcadores moleculares RAPD foram eficazes em revelar a existência de diversidade genética entre os 21 genótipos de bananeira. Na interpretação das análises moleculares, foi utilizado o complemento aritmético do Índice de Jaccard. Com base nas análises de agrupamento hierárquicas UPGMA e o método de otimização de Tocher, essa diversidade pôde ser observada pela presença de genótipos similares e divergentes.

Caracterização molecular de butiazeiro por marcadores RAPD

O grupo botânico Arecaceae é de extremo interesse por compreender plantas em extinção e por apresentar um grande potencial de exploração econômica. O butiazeiro (Butia capitata (Mart.) Becc.) ocorre naturalmente no Sul do Brasil. Sua caracterização molecular é de extremo interesse para futuros trabalhos de melhoramento genético. Assim sendo, verificou-se a variabilidade genética existente entre vinte e dois genótipos de butiazeiro da espécie (Butia capitata), pertencentes ao BAG (Banco Ativo de Germoplasma) de frutíferas nativas do Centro Agropecuário da Palma - UFPel. Esses genótipos foram analisados usando marcadores do tipo RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA). Um total de 136 fragmentos foram obtidos, sendo 77 polimórficos. O primer OPA11 apresentou maior polimorfismo, produzindo 9 perfis diferentes. A análise de agrupamento, realizada pelo método UPGMA, produziu um dendrograma que permitiu a clara separação dos genótipos em dois grupos principais. Verificou-se que, com a técnica de marcadores de RAPD, foi possível obter um perfil molecular único e uma estimativa da variabilidade existente entre os genótipos de butiazeiro avaliados.

Inter-relações genéticas entre espécies do gênero Spondias com base em marcadores AFLP

O objetivo deste trabalho foi construir um fenograma de trinta indivíduos de seis espécies de Spondias, amostradas em três diferentes locais, baseado em 120 marcadores AFLP das combinações de primers EcoR1/Mse1 para esclarecer as inter-relações entre as espécies, subsidiar a exploração das espécies como porta-enxerto e fornecer informações genômicas dessas espécies. O fenograma UPGMA do coeficiente de Jaccard apresentou boa definição, com valor co-fenético de 0,925 e localização externa de dois "outgroups" das espécies Mangifera indica e Schinopsis brasiliensis da família Anacardeaceae. Todos os indivíduos de S. cytherea, S. tuberosa e S. purpurea foram agrupados dentro de cada espécie, independentemente do local de amostragem, enquanto quatro dos seis indivíduos de Spondias sp (umbu-cajá) e S. mombin foram agrupadas, e outros dois indivíduos foram posicionados fora dos agrupamentos dessas espécies. Os dois indivíduos de Spondias sp (umbuguela) não se posicionaram próximos no fenograma. A posição do umbu-cajá e da umbuguela (PE) entre umbuzeiro e cajazeira, e similaridades entre 50% e 60% sugerem que as mesmas possam ser híbridas entre as duas espécies. O fenograma sugeriu que S. cytherea foi a espécie mais divergente das estudadas.

Identificação de microssatélites para o mamoeiro por meio da exploração do banco de dados de DNA

Os marcadores microssatélites são ferramentas úteis em diversas análises genéticas em plantas. No caso do mamoeiro (Carica papaya L.), poucos locos de microssatélites foram descritos até o momento. Assim, o objetivo deste trabalho foi explorar a base de dados do GenBank / NCBI (National Center of Biotechnoloy Information) à procura de microssatélites de mamoeiro, visando a seu futuro uso em estudos genéticos e moleculares aplicados ao melhoramento genético. As seqüências foram obtidas no GenBank / NCBI, no formato FASTA, e analisadas para a presença de microssatélites com um mínimo de 20; 7 e 5 repetições dos motivos de mono-, di- e trinucleotídeos, respectivamente, e acima de 4 repetições para tetra- e pentanucleotídeos. Seqüências com mais de 90% de similaridade foram consideradas redundantes e, portanto, eliminadas das análises. Foram analisadas 44.591 seqüências, das quais 3.180 foram não-redundantes e apresentaram 3.947 microssatélites. Desse total, 3.587 foram classificados como microssatélites perfeitos, 8 imperfeitos, 65 interrompidos, 239 compostos-perfeitos, 8 compostos-imperfeitos e 40 compostos-interrompidos. As repetições de di- e trinucleotídeos representaram 65,7 e 14,4% do total de seqüências analisadas, respectivamente. Somente os motivos do tipo AT/TA representaram 44,1% dos microssatélites encontrados. Os motivos mais comuns de tri-, tetra- e pentanucleotídeos foram AAT, AATT e TTTAA, respectivamente. Observou-se que, nas seqüências disponíveis, o genoma do mamoeiro apresenta, em média, um microssatélite a cada 5,65 kb.

Caracterização de três genótipos de umezeiro (Prunus mume Sieb. et Zucc.) por marcadores RAPD

Um projeto de pesquisa visando à utilização de clones de umezeiro (Prunus mume Sieb. et Zucc.) como porta-enxertos para pessegueiro [Prunus persica (L.) Batsch] está sendo conduzido na FCAV/UNESP, Câmpus de Jaboticabal-SP, com promissoras perspectivas de sucesso. Três genótipos de umezeiro foram selecionados de acordo com características agronômicas desejáveis para esta finalidade. A distinção dos três genótipos entre si, baseada exclusivamente em características morfológicas, apresenta limitações. Dessa forma, o objetivo do presente trabalho foi identificar marcadores RAPD capazes de diferenciar e caracterizar os Clones 05, 15 e a cv. Rigitano (Clone 10) de umezeiro, utilizando-se das cultivares Aurora-1 e Okinawa de pessegueiro como outgroup. Dos 220 primers testados, foram selecionados 42, que amplificaram todos os cinco genótipos. Verificou-se que os marcadores RAPD permitiram a distinção entre o Clone 05, o Clone 15 e a cv. Rigitano de umezeiro, demonstrando a existência de variabilidade genética entre os mesmos. Dentre os três genótipos de umezeiro estudados, constatou-se que a similaridade genética é maior entre o Clone 05 e o Clone 15.