Extension of the core map of common bean with EST-SSR, RGA, AFLP, and putative functional markers

Microsatellites and gene-derived markers are still underrepresented in the core molecular linkage map of common bean compared to other types of markers. In order to increase the density of the core map, a set of new markers were developed and mapped onto the RIL population derived from the `BAT93` x `Jalo EEP558` cross. The EST-SSR markers were first characterized using a set of 24 bean inbred lines. On average, the polymorphism information content was 0.40 and the mean number of alleles per locus was 2.7. In addition, AFLP and RGA markers based on the NBS-profiling method were developed and a subset of the mapped RGA was sequenced. With the integration of 282 new markers into the common bean core map, we were able to place markers with putative known function in some existing gaps including regions with QTL for resistance to anthracnose and rust. The distribution of the markers over 11 linkage groups is discussed and a newer version of the common bean core linkage map is proposed.

Variabilidade genética de Colletotrichum guaranicola usando marcadores AFLP

Foi detectada a variabilidade genética de vinte isolados de Colletotrichum guaranicola (Albuq.) provenientes de diferentes localidades produtoras de guaraná no Amazonas, utilizando-se marcadores moleculares AFLP. Foi possível separar os isolados em dois grupos. O coeficiente de variação genética entre os isolados foi de 0,0216 e a similaridade genética foi de 94,95%, confirmando que os isolados pertencem à mesma espécie, no entanto, foi observada variabilidade intra-específica.

Nonspecific PCR amplification by high-fidelity polymerases: implications for next-generation sequencing of AFLP markers.

High-fidelity 'proofreading' polymerases are often used in library construction for next-generation sequencing projects, in an effort to minimize errors in the resulting sequence data. The increased template fidelity of these polymerases can come at the cost of reduced template specificity, and library preparation methods based on the AFLP technique may be particularly susceptible. Here, we compare AFLP profiles generated with standard Taq and two versions of a high-fidelity polymerase. We find that Taq produces fewer and brighter peaks than high-fidelity polymerase, suggesting that Taq performs better at selectively amplifying templates that exactly match the primer sequences. Because the higher accuracy of proofreading polymerases remains important for sequencing applications, we suggest that it may be more effective to use alternative library preparation methods.

Genetic diversity and relationship in American and African oil palm as revealed by RFLP and AFLP molecular markers

The objective of this work was to evaluate the genetic diversity, its organization and the genetic relationships within oil palm (Elaeis oleifera (Kunth) Cortés, from America, and E. guineensis (Jacq.), from Africa) germplasm using Restriction Fragment Length Polymorphism (RFLP) and Amplified Fragment Length Polymorphism (AFLP). In complement to a previous RFLP study on 241 E. oleifera accessions, 38 E. guineensis accessions were analyzed using the same 37 cDNA probes. These accessions covered a large part of the geographical distribution areas of these species in America and Africa. In addition, AFLP analysis was performed on a sub-set of 40 accessions of E. oleifera and 22 of E. guineensis using three pairs of enzyme/primer combinations. Data were subjected to Factorial Analysis of Correspondence (FAC) and cluster analysis, with parameters of genetic diversity being also studied. Results appeared congruent between RFLP and AFLP. In the E. oleifera, AFLP confirmed the strong structure of genetic diversity revealed by RFLP, according to geographical origin of the studied material, with the identification of the same four distinct genetic groups: Brazil, French Guyana/Surinam, Peru, north of Colombia/Central America. Both markers revealed that genetic divergence between the two species is of the same magnitude as that among provenances of E. oleifera. This finding is in discrepancy with the supposed early tertiary separation of the two species.

Genetic divergence among tomato leafminer populations based on AFLP analysis

The objective of this work was to determine the genetic differences among eight Brazilian populations of the tomato leafminer Tuta absoluta (Meyrick) (Lepidoptera: Gelechiidae), from the states of Espírito Santo (Santa Tereza), Goiás (Goianápolis), Minas Gerais (Uberlândia and Viçosa), Pernambuco (Camocim de São Félix), Rio de Janeiro (São João da Barra) and São Paulo (Paulínia and Sumaré), using the amplified fragment length polymorphism (AFLP) technique. Fifteen combinations of EcoRI and MseI primers were used to assess divergence among populations. The data were analyzed using unweighted pair-group method, based on arithmetic averages (UPGMA) bootstrap analysis and principal coordinate analysis. Using a multilocus approach, these populations were divided in two groups, based on genetic fingerprints. Populations from Goianápolis, Santa Tereza, and Viçosa formed one group. Populations from Camocim de São Félix, Paulínia, São João da Barra, Sumaré, and Uberlândia fitted in the second group. These results were congruent with differences in susceptibility of this insect to insecticides, previously identified by other authors.

Variabilidade genética do umbuzeiro no Semi-Árido brasileiro, por meio de marcadores AFLP

O objetivo deste trabalho foi avaliar a distribuição da variabilidade genética do umbuzeiro (Spondias tuberosa), no Semi-Árido brasileiro, por meio de marcadores AFLP, para subsidiar estratégias de prospecção e conservação da espécie. Foram analisados 68 indivíduos de umbuzeiro de 15 ecorregiões, pelo dendrograma UPGMA e pela dispersão em escala multidimensional (MDS), com o coeficiente de Jaccard de 141 bandas polimórficas de AFLP. A análise da variância molecular foi realizada pela decomposição total entre e dentro das regiões ecogeográficas. O dendrograma apresentou valor cofenético de 0,96, e o gráfico MDS apresentou 0,25 para a falta de ajustamento. A variabilidade genética do umbuzeiro foi estimada em 0,3138, o que indica grande variação entre os grupos de indivíduos. Agrupamentos específicos foram observados em seis regiões ecogeográficas, enquanto nas demais regiões observaram-se pares entre alguns indivíduos, sem formação de agrupamentos específicos por local de amostragem, o que indica que a variabilidade genética do umbuzeironão está uniformemente distribuída no Semi-Árido. Sugerem-se estratégias para o estabelecimento de maior número de áreas para conservação in situ ou amostragens de menor número de indivíduos, em várias unidades de paisagens, para conservação ex situ da variabilidade genética do umbuzeiro.

Outcrossing rate between 'Haden' and 'Tommy Atkins' mangoes estimated using microsatellite and AFLP markers

The objective of this work was to estimate outcrossing rates between Haden and Tommy Atkins mango cultivars, using AFLP and microsatellite markers. Progenies of an isolated 'Haden' plant, identified in a 'Tommy Atkins' commercial orchard, in Petrolina, PE, Brazil, were analyzed. Total DNA was isolated from the progeny leaves and used for AFLP and microsatellite reactions. Multilocus outcrossing rates (t m) were estimated by direct count of AFLP or microsatellite markers and by the mLTR software. Outcrossing rates ranged from 0.85 to 0.87 with the analysis based on seven AFLP markers, and from 0.83 to 0.91 based on three microsatellite primers. No unexpected band patterns were observed for 'Haden' and 'Tommy Atkins'. The estimates obtained with the mLTR software were close to those obtained by direct AFLP and microsatellite allele counting, which indicates that the multilocus model was appropriate for this kind of study. The microsatellites mMiCIR005, mMiCIR030, and mMiCIR036 can be used to elucidate the origin of 'Haden' and 'Tommy Atkins' seedlings.

Genetic diversity of sweet sorghum germplasm in Mexico using AFLP and SSR markers

The objective of this work was to evaluate the diversity and genetic relationships between lines and varieties of the sweet sorghum (Sorghum bicolor) germplasm bank of the National Institute for Forestry, Agriculture and Livestock Research, Mexico, using AFLP and SSR markers. The molecular markers revealed robust amplification profiles and were able to differentiate the 41 genotypes of sweet sorghum evaluated. Analysis of the frequency and distribution of polymorphic fragments allowed for the detection of unique (AFLP) and rare (SSR) alleles in several genotypes (RBSS‑8, RBSS‑9, RBSS‑25, RBSS‑32, and RBSS‑37), indicating that these markers may be associated with a feature that has not yet been determined or may be useful for the identification of these genotypes. The genetic relationships indicated the presence of at least two types of sweet sorghum: a group of modern genotypes used for sugar and biofuel production, and another group consisting of historic and modern genotypes used for the production of syrups. Sweet sorghum genotypes may be used to develop new varieties with higher sugar and juice contents.

Similaridade genética entre cultivares de marmeleiro avaliadas por marcadores AFLP

O objetivo deste trabalho foi determinar as relações genéticas de 21 cultivares de marmeleiro com base no marcador "amplified fragment length polymorphism" (AFLP), para melhoramento e conservação de recursos genéticos da espécie na região sul do Rio Grande do Sul. O DNA das cultivares foi extraído pelo método CTAB, e as reações de AFLP foram realizadas com os iniciadores EcoRI/MseI. Foram identificados dois grupos entre as 21 cultivares de marmeleiro, um com quatro e outro com sete cultivares geneticamente mais relacionadas. As cultivares de marmeleiro apresentam alta variabilidade genética, com máximo de 43% de similaridade.

Diversidade molecular entre populações de Spodoptera frugiperda no Brasil avaliada por marcadores AFLP

O objetivo deste trabalho foi avaliar a diversidade molecular, por meio de marcadores AFLP, de seis populações de Spodoptera frugiperda coletadas na cultura do milho, em diferentes regiões geográficas do Brasil. O DNA foi extraído de lagartas de quarto instar, e as reações de AFLP foram realizadas com sete combinações de oligonucleotídeos iniciadores. A partir das seis populações de S. frugiperda estudadas, foi identificado um grupo principal formado por três populações geneticamente mais relacionadas. As populações de S. frugiperda analisadas mostram alta variabilidade genética, com máximo de 58% de similaridade.

Análise da diversidade genética por AFLP e identificação de marcadores associados à resistência a doenças em videira

Com objetivo de estudar diversidade genética e identificar marcadores associados à resistência ao míldio (Plasmopara viticola) e ao oídio (Uncinula necator), foram analisadas as cultivares de videira A 1976, CG 87746, CNPUV 154-27, Crimson Seedless, Gota de Ouro, Itália, Seyve Villard 12327 e Seyve Villard 12375. As análises de polimorfismo de comprimento de fragmento amplificado (AFLP) seguiram as etapas de digestão, ligação, pré-amplificação e amplificação. Efetuou-se a separação dos fragmentos amplificados em gel de 7% de poliacrilamida desnaturante (uréia 7M) e coloração com nitrato de prata. A similaridade foi estimada com base no coeficiente de Jaccard, e a agregação, por UPGMA. Foi gerada uma matriz de similaridade com bom ajustamento da agregação (r = 0,84). Os agrupamentos obtidos corresponderam à origem e classificação botânica das cultivares. Foram identificadas 15 marcas dissimilares associadas à resistência, sendo oito para míldio e sete para oídio.

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.

Similaridade genética de acessos de mangueira de diferentes origens geográficas avaliadas por marcadores AFLP

As relações genéticas de 105 acessos de diferentes origens geográficas do banco de germoplasma de mangueira da Embrapa foram determinadas com base no marcador AFLP, de forma a orientar trabalhos de melhoramento e manejo de recursos genéticos da espécie para a região Semi-Árida brasileira. Foram ainda incluídos dois acessos de duas espécies do gênero Mangifera, como "outgroup". O DNA dos acessos foi extraído pelo método do CTAB, as reações de AFLP foram realizadas para os iniciadores EcoRI/MseI e as bandas polimórficas foram analisadas para construção de fenograma, baseando-se no coeficiente de similaridade de Jaccard. Foram obtidas 157 e 54 bandas de AFLP polimórficas e monomórficas, respectivamente, em 13 combinações de iniciadores. O valor co-fenético do fenograma foi estimado em 0,81. Foram observados cinco grupos: 1) cultivares como Amrapali, Malika, híbridos Embrapa-Cpac e algumas variedades americanas formando um grupo; 2) grupo formado, predominantemente, por cultivares americanas, com algumas inclusões de híbridos sul-africanos e brasileiros; 3) grande grupo formado por cultivares brasileiras, com algumas inclusões de cultivares australianas, indianas e americanas; 4) grupo formado por algumas variedades tipo Espada, Rosa e acessos de diferentes origens; e 5) grupo formado por M. foetida e M. similis. Os acessos Carabao e Manilla apresentaram a maior similaridade, 97%. Os acessos estudados apresentaram similaridade superior a 51%, evidenciando a alta variabilidade genética da coleção de germoplasma de mangueira estudada.

Caracterização molecular de populações de Butia capitata (Arecaceae) do Sul do Brasil através de marcadores AFLP

O gênero Butia (Arecaceae) é um pequeno gênero subtropical com espécies no sul da América do Sul, considerado ornamental. Além disso, seus frutos são apreciados pelo sabor e aroma peculiares. Porém, no Rio Grande do Sul, as populações naturais sofrem com o avanço das atividades rurais e da construção imobiliária. O objetivo deste trabalho foi caracterizar oito populações de Butia capitata ocorrentes no Rio Grande do Sul através de marcadores moleculares do tipo AFLP. Pela análise molecular da variância, foi possível verificar que 83,68% da variabilidade genética são atribuídos à variação entre populações e 13,67% são atribuídos a diferenças entre populações dentro de regiões. A análise comparativa entre as oito populações feita de duas a duas demonstrou que são significativas as diferenças entre 15 populações, com média de 14,72% da variação molecular atribuída às diferenças entre populações. Este resultado indica a presença de variabilidade genética distribuída entre todas as populações, sem subdivisão decorrente de isolamento geográfico.

Variabilidade genética em populações de pitangueira oriundas de autopolinização e polinização livre, acessada por AFLP

Foram utilizados marcadores AFLP para a avaliação de populações de plantas de pitangueira (Eugenia uniflora) oriundas de autopolinização e de polinização livre, com o objetivo de verificar a variabilidade existente entre e dentro dessas populações, visando a fornecer mais informações que ajudem no entendimento do modo de reprodução dessa espécie. O material vegetal utilizado foi oriundo de duas seleções de pitangueira ("Pit 15" e "Pit 52"), mantidas na Embrapa Clima Temperado. De cada seleção, foram obtidas duas populações F1, por meio de autopolinização e de polinização livre, totalizando quatro populações. Foram analisados 18 indivíduos de cada população e as duas plantas-mãe, totalizando 74 indivíduos. Foram utilizadas três combinações de primers AFLP e calculada a similaridade genética entre plantas pelo coeficiente de Jaccard. Uma estimativa da variabilidade genética entre e dentro das populações foi estimada pela AMOVA. As três combinações de primers AFLP utilizadas amplificaram um total de 178 locos AFLP, dos quais 114 (64,0%) foram polimórficos entre todos os indivíduos. Não houve separação clara entre populações descendentes da mesma planta-mãe. Foi observado maior polimorfismo de marcadores AFLP em populações de polinização livre. A proporção da variabilidade genética total entre populações foi significativa, embora tenha sido menor do que aquela observada dentro das populações. A reprodução da pitangueira é decorrente tanto da autofertilização quanto da polinização cruzada, sendo necessário, no entanto, novos estudos para determinar qual a estratégia de reprodução mais eficiente.