Diversidade genética de clones de bananeira 'Prata-Anã' (AAB) por meio de marcadores SSR

Diversidade genética de 20 clones de 'Prata-Anã Gorutuba', quatro clones de 'Prata-Rio', quatro clones de 'Prata-Catarina' e as cultivares Caipira, Thap Maeo, Tropical, Maçã e Prata-Anã Comum foi avaliada por meio de marcadores moleculares Simple Sequence Repeats. De um total de 19 pares de primers SSRs utilizados, 57,8% deles amplificaram bandas polimórficas e distintas, 26,3% não produziram produtos específicos e 15,7% apresentaram falhas na amplificação de alguns indivíduos. O dendrograma indicou a formação de dois grupos. O primeiro grupo com a cultivar triploide Caipira, genoma exclusivamente A; enquanto o segundo (formado por sete subgrupos) agrupou todas as cultivares resultantes da hibridação natural ou artificial entre Musa acuminata e M. balbisiana, o subgrupo II, Tropical (AAAB) e o subgrupo III, Maçã (AAB). Os subgrupos IV, V, VI e VII foram formados, respectivamente, por: 'Prata-Catarina' clones 1 e 2; 'Prata-Rio' clones 1 e 2; 'Prata-Catarina' clone 3; 'Prata-Gorutuba' clones 12 e 17, 'Prata-Catarina' clone 4, 'Prata-Rio' clone 4, 'Thap Maeo' e 'Prata-Anã'. O subgrupo VIII foi formado exclusivamente pelos clones de' Prata-Anã Gorutuba'. Os resultados indicam a eficiência dos marcadores microssatélites na discriminação e na caracterização dos clones da 'Prata-Anã Gorutuba' da cultivar Prata-Anã.

Diversidade genética em populações de Candidatus Liberibacter asiaticus determinada por marcadores SSR

Pós-graduação em Agronomia (Genética e Melhoramento de Plantas) - FCAV

Distância genética entre linhagens avançadas de germoplasma de algodão com uso de marcadores de RAPD e microssatélites

O objetivo deste trabalho foi selecionar coeficientes de similaridade para serem aplicados a conjuntos de genótipos de algodoeiro com baixa diversidade genética. Analisou-se um conjunto de 65 linhagens e 4 cultivares de algodão, com marcadores de RAPD e SSR, e estimou-se a similaridade genética de acordo com sete coeficientes de similaridade: Coincidência Simples, Rogers & Tanimoto, Ochiai, Hamman, Jaccard, Dice e Russel & Rao. A adequação dos coeficientes ao conjunto de genótipos foi verificada por correlação entre as matrizes de distância, índice de consenso entre os dendrogramas e otimização de Tocher. As análises mostraram que o coeficiente de Russel e Rao foi divergente em relação aos demais e seu uso não é recomendável. Entre os parâmetros usados para avaliar a qualidade de informação de cada coeficiente, apenas o índice de consenso estabeleceu diferenças e os classificou em dois grupos: aquele em que a ausência simultânea é considerada e aquele em que ela é desconsiderada. Considerando-se a presença de apenas dois alelos microssatélites por loco e os maiores índices de consenso, os coeficientes de Coincidência Simples, Hamman e Rogers & Tanimoto devem ser preferidos, quando em conjuntos de genótipos de algodoeiro melhorados e com baixa diversidade.

Identificação e validação de marcadores microssatélites ligados ao gene Rpp5 de resistência à ferrugem-asiática-da-soja

O objetivo deste trabalho foi identificar novos marcadores microssatélites, ligados ao gene Rpp5 de resistência à ferrugem-da-soja, e validar os marcadores previamente mapeados, para que possam ser utilizados em programas de seleção assistida por marcadores moleculares (SAM). Para tanto, uma população F2 com 100 indivíduos, derivada do cruzamento entre a PI 200526 e a cultivar Coodetec 208, suscetível à ferrugem, foi artificialmente infectada e avaliada quanto à sua reação de resistência à ferrugem. Marcadores microssatélites foram testados nos genitores e em dois "bulks" contrastantes, para a identificação de marcadores ligados. Dois novos marcadores, potencialmente associados à resistência, foram testados em plantas individuais, e se constatou que eles estão ligados ao gene Rpp5 e estão presentes no grupo de ligação N da soja. A eficiência de seleção foi determinada em relação a todos os marcadores ligados ao gene Rpp5, e a combinação entre os marcadores Sat_275+Sat_280 foi de 100%.

Identificação e validação de marcadores microssatélites ligados ao gene Rpp5 de resistência à ferrugem-asiática-da-soja

O objetivo deste trabalho foi identificar novos marcadores microssatélites, ligados ao gene Rpp5 de resistência à ferrugem-da-soja, e validar os marcadores previamente mapeados, para que possam ser utilizados em programas de seleção assistida por marcadores moleculares (SAM). Para tanto, uma população F2 com 100 indivíduos, derivada do cruzamento entre a PI 200526 e a cultivar Coodetec 208, suscetível à ferrugem, foi artificialmente infectada e avaliada quanto à sua reação de resistência à ferrugem. Marcadores microssatélites foram testados nos genitores e em dois bulks contrastantes, para a identificação de marcadores ligados. Dois novos marcadores, potencialmente associados à resistência, foram testados em plantas individuais, e se constatou que eles estão ligados ao gene Rpp5 e estão presentes no grupo de ligação N da soja. A eficiência de seleção foi determinada em relação a todos os marcadores ligados ao gene Rpp5, e a combinação entre os marcadores Sat_275+Sat_280 foi de 100%.

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.

Herança genética e marcadores moleculares associados à resistência de Euphorbia heterophylla L. aos herbicidas inibidores da ALS e PROTOX

This study aimed to assess the genetic inheritance, determine the better DNA isolation protocol for this species and to identify molecular markers associated with the Wild Poinsettia (Euphorbia heterophylla L.) resistance ALS- and PROTOX- inhibiting herbicides and. The genetic inheritance of resistance was determined from crosses between E. heterophylla biotypes susceptible (S) and resistant (R), backcrosses and F2 generation. The complete dominance of resistance was confirmed with dose response curves. Ten adjusted methods for DNA isolation described in the literature were tested. The specific primers for ALS and PROTOX genes were designed from the consensus DNA sequence of these genes, obtained by aligning the gene sequences of the species Manihot esculenta and Ricinus communis L. Additionally, it was assessed the transferability of twenty SSR (simple sequence repeat) markers designed for Manihot esculenta, because among the species of Euphorbiaceae with more developed SSRs markers, because it is the closest relative phylogenetic species of E. heterophylla. Regarding genetic inheritance, the frequencies observed in the F1, F2, RCs and RCr did not differ significantly from the expected frequencies for a trait controlled by two dominant genes for multiple resistance and a single dominant gene for simple resistance to ALS- and PROTOX-inhibiting herbicides. The similar levels of resistance to dosage up to 2000 g i.a. ha-1 of fomesafen and dosage up to 800 g i.a. ha-1 of imazethapyr observed in F1 (heterozygous) and homozygous R biotype confirm the complete dominance of resistance to PROTOX- and ALS-inhibiting herbicides, respectively. The 0.2%BME protocol allowed the isolation of 7,083 ng μL-1 DNA, significantly (P=0.05) higher than other methods. Co-isolation of phenolic compounds was observed in FENOL and 3%BME+TB methods, but the addition of polyvinylpyrrolidone (PVP40) in the protocol extraction buffer 3%BME+TA solved this problem. The primers designed for ALS and PROTOX genes amplified but not showed no visible polymorphism in agarose gel between the S and R biotypes of E. heterophylla. Regarding the SSR transferability, ten markers were transferred to E. heterophylla, however, these six primers showed polymorphism among S and R biotypes.

Marcador microssatélite associado ao alelo Ty-1 de resistência a Begomovirus em tomateiro

O objetivo deste trabalho foi associar um marcador microssatélite ao alelo Ty-1 de resistência a Begomovirus em tomateiro, e avaliar a eficiência desta associação na seleção de linhagens resistentes ao vírus. Os marcadores SSR-47 e SSR-48 foram testados em linhagens isogênicas contrastantes quanto à presença do alelo Ty-1 (LA-3473, LA-3474, LA-3475). O marcador SSR-47, por ter detectado polimorfismo nas linhagens, foi o único utilizado nas etapas subsequentes da pesquisa. Detectada a associação entre o SSR-47 e o alelo Ty-1, testou-se sua eficiência na seleção de genótipos avançados de tomateiro. Para confirmar a eficiência da seleção, foi realizada a avaliação fenotípica das plantas com padrões contrastantes de bandas para SSR-47, quanto à resistência a Begomovirus. Plantas que apresentaram banda única de 191 pb foram resistentes ao Begomovirus, pelo teste de inoculação por enxertia; aquelas com banda única de 180 pb foram suscetíveis; e as plantas com bandas de 191 e 180 pb foram resistentes. A distância máxima entre o Ty-1 e o marcador SSR-47 foi de 2,7 cM. Este marcador foi efetivo em caracterizar genótipos portadores do alelo Ty-1. As respostas das plantas à infecção pelo Begomovirus, induzida via enxertia, são consistentes com as reações previstas com o uso do marcador molecular SSR-47.

Diversidade genética de Xylella fastidiosa em regiões produtoras de citros na Bahia

O objetivo deste trabalho foi avaliar, por meio de marcadores SSR, a diversidade genética de Xylella fastidiosa no Estado da Bahia. Foram estudadas duas das principais regiões produtoras de citros no Estado, o Litoral Norte e o Recôncavo Sul. Para fins comparativos, utilizaram-se dez amostras provenientes do Estado de São Paulo. Foram empregados os seguintes iniciadores: ASSR20, OSSR9, OSSR17, CSSR4, CSSR12 e CSSR20, dos quais os quatro últimos permitiram identificar 22 loci polimórficos. As populações de X. fastidiosa presentes em citros no Estado da Bahia apresentam elevada diversidade genética, com base nos marcadores SSR, com pools gênicos distintos e agrupamento geográfico. No Litoral Norte, as populações do isolado apresentam maior diversidade genética do que as da região do Recôncavo Sul da Bahia.

Mapeamento de QTLs para tolerância ao frio e características de importância agronômica em arroz

A temperatura baixa é um estresse comum na cultura do arroz em regiões temperadas, portanto a tolerância ao frio é uma característica altamente desejável em genótipos brasileiros de arroz cultivados no sul do país, onde as temperaturas baixas prejudicam o estabelecimento da lavoura e diminuem o redimento de grãos. O mapeamento molecular é uma estratégia promissora para o estudo e compreensão de de características com controle complexo, tais como a tolerância ao frio em arroz. Com base nisso, os objetivos deste trabalho foram estudar a herança e herdabilidade das características de tolerância ao frio e das características de importância agronômica a serem maepadas, desenvolver um mapa molecular a partir da população segregante F2 proveniente do cruzamento IRGA 417 (Índica) x Quilla 66304 (Japônica) e identificar locos de características quantitativas (QTLs) para a tolerância ao frio no período de germinação e vegetativo e características agronômicas que diferenciam estas duas subespécies. Por fim, investigar a possibilidade de obter indivíduos recombinantes com caracteristicas agronômicas desejáveis e toleância ao frio em uma população F2 do cruzamento entre IRGA 417 x Quilla 66304. As análises das distrbuições de freqüências da geração F2 evidenciaram a dificuldade de estimar o número de genes que controlam as características analisadas, sendo que todas elas apresentam distribuição contínua e segregação transgressiva em relação aos genitores. O mapa foi construído com base em oito marcadores SSR e 42 marcadores do tipo AFLP com uma densidade média de marcador a cada 38,8 cM, sendo o comprimento total do mapa de 581,6 cM. Foram identificados cinco QTLs, sendo que um deles confere tolerância ao frio no período de germinação, e explica 15,9% da variação fenotípica deste caráteer. O outros quatro QTLs identificados foram para largura do grgão (21,3%), esterilidade de espiguetas (61,6%), estatura das plantas (34, 5%) e comprimento do grão (21,9%). A detecção de um QTL associado à tolerância ao frio no período de germinação, e outros QTLs associados à demais características a viabilidade deste tipo de análise. Entretanto, um mapa de ligação enriquecido é nceessário para permitir a detecção de outros QTLs associados às características estudadas. Plantas recombinantes com alto recrescimento de coleóptilo e outrras caracteristicas agronômicas desejáveis foram encontradas, o que evidencia o potencial da população proveniente de IRGA 417 x Quilla 66304 para o melhoramento da tolerância ao frio de genótipos de arroz adaptados ao Sul do Brasil.

Herança da tolerância à toxidade ao alumínio (Al³+) em milho e identificação de regiões cromossomicas associadas ao caráter

A toxicidade por alumínio é uma das principais limitações para produção de plantas em áreas cultiváveis, incluindo a cultura do milho. Existe elevada variabilidade genética para o caráter tolerância ao alumínio nesta espécie, porém, a seleção é trabalhosa devido à dificuldade de avaliação a campo. Os objetivos do presente trabalho foram caracterizar a tolerância à toxicidade ao alumínio em cinco linhagens de milho e identificar marcadores moleculares ligados aos genes que determinam essa tolerância. Foi realizado um experimento dialélico entre três linhagens tolerantes e duas sensíveis ao alumínio utilizando o método de recrescimento da raiz principal (DIF). Houve superioridade das populações híbridas em relação aos genitores e, pelo desdobramento dos efeitos de heterose, houve significância nos efeitos de heterose de variedade e heterose específica. As linhagens L06 e L09 obtiveram maior capacidade geral de combinação e o cruzamento L10xL08 foi a melhor combinação específica. Para fenotipagem, realizada em famílias F3 dos cruzamentos L09xL06 e L10xL08 foi utilizado DIF e o método coloração com hematoxilina (HEM). Para análise molecular foram utilizados marcadores SSR. Foram obtidos 37 marcadores polimórficos. A análise de regressão mostrou significância em marcadores localizados nos cromossomos 4, 5, 6, 8 e 10. Os QTLs identificados explicaram 41% e 37% da variação para as variáveis DIF e HEM, respectivamente. Foi encontrada associação entre os experimentos a campo e trabalhos realizados em solução mínima para os híbridos testemunha, entretanto não houve correlação nos dados gerados pelas famílias F3 dos cruzamentos estudados. Os resultados sugerem o envolvimento de diversos genes, tratando-se de uma característica de herança complexa determinada por efeitos genéticos aditivos e nãoaditivos.

caracterização in situ e estrutura genética de populações de Gossypium mustelinum

Gossypium mustelinum Miers ex Watt is the only cotton species native from Brazil. It is endemic of the semi-arid region from North-east of the country, where it occur near from resilient water sources. The threats to the in situ conservation of the populations are caused by human interference in its habitat, mainly by excessive cattle graze and deforestation. Establish efficient strategies of in situ conservation depend on the accomplishment of a diagnosis of how the specie is found in its natural environment, and the knowledge about the genetic structure of the populations. The objectives of this work were i) to determine the in situ conditions of two populations present in rivers from basin of Rio Paraguaçu at the Bahia State, ii) to evaluate the structure and genetic variability presented in both populations, iii) to establish in situ and ex situ conservation strategies. It were realized collection in november 2007, when was realized in situ characterization of G. mustelinum. SSR markers were used for analyze 218 genotypes deriving from two populations of the G. mustelinum, localized at Tocó river and the Capivara river. The allelic frequencies, the heterozigosity and the F statics were estimated. All the plants were classified as wild and natives, and there was no evidence of the use the plants or its parts. The populations showed different conservation conditions in situ. Few plantlets were found in sites with excessive cattle feed, an indication that the damages in young plants should be high enough to compromise the renovation of the populations. On the other hand, populations were well preserved when the anthropic damages was low or inexistent. The 14 SSR primer pairs amplified 17 loci with a medium number of 5 alleles per locus (a total of 85 alleles). The high level of endogamy estimated (FIS=0,808) and the low observed heterozygosity (H0=0,093) were indicatives that the populations reproduce mainly by selfing, geitonogamy and crosses between related individuals. The genetic diversity was high (HE=0,482) and the differentiation between the populations was very high (FST=0,328). At least two sites from both populations of G. mustelinum must be preserved to achieve suitable in situ conservation. Actions that preserve the gallery forest and keep the cattle away should implemented, and could be as simple as erecting a fence. It is not possible anticipated if the in situ preservation will be possible. Therefore collections and ex situ preservation of representative specimens are essential to conserve the genetic diversity of native G. mustelinum

Caracterização genética e in situ de Gossypium barbadense na região norte do Brasil

Brazil has been considered one of the diversity centers of Gossypium barbadense species. It is believed that a relatively big erosion genetic process occurs with the species, due to economic, cultural and agricultural problems. A local diagnostic about species situation is the first step for reducing the diversity loss and establishing conservation strategies in situ. This research aimed the identification of the presence of Gossypium populations, characterization, determination of the main risks and collection of the accesses to store in germoplam banks, in Para and Amapa States. Expeditions were conducted in November 2004. An interview was carried out with the plant proprietor for characterizing in situ of G. barbadense species and of the environment where the plants were inserted. On hundred seventy nine plants in 22 municipal districts were collected in Para State and 117 plants in nine municipal districts in Amapa State. The majority of plants belong to G. barbadense species (98% in Amapa and 94% in Para). Plants occur in back yards, beside roads and spontaneously. That ones from back yards were more abundant (97% in Amapa and 95% in Para) and maintained as medicinal plants as the principal reason. Plants in natural environments in both states evaluated were not found, therefore, the creation of reserves and the application of others conventional methods of maintenance in situ are not applicable. The plant proprietors do not use to store or process seeds. Seed storage was reported as a practice by only 1% of the plant proprietors from Para and 11% from Amapa. The most plants collected were from two to three years of age (58% in Amapa and 93% in Para). As conclusions G. barbadense is the species most spread in the two studied states and are found in back yards. In Amapa State the botanical variety barbadense or Quebradinho is predominant, whereas in Para State the predominant variety is brasiliense or Rim-de-boi. Adequate conservation of thestudied species must be carried out in germoplasm collections maintained ex situ

Caracterização da resistência do algodoeiro a Ramularia areola e variabilidade molecular do patógeno

This research was conducted with the aim to study the genetic and pathogenic structure of Ramularia areola isolates collected in Brazil and to characterize the resistance response in cotton plants to ramularia spot. The genetic variability of 28 isolates of R. areola was studied using RAPD markers. The pathogenicity evaluation was realized by the inoculation of 6 isolates on cotton varieties Guazuncho-2 (Gossypium hirsutum) and VH8-4602 (Gossypium barbadense). The inheritance of disease resistance was studied using an artificially inoculated population of F2 individuals derived from the intercross of Guazuncho-2 (susceptible variety) end VH8-4602 (resistant variety), and also the parents and F1 individuals. Molecular polymorphism between the G. hisutum varieties DeltaOpal (suscetible) and CNPA CO-11612 (resistant) was estimated by 118 SSR and 24 AFLP markers. The parental genotypes Guazuncho-2 and VH8-4602 were selected for mapping, and then Recombinant Inbred Lines (RIL´s) derived from this crossing were evaluated with SSR 12 markers. The analysis of population structure of R. areola revealed that the three subpopulations were genetically simillar (Gst=0.18), and the isolates from Goiás and Minas Gerais were more similar to each other (0,92). This probability can be related to the relatively high gene flow among the three subpopulations (Nm=2.20). The isolates R. areola 9.1, from Minas Gerais State and 8.1 and 8.3 from Goiás State were the most aggressive ones to the susceptible variety Guazuncho-2. The variety VH8-4602 presented high level of resistance to ramularia spot. No differential interaction was observed between the pathogens and the analyzed varieties, and the resistance was classified as horizontal. The quantification of disease by number of necrotic lesions and number of spores in individual plants of F1 and F2 generations from the crossing between the varieties Guazuncho-2 and VH8-4602 presented continuous distribution, suggesting polygenic resistance. The resistance is probabilly recessive, since necrotic lesions and sporulation were observed on F1 plants. The molecular polymorphism between DeltaOpal e CNPA CO-11612 lineages was low (6%), then would be difficult to accomplish molecular mapping of disease resistance using this intercross. With the genotyping of the RIL s it was verified that 25% of the markers segregated in the proportions proposed by Mendel s Law and 75% of the studied markers presented segregation distortion in favor to the parental G. hirsutum. Both the low genetic variability of the pathogen and the number of resistance genes suggest that durable genetic resitance may be achieved

Diversidade fenotípica e molecular de cultivares brasileiras de soja portadoras de gene RR

Pós-graduação em Agronomia (Genética e Melhoramento de Plantas) - FCAV