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From the Oregon Wolfe Barley to fall-sown food barley : markers, maps, marker-assisted selection and quantitative trait lociChutimanitsakun, Yada 07 December 2011 (has links)
Understanding complex traits is a fundamental challenge in plant genetics and a prerequisite for molecular breeding. Tools for trait dissection are markers, maps, and quantitative trait locus (QTL) analysis. Marker-assisted selection (MAS) is an application that integrates these tools. In this thesis research, a new sequence-based marker was evaluated, maps were constructed and used, and QTLs were detected using two types of populations. Marker-assisted selection was used to develop a novel class of barley. Restriction-site Associated DNA (RAD), a sequence based-marker technology, allows for simultaneous high-density single nucleotide polymorphism (SNP) discovery and genotyping. We assessed the value of RAD markers for linkage map construction using the Oregon Wolfe Barley (OWB) mapping population. We compared a RAD-based map to a map generated using Illumina GoldenGate Assay (EST-based SNPs). The RAD markers generated a high quality map with complete genome coverage. We then used the RAD map to locate QTL for agronomic fitness traits. A paper describing this research was published (Chutimanitsakun et al., 2011). Marker-assisted selection was used to rapidly develop fall-sown barley germplasm for human food uses. The target traits were high grain β-glucan, vernalization sensitivity (VS) and low temperature tolerance (LTT). The target loci were WX and VRN-H2. Marker-assisted selection was effective in fixing target alleles at both loci and waxy starch led to increase in grain β-glucan. Unexpected segregation at VRN-H1 and VRN-H3, revealed by genome-wide association mapping (GW-AM), led to unanticipated phenotypic variation in VS and LTT. We found that GW-AM is an efficient and powerful method for identifying the genome coordinates of genes determining target traits. Precise information is obtained with perfect markers; additional research may be needed when multiple alleles are segregating at target loci and significant associations are with markers in linkage disequilibrium (LD) with the target loci. A paper describing this research will be submitted for publication. / Graduation date: 2012
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Comparative Mapping of QTLs Affecting Oil Content, Oil Composition, and other Agronomically Important Traits in Oat (Avena sativa L.)Hizbai, Biniam T. 01 November 2012 (has links)
Groat oil content and composition are important quality traits in oats (Avena sativa L). These traits are controlled by many genes with additive effects. The chromosomal regions containing these genes, known as quantitative trait loci (QTL), can be discovered through their close association with markers. This study investigated total oil content and fatty acid components in an oat breeding population derived from a cross between high oil ('Dal') and low oil ('Exeter') parents. A genetic map consisting of 475 DArT (Diversity Array Technology) markers spanning 1271.8 cM across 40 linkage groups was constructed. QTL analysis for groat oil content and composition was conducted using grain samples grown at Aberdeen, ID in 1997. QTL analysis for multiple agronomic traits was also conducted using data collected from hill plots and field plots in Ottawa, ON in 2010. QTLs for oil content, palmitic acid (16:0), stearic acid (18:0), oleic acid (18:1), linoleic acid (18:2) and linolenic acid (18:3) were identified. Two of the QTLs associated with oil content were also associated with all of the fatty acids examined in this study, and most oil-related QTL showed similar patterns of effect on the fatty acid profile. These results suggest the presence of pleiotropic effects on oil-related traits through influences at specific nodes of the oil synthesis pathway. In addition, 12 QTL-associated markers (likely representing nine unique regions) were associated with plant height, heading date, lodging, and protein content. The results of this study will provide information for molecular breeding as well as insight into the genetic mechanisms controlling oil biosynthesis in oat.
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Marker Assisted Selection for the development of intervarietal substitution lines in rapeseed <i>(Brassica napus L.)</i> and the estimation of QTL effects for glucosinolate content / Markergestützte Selektion für die Entwicklung von intervarietalen Substitutionslinien bei Raps <i>(Brassica napus L.)</i> und die Schätzung von QTL-Effekten für Glucosinolatgehalt. / Seleção assistida por marcadores para o desenvolvimento de linhas de substituição invervarietais em colza <i>(Brassica napus L.)</i> e estimativa do efeito dos QTL para teor de glucosinolatosMarschalek, Rubens 17 July 2003 (has links)
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The Mapping of Quantitative Trait Loci Associated with Morphometrics and Parr Marks in an F2 cross of European and North American Strains of Cultured Atlantic SalmonPedersen, Stephanie 01 May 2013 (has links)
Mapping quantitative trait loci (QTL) for traits under consideration for genetic improvement is becoming more common for many aquatic species, including Atlantic salmon. The objective of the study was to map QTL associated with length, weight, shape, parr mark number and contrast in three F2 hybrid families of European and North American strains of Atlantic salmon using single nucleotide polymorphisms. GridQTL software was used to perform separate analyses for male and female linkage maps. Numerous highly significant QTL were detected for every trait. Locations of QTL differed based on age and map used. Some QTL locations for the analyzed traits were similar to those of other studies on purebred and backcross Atlantic salmon populations; however, many more QTL were detected in the hybrid F2’s. The amount of genetic variation in skin colour and pattern displayed within the transAtlantic F2 families greatly exceeded the ranges seen in nature. / NSERC Strategic Grant
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Ontwikkeling van ’n koringkwekery met gestapelde, spesie-verhaalde roesweerstandWessels, Elsabet 12 1900 (has links)
Thesis (MSc (Genetics))--University of Stellenbosch, 2010. / Includes bibliography. / ENGLISH ABSTRACT: Wheat rust is a significant contributor to the total impact of diseases on sustainable wheat production. Genetic resistance, produced by using resistance genes from wheat and other related wild species, is the simplest and most cost-effective way to guard against these diseases. The pyramiding of resistance genes in a single line is a vital practice in bringing about durable resistance.
This study aimed to develop a series of doubled haploid (DH) wheat lines containing combination's of wild species genes for rust resistance. Rust resistance genes Lr19 (7BL), Sr31/Lr26/Yr9/Pm8 (1BS) and Lr54/Yr37 (2DL) were combined by means of crossing. Breeders. lines which have complex resistance including Lr24/Sr24 (3DL), Lr34/Yr18 (7D), Sr36 (2BS) and Sr2 (3BS), were used. Marker assisted selection (MAS) was used to type populations for the above mentioned genes. Using the DH method (maize pollination technique), an inbred population was developed from the selected lines, after which the lines were characterised molecularly for the resistance gene translocations which they contain.
The study produced 27 lines with diverse genetic profiles. Seven lines contain four translocations (Lr24/Sr24, Lr34/Yr18, Sr2 and Lr19 or Sr31) each, 11 lines contain three genes each, six lines contain two genes each and only three lines contain a single translocation (Lr24/Sr24). The reality that rust pathogens have already overcome three of the resistance genes in the final population . Lr19, Sr31 and Sr24 . is a clear indication of the value of using non-major gene resistance for bringing about durable resistance. The focus should fall ever more greatly upon the application of quantitative trait loci (QTL) for this purpose, which will result in MAS contributing to the development of more durable resistance.
The value of the integration of MAS and DH in combination with conventional breeding practices in breeding programmes has already been illustrated internationally for increasing the rate of cultivar development and this is reaffirmed by this study. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Koringroes lewer jaarliks .n beduidende bydrae tot die totale impak van siektes wat volhoubare koringverbouing belemmer. Die mees eenvoudige en koste-effektiewe verweer teen hierdie siektes is genetiese weerstand, wat deur weerstandsgene vanaf koring, sowel as wilde verwante spesies, bewerkstellig word. Die stapeling van weerstandsgene in .n enkele lyn word as .n onontbeerlike praktyk om duursame weerstand tot stand te bring, geag.
Hierdie studie het ten doel gehad om .n reeks verdubbelde haploiede (VH) koringlyne te ontwikkel wat kombinasies van wilde spesie gene vir roesweerstand bevat. Roesweerstandsgene Lr19 (7BL), Sr31/Lr26/Yr9/Pm8 (1BS) en Lr54/Yr37 (2DL) is deur middel van kruisings gekombineer. Telerslyne wat oor komplekse weerstand beskik wat Lr24/Sr24 (3DL), Lr34/Yr18 (7D), Sr36 (2BS) en Sr2 (3BS) insluit, is gebruik. Merker-bemiddelde seleksie (MBS) is gebruik om populasies vir bogenoemde gene te tipeer. .n Ingeteelde populasie is vanaf die geselekteerde lyne met behulp van die VH metode (mielie-bestuiwing tegniek) ontwikkel, waarna die lyne molekuler vir die weerstandsgeentranslokasies waaroor hul beskik, gekarakteriseer is.
Die studie het 27 lyne met diverse genetiese profiele opgelewer. Sewe lyne bevat vier weerstandsgeentranslokasies (Lr24/Sr24, Lr34/Yr18, Sr2 en Lr19 of Sr31) elk, 11 lyne beskik oor kombinasies van drie gene elk, ses bevat twee gene elk en slegs drie lyne beskik oor .n enkele translokasie (Lr24/Sr24). Die realiteit dat die roespatogene reeds drie van die weerstandsgene in die finale populasie . Lr19, Sr31 en Sr24 . oorkom het, benadruk die waarde van die gebruik van nie-hoofgeenweerstand vir die daarstelling van duursame weerstand. Die fokus behoort toenemend meer op die aanwending van kwantitatiewe kenmerk-loci (QTL) vir hierdie doel te val en sal sodoende teweegbring dat MBS bydra tot die ontwikkeling van meer duursame weerstand.
Die waarde van die integrasie van MBS en VH in kombinasie met konvensionele telingsmetodiek is reeds internasionaal vir die versnelling van kultivarontwikkeling aangetoon en word ook deur hierdie studie herbevestig.
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Seleção genômica ampla no melhoramento vegetal / Genome wide selection in plant breedingResende Júnior, Márcio Fernando Ribeiro de 16 April 2010 (has links)
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Previous issue date: 2010-04-16 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The Genome Wide selection was proposed in 2001 to predict the phenotype values based in molecular markers information. In a previus step, the effect of each of each marker in controlling the genetic variance is estimated. This technology has already been used in animals, however, no report of its use was made for plants. This work aimed to study the impact of GWS, first in a simulated dataset, then in two Eucalyptus populations. Besides that, on the simulated data, it was compared the efficiency of using dominant markers versus the use of codominant ones. The simulation generated one population controlled by many genes (polygenic) and one population with olligogenic control. There were different situations of linkage disequilibrium among the marker and the QTL, different number of markers controlling the trait and heritabilities of 20, 30 and 40%. It was evaluated the prediction ability and the accuracy of the GWS. The results of accuracy were high, which turn in to a selection gain of up to 500% in the selection dataset and the use dominant markers at higher densities is more efficient than the use of dominant markers with lower densities. The Euvalyptus populations were genotyped for total height, diameter at breast height (DBH) and Pilodyn. The values of accuracy were 0,67 for height and 0,69 for DBH in the first population and ,53, 0,62, and 0,53 for total height, DBH and Pilodyn respectively. Those result turn in to a selection gain that varied from 430% to 723% with a reduction of 7 years in the breeding cycle. This showed significant results and gave evidences that the use of GWS in plants is possible to improve the way plant breeding is actually performed. / A seleção genômica ampla (GWS) foi idealizada no ano de 2001 como forma de predizer o fenótipo futuro de uma população baseado em informações de marcadores moleculares, cujos efeitos genéticos aditivos, que estes explicam, já foram previamente estimados. Esta tecnologia já é pesquisada e integrada aos programas de melhoramento animal. Embora em plantas nenhum trabalho com dados reais tenha sido descrito, a GWS tem grandes perspectivas de utilização também no melhoramento genético vegetal, o que pode permitir melhores acurácias e seleção precoce. O objetivo deste trabalho foi, em um primeiro momento, fornecer subsídios para melhor entender a seleção genômica ampla e fazer uma comparação de sua utilização com marcadores dominantes e codominantes. Em uma segunda etapa, a aplicação dessa tecnologia foi então proposta em Eucalyptus e seu impacto foi avaliado no melhoramento florestal. Foram simuladas uma característica de controle oligogênico e outra controlada por muitos genes em diferentes situações de desequilíbrio de ligação com os marcadores. Em cada característica, o número de locos que controlava o caracter foi estabelecido entre 100, 200 e 400 e as herdabilidades entre 20%, 30% e 40%. Foi avaliada a correlação dos valores fenotípicos observados com os valores fenotípicos preditos via informação de marcadores e a acuáracia de seleção. A partir das estimativas de acurácia, calculou-se também o ganho de seleção por unidade de tempo comparado com a seleção fenotípica. Os resultados das simulações demonstraram altos valores de acurácias que proporcionaram ganhos de até 500% caso o tempo do ciclo de geração seja reduzido. Observou-se que se o número de marcadores dominantes disponíveis foi superior ao número de marcadores codominantes, essa maior densidade proporciona acurácias maiores. A segunda etapa do trabalho foi realizada em duas populações de Eucalipto utilizando marcadores dominantes DArTs e avaliando as características Altura total, Diâmetro a Altura do Peito (DAP) e penetração do Pilody. As acurácias máximas obtidas foram de 0,67 para Altura e 0,69 para DAP em uma população, e de 0,53, 0,62, e 0,53 para Altura, DAP e Pilodyn, respectivamente, na segunda população. Estes valores proporcionaram ganhos que variaram entre 430% e 723% caso o ciclo de geração seja reduzido em 7 anos, situação possível no melhoramento de Eucalipto. Este trabalho demonstrou resultados animadores e o uso GWS se mostrou factível em plantas nas simulações e no conjunto de dados reais.
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Controle genético do escurecimento dos grãos de feijão com diferentes tipos de grão e origens / Genetic control of darkening of bean grains with different origins grain and typesRodrigues, Ludivina Lima 27 February 2018 (has links)
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Previous issue date: 2018-02-27 / The darkening of bean grains (Phaseolus vulgaris L.) occurs after harvest and leads to loss of
commercial value of the product. This trait is controlled by one gene, in which the dominant allele
confers the normal grain darkening of the carioca and pinto type. In the pinto type, this gene was
denominated Sd (Slow darkening). However, there are no reports that the gene identified in pinto is the
same as in the carioca type. Molecular markers linked to the Sd gene have been identified and validated
in carioca type populations: Pvsd-1158 (SSR) and PvbHLHp12804 (SNP). Thus, this study aimed to
verify if the gene that controls the darkening of the grains in different genotypes is the same; evaluate
the efficiency of the markers Pvsd-1158 and PvbHLHp12804 in a group of genotypes with carioca and
mulatinho (cream) grains; and estimate the genetic divergence among these genotypes. For this, 17
bean genotypes were used, which were grown in two experiments in greenhouse. The harvested grains
were stored for 135 days and phenotypically evaluated for darkening. In parallel, these genotypes were
evaluated genotypically with the markers Pvsd-1158 and PvbHLHp12804 and also with a panel of 24
microsatellite markers for estimation of genetic diversity. Crossings were also performed between
genotypes 1533-15, AN512666-0 and BRSMG Madrepérola, which present slow darkening of the
grains, to confirm if the gene responsible for the slow darkening is the same. For this, progenies F2:3
were evaluated by segregation tests from the data obtained from the phenotypic evaluation of the
darkening. Considering the 17 lines,, 13 lines showed slow darkening, three presented normal
darkening and one presented no darkening. The Pvsd-1158 and PvbHLHp12804 markers presented the
expected alleles according to the phenotypic evaluation in 14 of the 16 genotypes that presented some
darkening, representing 87.5% coincidence with the phenotypic data, indicating that the Sd gene is
responsible for the darkening the grains in these genotypes. The line CNFM11940, with grains
mulatinho (cream) and the cultivar TAA Dama, with carioca grains presented slow darkening and
alleles linked to normal darkening for the two markers. This indicates that there were recombination in
this genomic region, taunting the separation between the markers and the Sd gene, or that there is
another gene conferring the slow darkening in these genotypes. Estimation of genetic divergence
among the genotypes provided additional information for comparison of the genotypes. Additionally,
all the progenies F2:3 originating from the three populations showed slow darkening and, therefore,
there was no segregation. Thus, the gene that controls the darkening of the grains in beans pinto and
carioca is the Sd gene. / O escurecimento dos grãos de feijão (Phaseolus vulgaris L.) ocorre após a colheita e gera perda no
valor comercial do produto. Esse caráter é controlado por um gene com dominância do alelo que
confere o escurecimento normal em feijões do tipo carioca e pinto. Em feijões do tipo pinto esse gene
foi denominado Sd (Slow darkening). Entretanto, não existem relatos de que o gene identificado no tipo
pinto é o mesmo do tipo carioca. Existem marcadores moleculares identificados como ligados ao gene
Sd e validados em populações de feijão carioca: Pvsd-1158 (SSR) e PvbHLHp12804 (SNP). Assim,
esse estudo objetivou verificar se o gene que controla o escurecimento dos grãos em diferentes
genótipos de feijão com diferentes origens é o mesmo; avaliar a eficiência dos marcadores Pvsd-1158 e
PvbHLHp12804 em um grupo de genótipos com grãos carioca e mulatinho; e estimar a divergência
genética entre esses genótipos. Para isso, foram utilizados 17 genótipos de feijão, cultivados em dois
experimentos em telado. Os grãos colhidos foram armazenados por 135 dias e avaliados
fenotipicamente quanto ao escurecimento. Paralelamente, esses genótipos foram avaliados
genotipicamente com os marcadores Pvsd-1158 e PvbHLHp12804 e também com um painel de 24
marcadores microssatélites para estimação da diversidade genética. Também foram realizados
cruzamentos entre os genótipos 1533-15, AN512666-0 e BRSMG Madrepérola, que apresentam
escurecimento lento dos grãos, para confirmar se o gene responsável pelo escurecimento nesses
genótipos é o mesmo. Para isso, foram avaliadas progênies F2:3 por meio de testes de segregação a
partir dos dados obtidos da avaliação fenotípica do escurecimento. Considerando as 17 linhagens, 13
apresentaram escurecimento lento, três apresentaram escurecimento normal e uma não apresentou
escurecimento. Os marcadores Pvsd-1158 e PvbHLHp12804 apresentaram os alelos esperados de
acordo com a avaliação fenotípica em 14 dos 16 genótipos que apresentaram algum escurecimento,
representando 87,5% de coincidência com os dados fenotípicos e indicando que o gene Sd é o
responsável pelo escurecimento dos grãos nesses genótipos. A linhagem CNFM11940, com grãos
mulatinho e a cultivar TAA Dama, com grãos carioca apresentaram escurecimento lento e alelos
relativos ao escurecimento normal para os dois marcadores. Isso indica que houve recombinação nessa
região genômica, provocando a separação entre os marcadores e o gene Sd, ou que existe outro gene
conferindo o escurecimento lento nesses genótipos. As estimativas de divergência genética entre os
genótipos forneceram informações adicionais para comparação dos genótipos. Adicionalmente, todas
as progênies F2:3 oriundas das três populações, apresentaram escurecimento lento e, portanto, não
houve segregação. Assim, o gene que controla o escurecimento dos grãos em feijão pinto e carioca é o
gene Sd.
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Escurecimento de grãos em feijão: parâmetros genéticos e fenotípicos, associação com tempo de cocção, seleção assistida por marcadores e obtenção de linhagens elite / Grain darkening: genetic and phenotypic parameters, association with cooking time, marker-assisted selection and breeding of elite linesAlvares, Renata Cristina 31 March 2015 (has links)
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Previous issue date: 2015-03-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The breeding of common bean cultivars with Carioca grain, slow grain darken-ing,
upright plant architecture, and high yield has become a growing challenge. Slow grain
darkening will increase the storage time, providing flexibility for producers for the
time of sale, and consequently increasing profitability. Studies have demonstrated the
existence of genetic variability for this trait, allowing the selection of lines with slow
grain darkening. The objectives of this study were i) to estimate genetic and
phenotypic parameters of lines of four segregating common bean populations; ii)
select those with slow grain darkening, upright plant architecture and high yield; iii)
seek an association between slow darkening and cooking time of grains after storage;
iv) evaluate two induction methods of grain dark-ening and v) validate the markers
Pvsd-1158 and PVM02TC116, associated with grain darkening. The tested lines were
derived from four segregating populations resulting from crosses between the cultivar
BRSMG Madrepérola with slow grain darkening and the par-ents BRS Estilo, BRS
Cometa, BRS Notável, and CNFC 10429. Three trials were installed with 220 lines (55
per population), and 5 parents in a 5x15 triple lattice design, with plots of two 3-m
rows, at three locations. The experiments were conducted in the winter grow-ing
season 2012, one in Santo Antônio de Goiás and two in Brasilia. The traits grain yield,
plant architecture, grain darkening, 100-grain weight, and cooking time were
evaluated. The variance components and genetic and phenotypic parameters were
estimated, and the phenotypic, genetic and environmental correlation coefficients
between grain darkening and cooking time, 90 and 180 days after harvest. Induction
methods of accelerated and slow darkening were compared. From the markers Pvsd-
1158 and PVM02TC116, identi-fied as previously linked to the gene that controls grain
darkening, the frequency of recom-bination and selection efficiency of the markers
was estimated for each population and environment and in the mean of the
environments. For slow grain darkening, the estimates of heritability, genetic variance
and expected gain with selection were high, indicating good chances of successful
selection. For yield, plant architecture and commercial grain size, the estimates of
heritability and genetic variance were high, but indicated no high gains with
simultaneous selection. Lines with slow grain darkening were obtained from the four
populations; the highest number of lines that combined slow darkening with upright
plant architecture, high yield, and commercial grain size were derived from the
crosses BRSMG Madrepérola x BRS Estilo and BRSMG Madrepérola x BRS Cometa. No
im-portant genetic correlation between grain darkening and cooking time was
identified, there-fore, light-colored grains do not indicate a short cooking time. The
induction methods of slow and accelerated darkening, provide similar information in
the discrimination of lines with slow and regular darkening. The estimates of the
recombination frequency for marker Pvsd-1158 were always low, indicating the close
linkage of this marker to the gene that controls slow darkening, and were stable in
the different environments and populations. Marker PVM02TC116 however was not
polymorphic in three of the four populations. The recombination frequency of this
marker in the polymorphic population was high, showing that it is unsuitable for
marker-assisted selection for grain darkening. / A obtenção de cultivares de feijoeiro-comum de grãos carioca que associem
escurecimento lento dos grãos, arquitetura ereta e alta produtividade é uma demanda
cres-cente para os melhoristas. O escurecimento lento de grãos permitirá aumentar
o tempo de armazenamento, proporcionando aos produtores flexibilidade no
momento de venda e, consequentemente, maior lucratividade. Estudos têm
demostrado a existência de variabili-dade genética para este caráter, possibilitando a
seleção de linhagens com escurecimento lento de grãos. Os objetivos do presente
trabalho foram i) estimar os parâmetros genéticos e fenotípicos de linhagens obtidas
de quatro populações segregantes de feijoeiro-comum; ii) selecionar linhagens que
associem escurecimento lento dos grãos, arquitetura de plantas ereta e alta
produtividade; iii) verificar a existência de associação entre o escurecimento lento e
o tempo de cocção dos grãos, após o armazenamento, iv) avaliar dois métodos de
indução do escurecimento dos grãos; e v) validar os marcadores SSR Pvsd-1158 e
PVM02TC116, associados ao escurecimento dos grãos. As linhagens avaliadas foram
ori-undas de quatro populações segregantes, derivadas do cruzamento entre a
cultivar de escu-recimento lento dos grãos BRSMG Madrepérola e os genitores BRS
Estilo, BRS Cometa, BRS Notável e CNFC 10429. Foram instalados três ensaios com
220 linhagens, sendo 55 de cada população, e os cinco genitores, em delineamento
experimental látice 15x15, com parcelas de duas linhas de três metros em três locais.
Os experimentos foram realizados na safra de inverno/2012, sendo um em Santo
Antônio de Goiás e outros dois em Brasília. Os caracteres avaliados foram
produtividade de grãos, arquitetura de plantas, escurecimento de grãos, massa de
cem grãos e tempo de cocção. Foram estimados componentes de vari-ância,
parâmetros genéticos e fenotípicos e coeficientes de correlação fenotípica, genética e
ambiental entre o escurecimento de grãos e tempo de cocção aos 90 e aos 180 dias
após a colheita. Foi realizada a comparação entre os métodos de indução de
escurecimento acele-rado e prolongado. A partir dos marcadores Pvsd-1158 e
PVM02TC116, identificados co-mo previamente ligados ao gene que controla o
escurecimento dos grãos, estimou-se a fre-quência de recombinação e a eficiência de
seleção dos marcadores para cada população em cada ambiente. Para escurecimento
lento dos grãos as estimativas de herdabilidade, variân-cia genética e ganho esperado
com a seleção foram elevadas, indicando boa possibilidade de sucesso com a seleção.
Para produtividade, arquitetura de plantas e tamanho comercial dos grãos, as
estimativas de herdabilidade e variância genética foram elevadas, no entanto, não
evidenciou altos ganhos com a seleção simultânea. As quatro populações possibilitaram
a obtenção de linhagens com escurecimento lento dos grãos, sendo BRSMG
Madrepé-rola x BRS Estilo e BRSMG Madrepérola x BRS Cometa as que forneceram
maior número de linhagens que associaram o escurecimento lento com arquitetura
ereta, alta produtivida-de e tamanho comercial de grãos. Não foi identificada
correlação genética importante entre o escurecimento e tempo de cocção dos grãos,
portanto, grãos claros não são indicativo de baixo tempo de cocção. Os métodos de
indução ao escurecimento, prolongado e acelerado, permitem discriminar as
linhagens que possuem escurecimento lento e normal e fornecem informações
semelhantes. As estimativas de frequência de recombinação para o marcador Pvsd-
1158 foram sempre baixas, indicando que o marcador é intimamente ligado ao gene
que controla escurecimento lento, sendo estável nos diferentes ambientes e
populações. Já o marcador PVM02TC116 não se mostrou polimórfico em três das
quatro populações, para a população polimórfica, apresentou elevada frequência de
recombinação, sendo, pois, inadequado para utilização da seleção assistida para
escurecimento dos grãos.
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Resistência vertical, Resistência específica, Seleção assistida, Proteínas relacionadas à patogênese (PRP) / Inheritance study of resistance to rice blast (Magnaporthe oryzae) in rice cultivars and identification of molecular markersPinheiro, Thiago Martins 28 February 2011 (has links)
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Previous issue date: 2011-02-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Blast (Magnaporthe oryzae) is considered the most important disease of rice
fields. Due to the high variability of the pathogen's population, rice cultivars quickly have
its race-specific resistance to blast broken. The identification for incorporating different
resistance genes in improved and adapted cultivars, utilizing molecular tools, is one
breeding strategy to find stable resistance in short period. The goal of this research was to
identify the number of resistance genes and SRR molecular markers to the pathotypes IB-1
and IB-9 of M. oryzae, and characterize some enzymes related to the expression of
resistance. The experiments were conducted under controlled conditions of green house
and laboratories. After crossing cultivar Cica-8 and cultivar Metica-1, the populations F1,
F2, BC1:1 and BC2:2 were sown in plastic trays containing five kg of soil fertilized. Each
tray contained eight lines with ten plants per row. Each pathotype of M. oryzae inoculated
thirty plants of resistant parents, thirty plants of susceptible parents, two hundred plants of
F2 population, one hundred plants of BC1:1 population and one hundred plants of BC1:2
population. The isolates 1049 (IB-1) and 435 (IB-9) were cultivated on oat medium to
produce the inoculum solution (3.105 conidia.mL-1). The inoculated plants were kept under
high humidity condition at 28°C, during seven days. Evaluations were made identifying
the number of resistant and susceptible plants. Eleven microsatellite markers were tested
by PCR strategies, utilizing DNA of each parent (resistance and susceptible), F1 and F2
populations. PCR reactions were assembled according to the characteristic of each SSR
prime. The fragments were separated by denature polyacrylamide (6%) gel to identify
polymorphism. Linkage analysis of the RM7102 microssatelite marker was estimated
using the MAP MAKER III software. The enzymatic characterization was studied through
the extraction of proteins, before and after inoculation, during five consecutive days for the
determination of the activity of β-1,3-glucanase (PR1) and peroxidase. Segregation in
populations F2 resistant and susceptible presented ratio of 3 plants resistant to 1 plant
susceptible. An SSR marker has been identified, RM7102, and linked to the resistance
gene of cultivar Cica-8 to the pathotype IB-1. Peroxidase had little activity in all
populations. The F2 populations, susceptible to both isolates, presented high β-1,3-
glucanase activity. / A brusone (Magnaporthe oryzae) é considerada a doença mais importante dos
arrozais. Devido à alta variabilidade da população do patógeno, cultivares de arroz
rapidamente tem sua resistência à brusone sucumbida. A identificação e incorporação de
diferentes genes de resistência em cultivares melhoradas e adaptadas, com o auxílio de
técnicas moleculares, constitui-se em uma das estratégias na busca de resistência estável a
serem adotadas. Tendo em vista o desafio acima colocado, este trabalho teve como
objetivo determinar o número de alelos envolvidos na expressão de resistência do arroz a
brusone, identificar marcadores microssatélites ligados a estes alelos e caracterizar a ação
de duas enzimas relacionadas à patogênese. Os experimentos foram conduzidos sob
condições controladas de casa de vegetação e laboratório. As gerações F1, F2, RC1:1 e RC1:2
foram semeadas em bandejas plásticas. Cada bandeja continha oito linhas, sendo dez
plantas por linha. Cada patótipo de M. oryzae foi inoculado em trinta plantas do genitor
resistente, trinta plantas do genitor suscetível, duzentas plantas da população F2, cem
plantas da população RC1:1 e cem plantas da população RC1:2. Os isolados 1049, patótipo
IB-1 e 435, patótipo IB-9, foram cultivados em meio de cultura aveia-dextrose-ágar para
produção de solução de inóculo, à concentração de 3.105 conídios.mL-1. As plantas
inoculadas foram mantidas sob alta condição de umidade e temperatura média de 28ºC,
durante sete dias. As avaliações foram feitas identificando a proporção de plantas
resistentes e suscetíveis. Para testar onze marcadores microssatélites selecionados, foram
feitas extrações de DNA de cada genitor e das populações F1 e F2. As reações de PCR
assim como os ciclos de amplificação foram montadas de acordo com a característica de
cada microssatélite. As reações foram submetidas a gel poliacrilamida desnaturante (6%)
para identificação de polimorfismo entre os genitores e as populações F1 e F2. A
caracterização enzimática foi estudada através da extração de proteínas, antes e depois da
inoculação, durante cinco dias consecutivos para a determinação da atividade enzimática
de β-1,3-glucanase (PR1) e peroxidase. A segregação em ambas as populações F2
apresentou proporção de três plantas resistentes para uma planta suscetível. Foi
identificado um marcador microssatélite, RM7102, ligado ao alelo de resistência da
cultivar Cica-8 ao patótipo IB-1. Não foi possível detectar diferenças entre as populações
F2 resistentes e F2 suscetível quanto atividade de peroxidase. A população F2 suscetível,
para ambos os patótipos, apresentou alta atividade de β-1,3-glucanase, enquanto a
atividade da mesma enzima nos genitores e população F2 resistente não mostrou aumento
significativo.
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Análise de qtl para produtividade no cruzamento de arroz epagri 108 (indica) x irat 122 (japonica) por marcadores SNPs. / QTL analysis for yield at rice crossover epagri 108 (indica) x irat 122 (japonica) by markers SNPSSilva, Daniany Rodrigues Adorno 12 August 2016 (has links)
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Previous issue date: 2016-08-12 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The rice (Oryza sativa) is a staple food for the majority of the world's population. One of the main challenges for the breeding programs of this crop is the increase of the yield potential of commercial cultivars. For the development of superior lines and cultivars is necessary to identify and incorporate superior alleles in genetic breeding programs. One of the alterna-tives for the identification of useful genetic variability is the crossing involving genetically unrelated parents, as well as genotyping and phenotyping the segregating populations de-rived from these crossings, and posterior analysis of QTL (Quantitative Trait Locus). This study aimed to identify genes associated with yield of grains in rice through Genotyping by Sequencing (GBS), field experiments and a posterior analysis of QTL involving 232 RIL’s (Recombinant Inbred Lines) derived from the inter-subspecific crossing Epagri 108 (indica) x IRAT 122 (japonica) in two locations (Goianira - State of Goias and Boa Vista - State of Roraima). For the QTL analysis it was mapped 2,382 SNP markers, which identified two QTLs for yield, both located on chromosome 6, exclusively for the experiment of Goianira. The average effects of allele substitutions were 1,365.20 kg.ha-1 and 1,075.49 kg.ha-1, and the proportions of the phenotypic variance explained by the QTLs were 18% and 29%, clas-sified as QTL of large effect. All favorable alleles for yield were derived from genitor IRAT 122. One of the QTL identified to the productivity showed interaction QTL x E, which was expected due to the high significance of interactions G x E detected in the joint analysis. For the experiment of Goianira was also analyzed the trait hundred grain weight, and it were found three QTLs on chromosomes 5, 6 and 12. The average effects of the allelic substitution for the hundred grain weight ranged from 0.12 to 0.14 grams. The proportions of the pheno-typic variance explained by the QTLs ranged from 6 to 8%. Approximately 84% of the QTLs for the hundred grain weight were obtained from the parent IRAT 122. In chromosomal regions identified QTLs for grain yield are contained two genes: the LOC_Os06g16870, a transposon En/Spm, and the LOC_Os06g33320 whose function remains unknown, but whose expression was almost exclusively found in the inflorescences of rice. For the hundred grain weight, the chromosome region of the QTL located on chromosome 5 is located in a linkage block with 82 genes that co-segregate, and whose putative functions include, among others, the adjustment of tillering, pollen formation, grain filling and resistance to abiotic stress. For the QTL located on chromosome 6 it was identified the gene LOC_Os06g16160, which the function still unassigned, but whose expression is located almost exclusively in the root. On chromosome 12, the QTL containing the gene LOC_Os12g41956 expresses a protein of the galactosyl-transferase family, which participates in the synthesis of the RFO’s (Raffinose Family of Oligosaccharides), regulating the levels of reserve oligosaccharides in seeds. / O arroz (Oryza sativa) é um alimento básico para a maioria da população mundial. Um dos principais desafios para os programas de melhoramento dessa cultura é o aumento do poten-cial produtivo de cultivares comerciais. Para o desenvolvimento de linhagens e cultivares superiores é necessário que sejam incorporados alelos superiores em genitores dos progra-mas de melhoramento. Uma das alternativas para a identificação da variabilidade genética útil é a realização de cruzamentos envolvendo genitores pouco aparentados e a genotipagem e fenotipagem de populações segregantes derivadas desses cruzamentos, com uma posterior análise de QTL (locos de caracteres quantitativos). Esse trabalho teve por objetivo identificar genes associados à produtividade de grãos em arroz por meio da genotipagem por sequenci-amento (GBS), experimentos de campo e uma posterior análise de QTL envolvendo 232 RILs (linhas puras recombinantes) derivadas do cruzamento inter-subespecífico Epagri 108 (indica) x IRAT 122 (japonica) em dois locais (Goianira-GO e Boa Vista-RR). Para a análise de QTL foram mapeados 2.382 marcadores SNPs, os quais identificaram dois QTLs para produtividade, ambos localizados no cromossomo 6, exclusivamente para o experimento de Goianira. Os efeitos médios de substituição alélica foram de 1.365,20 kg.ha-1 e 1.075,49 kg.ha-1, e as proporções das variâncias fenotípicas explicadas pelos QTLs foram de 18% e 29%, classificadas como QTLs de grandes efeitos. Todos os alelos favoráveis para produti-vidade foram provenientes do genitor IRAT 122. Um dos QTLs identificados para a produ-tividade apresentou interação QTL x E, o que já era esperado devido à alta significância das interações G x E detectadas na análise de variância conjunta. Para o experimento de Goianira também foi analisado o peso de 100 grãos, e foram encontrados três QTLs, localizados nos cromossomos 5, 6 e 12. Os efeitos médios de substituição alélica para o peso de 100 grãos variaram de 0,12 a 0,14 gramas. As proporções da variância fenotípica explicadas pelos QTLs variaram de 6 a 8%. Cerca de 84% dos QTLs identificados para o peso de 100 grãos foram provenientes do genitor IRAT 122. Nas regiões cromossômicas dos QTLs identifica-dos para produtividade de grãos estão contidos dois genes: o LOC_Os06g16870, um trans-poson En/Spm, e o LOC_Os06g33320, de função ainda desconhecida, mas cuja expressão foi quase que exclusivamente identificada nas inflorescências de arroz. Para o peso de 100 grãos, a região cromossômica do QTL localizado no cromossomo 5 está contido em um bloco de ligação contendo 82 genes que co-segregam, e cujas funções putativas incluem, dentre outras, a regulação do perfilhamento, formação de pólen, enchimento de grãos e re-sistência a estresse abiótico. Para o QTL identificado no cromossomo 6, nesta região cro-mossômica está presente o gene LOC_Os06g16160, ainda sem atribuição de função, mas cuja expressão está localizada quase que exclusivamente na raiz. Já no cromossomo 12, a região cromossômica do QTL contém o gene LOC_Os12g41956, que expressa uma proteína
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da família galactosil-transferase, que participa da síntese dos RFOs (oligossacarídeos da fa-mília das rafinoses), regulando os níveis de oligossacarídeos de reserva nas sementes
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