Submitted by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2015-10-20T16:00:07Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Daniel Garcia Silva - 2012.pdf: 2191471 bytes, checksum: 68bc7d63efc7307ce6b62a63489d372d (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-10-21T10:02:07Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Daniel Garcia Silva - 2012.pdf: 2191471 bytes, checksum: 68bc7d63efc7307ce6b62a63489d372d (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-21T10:02:07Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Daniel Garcia Silva - 2012.pdf: 2191471 bytes, checksum: 68bc7d63efc7307ce6b62a63489d372d (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2012-06-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Sugarcane is an important crop, cultivated in more than 90 countries, occupying an area of approximately 20 million of hectares. Modern varieties (Saccharum spp.) are highly heterozygous interspecific hybrids, polyploids and often aneuploids, with chromosome numbers between 100 and 130. Such characteristics explain the common opinion that the genome of sugarcane is the most complex among cultivated species, posing a challenge to breeding programs. As a contribution to the understanding of this complex genomic architecture, this study aimed to build the first linkage maps using exclusively DArT markers in sugarcane. The maps were built using a progeny derived from the cross between varieties largely used in the Brazilian breeding program of RIDESA (RB97327 x RB72454). The initial mapping population comprised 186 individuals. Total genomic DNA was extracted from axial buds, following the protocol of Al-Janabi et al. (1999). Using the DArT P/L core facility to generate DArT data, a total of 7680 markers were analyzed, of which 850 were polymorphic. The analysis of segregation patterns in the progeny revealed that 47% of the individuals in the progeny were in fact derived from selfing of the female parent RB97327. These individuals were analyzed as a distinct generation. Linkage analyses were then performed on two populations (from selfing and crossing) separately. The software OneMap was used to construct the maps. The established linkage criteria for linkage analysis were LOD-score ≥ 3.5 and recombination fraction ≤ 0.4. In the first map, built using data from individuals originated from selfing, from 850 polymorphic markers, 392 markers (segregating in a 3:1 manner) were used to create 80 linkage groups related to the variety RB97327. For the population derived from the biparental crossing, four linkage maps were built: an integrated map composed of 98 linkage groups including 632 markers (1:1 and 3:1); an integrated framework map, using a more conservative ordering criteria for the linkage groups, which was composed of 94 linkage groups; and two other linkage maps, one for each parent (RB97327 and RB72454), built to estimate the genome size of the varieties involved in this study. The total length of the linkage map built using data from individuals derived from selfing of the variety RB97327 was 828 cM. The total length of the integrated linkage map was 2848 cM. The lengths of the maps built for each parent, using data from individuals derived from crossing, were 1465 cM (RB97327) and 1976 cM (RB72454). Using the methodology of Hulbert et al. (1988), the estimated genome sizes for these varieties were 2811 cM e 3471 cM, respectively. The maps obtained in these cases covered a low percentage of the estimated genome sizes (52% and 57%). In spite of the low polymorphism, DArT markers showed to be an efficient technique to perform genotyping of sugarcane. Hundreds of polymorphic markers were generated in only one assay, using two methods of genome complexity reduction. These markers represent a new tool for genetic studies in sugarcane, especially if the low cost (USD/marker) involved in data production is considered. / A cana-de-açúcar é uma importante cultura, cultivada em mais de 90 países, ocupando uma área total de aproximadamente 20 milhões de hectares. As variedades modernas (Saccharum spp.) são híbridos interespecíficos altamente heterozigóticos, poliploides e frequentemente aneuploides, com número cromossômico variando de 100 a 130. Tais características proporcionaram ao genoma da cana-de-açúcar o título de mais complexo entre as espécies cultivadas, o que representa um desafio para os programas de melhoramento genético da cultura. No intuito de contribuir com dados que auxiliem na compreensão dessa complexa arquitetura genômica, o presente estudo objetivou a construção dos primeiros mapas de ligação para cana-de-açúcar utilizando exclusivamente marcadores DArT, avaliados na progênie derivada do cruzamento de variedades amplamente utilizadas nos programas de melhoramento da RIDESA (RB97327 x RB72454). A população inicial de mapeamento foi composta por 186 indivíduos. O DNA genômico foi extraído de gemas axiais, seguindo o protocolo proposto por Al-Janabi et al. (1999). Após a extração, quantificação e homogeneização da concentração de DNA das amostras, o material foi enviado para a empresa DArT P/L para a geração dos marcadores DArT. Um total de 7680 locos foi analisado, dos quais 850 se apresentaram polimórficos. A análise dos padrões de segregação obtidos na progênie revelou que 47% dos indivíduos da progênie avaliada foram provenientes de autofecundação do genitor feminino RB97327. Os indivíduos identificados como provenientes de autofecundação foram analisados como uma geração distinta. As análises de ligação foram realizadas nas duas populações separadamente. O software OneMap foi utilizado para a construção dos mapas. Os critérios estabelecidos para proceder com as análises de ligação foram LOD-score ≥ 3,5 e fração de recombinação ≤ 0,4. No primeiro mapa, originário da população de autofecundação, dos 850 marcadores polimórficos, 392 marcadores com segregação 3:1 foram utilizados para originar 80 grupos de ligação referentes à variedade RB97327. Para a população derivada do cruzamento biparental foram construídos quatro mapas de ligação: um mapa integrado composto por 98 grupos de ligação a partir da análise de 632 marcadores (com segregações 1:1 e 3:1); um mapa framework integrado, construído a partir de uma ordenação mais refinada dos marcadores dentro de cada um dos grupos de ligação, o qual foi composto por 94 grupos de ligação; e, com o objetivo de se estimar o tamanho do genoma das variedades envolvidas neste estudo, dois mapas de ligação, um para cada genitor (RB97327 e RB72454). O comprimento total do primeiro mapa, referente à variedade RB97327, foi de 828cM. O comprimento total do mapa integrado foi de 2848 cM. Os comprimentos totais dos mapas obtidos para cada um dos genitores, gerados a partir de dados da população de cruzamento biparental, foram de 1465Cm (RB97327) e de 1976 cM (RB72454). Utilizando a metodologia de Hulbert et al. (1988), os tamanhos estimados dos genomas das variedades RB97327 e RB72454 foram 2811 cM e 3471 cM, respectivamente. Assim, pode-se afirmar que os mapas obtidos neste caso apresentaram baixa cobertura (52% e 57%), perante o tamanho estimado dos genomas. Apesar do baixo polimorfismo, os marcadores DArT se mostraram eficientes na genotipagem de progênies de cana-de-açúcar, pois, centenas de marcas polimórficas foram geradas em apenas um ensaio, com dois métodos de redução de complexidade. Estes marcadores representam uma nova ferramenta para o desenvolvimento de estudos genéticos em cana-de-açúcar, principalmente se considerado o baixo custo (R$/marcador) envolvido na obtenção dos genótipos.

Soybean has become one of the most important crops to the United States, resulting in a need to improve its disease resistance. The objectives of this study were to 1) design primers and develop PCR-based markers from disease-related expressed sequence tags (ESTs) and resistance gene analogues (RGAs), 2) assess the utility of such markers by diversity analysis of 12 soybean parental lines, and 3) search for possible association of the markers with known disease resistance genes by constructing a linkage map. The diversity analysis will allow this study to determine how well each marker can distinguish genotypes in soybean. Identifying the location of our markers in the soybean genome with the linkage map, will allow those related to disease resistance to be selected. A total of 202 simple sequence length polymorphism (SSLP) markers were constructed using a set of 1218 disease-related ESTs. Furthermore, 22 markers were constructed using previously identified RGA sequences. Both sets of markers were able to detect polymorphism in the diversity analysis. Also, 48 of the SSLPs, five of the RGAs, and 150 molecular markers were used to construct a soybean linkage map using 114 recombinant inbred lines (RILs). Several markers mapped to chromosomal regions known to contain disease resistance genes. This study has created a framework map, which will be useful for identifying the location of resistance genes, marker-assisted selection for resistance, discovering novel resistance genes, and understanding genome organization of resistance pathways in soybean. An effective approach to develop "candidate gene" markers has been demonstrated. / Master of Science