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Desenvolvimento de ferramentas genéticas e genômicas para introgessão de genes silvestres no amendoim cultivado / Development of genetics and genomics tools for wild gene introgression in the cultivated peanut

Santos, Rodrigo Furtado dos 30 June 2010 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária. 2010. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2011-04-15T14:49:43Z No. of bitstreams: 1 2010_RodrigoFurtadoSantos.pdf: 1034414 bytes, checksum: f186632bcc074dbdfed58cdead0f3ab1 (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Maia(luanna@bce.unb.br) on 2011-05-13T13:43:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_RodrigoFurtadoSantos.pdf: 1034414 bytes, checksum: f186632bcc074dbdfed58cdead0f3ab1 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-05-13T13:43:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_RodrigoFurtadoSantos.pdf: 1034414 bytes, checksum: f186632bcc074dbdfed58cdead0f3ab1 (MD5) / O gênero Arachis possui 80 espécies descritas. A espécie cultivada comercialmente para a produção de grãos de amendoim (A. hypogaea) é dispersa e cultivada ao redor do mundo. Ferramentas genéticas e genômicas, como mapeamento genético e obtenção de populações de retrocruzamento, vêm sendo desenvolvidas visando auxiliar programas de melhoramento genético de amendoim, principalmente para introgressão de genes de resistência das espécies silvestres na espécie cultivada. Primeiramente um mapa genético de ligação foi construído em uma população F2 resultante do cruzamento entre A. hypogaea e um anfidiplóide sintético obtido do cruzamento de duas espécies silvestres diplóides, cujos cromossomos foram duplicados com colchicina (Runner IAC 886 – genoma AB x [A. duranensis – genoma A x A. ipaënsis – genoma B]c). Foram testados 636 marcadores microssatélites, dos quais 173 mostraram-se polimórficos. Desses 69% foram polimórficos para o genoma A e 31% polimórficos para o genoma B. Apenas 113 marcadores foram genotipados na população F2, dos quais apenas 6 desviaram da proporção 1:2:1 esperada (p<0,05). Os marcadores não distorcidos foram utilizados para definição dos grupos de ligação, usando o LOD mínimo de 4 e fração de recombinação máxima de 0,35. O mapa gerado apresentou 74 locos mapeados no genoma A, distribuídos em 10 grupos de ligação e com tamanho total de 868,6 cM. No genoma B, 23 locos foram mapeados em 6 grupos de ligação, com distância total de 387,6 cM. O mapa apresentou grupos de ligação com tamanhos que variaram de 8,7 cM a 135,9 cM e os 16 grupos totalizaram um comprimento total de mapa de 1256,2 cM. Linhagens de introgressão foram desenvolvidas por gerações de retrocruzamentos a partir do híbrido F1 (Runner IAC 886 x [A. duranensis x A. ipaënsis]c) e caracterizadas geneticamente com marcadores microssatélites selecionados do mapa genético desenvolvido. Na geração RC1 foram identificados 43 híbridos, e com o retrocruzamento desses com a cultivar Runner IAC 886, foram obtidos 38 híbridos na geração RC2. Para a caracterização genômica das linhagens de introgressão, foram utilizados 36 marcadores microssatélites, distribuídos em 11 grupos de ligação do mapa tetraplóide obtido. A análise de introgressão revelou que, na geração RC1, a porcentagem média dos segmentos genômicos heterozigotos foi de 41,96%. Na geração RC2, a porcentagem média diminuiu para 11,79%, variando entre 2,78% e 36,11% entre as 37 linhagens identificadas como híbridas. Observa-se, portanto, uma diminuição relativa entre as gerações de 71,9% do conteúdo genômico heterozigoto (doador). Nas gerações RC1 e RC2, foi observada, nos locos amostrados, a completa cobertura do genoma silvestre, distribuído no “background” da variedade elite Runner IAC 886. O desenvolvimento das linhagens de introgressão será de grande utilidade para o melhoramento da cultura, por possibilitar a descoberta, a localização e a avaliação de genes silvestres de interesse no background da variedade cultivada.A implementação de seleção assistida por marcadores nos programas de melhoramento poderá acelerar consideravelmente, além de tornar mais eficiente, o processo de introgressão desses genes silvestres no amendoim cultivado. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The genus Arachis has 80 described species. The commercially cultivated species for peanut grain production (A. hypogaea) is dispersed and cultivated throughout the world. Genetic and genomic tools, such as genetic mapping and backcross populations, have been developed to assist peanut breeding programs, especially for introgression of resistance genes from wild species into the cultivated species. Firstly a genetic linkage map was constructed in an F2 population resulting from a crossbetween A. hypogaea and a synthetic amphidiploid, obtained by crossing two wild diploid species whose chromosomes have been duplicated with colchicine (Runner IAC 886 - genome AB x [A. duranensis - genome A x A. ipaënsis - B genome]c). A total of 636 microsatellite markers were tested, of which 173 showed polymorphism, being 69% for A genome and 31.2% polymorphic for the B genome. Only 113 markers were genotyped in the F2 population, where only six deviated from the 1:2:1 expected proportion (p <0.05). Non-distorted markers were used to establish the linkage groups using a minimum LOD score of 4 and maximum recombination fraction value of 0.35. This map had 74 loci mapped in the genome A, distributed in 10 linkage groups and total size of 868.6 cM. In the B genome, 23 loci were mapped into six linkage groups, with total distance of 387.6 cM. The map showed linkage groups ranging in size from 8.7 cM to 135.9 cM and 16 groups with a total map length of 1256.2 cM. Introgression lines were developed by backcrosses of the F1 hybrid (Runner IAC 886 x [A. duranensis x A. ipaënsis]c) and genetically characterized with microsatellite markers selected from the genetic map obtained. In the BC1 generation 43 hybrids were identified, and with their backcross to the Runner IAC 886 cultivar, 38 hybrids were obtained in BC2 generation. For genetic characterization of the introgression lines, 36 microsatellite markers were used, distributed through 11 linkage groups from the tetraploid F2 map. Introgression analysis revealed that, in the BC1 generation, the mean percentage of heterozygous genomic segments was 41.96%. In RC2 generation, the mean percentage decreased to 11.79%, ranging from 2.78% to 36.11% among the 37 plants identified as hybrids. It was observed therefore a relative decrease of heterozygous (donor) genomic content between generations of 71.9%. In the BC1 and BC2 generations a complete coverage of the wild genome distributed in the background of the Runner IAC 886 elite variety was obtained. The use of microsatellite markers allowed the construction of a genetic map for the Arachis tetraploid genome through an interspecific population. The development of introgression lines will be very useful for crop breeding by enabling the discovery, location and evaluation of wild genes of interest in the cultivated variety background.The implementation of marker-assisted selection in breeding programswill accelerate considerably, and making more efficient, the process of introgression of wild genes into cultivated peanut.
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Efeito da tensão da agua do solo na cultura da cana-de-açucar (Saccharum spp.)

Sousa, Jose A. Gentil C 15 July 2018 (has links)
Orientador: Dirceu Brasil Vieira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Limeira / Made available in DSpace on 2018-07-15T22:42:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sousa_JoseA.GentilC_D.pdf: 5057395 bytes, checksum: 09ff431dcd15401e199ea8cc14fe16ac (MD5) Previous issue date: 1976 / Resumo: O principal objetivo desta pesquisa foi o de investigar o comportamento da cultura da cana-de-açúcar submetida a diferentes níveis de tensão de água no solo, com vistas às produções de cana (colmos) e açúcar, consumo de água e desenvolvimento vegetativo. O delineamento experimental foi o de blocos casualizados com quatro tratamentos e cinco repetições. A variedade usada foi a CB41-76, tendo o plantio se efetuado em 15/3/74 e a colheita em 15/9/75. O método de irrigação adotado para fornecer água ao experimento foi o de sulcos de infiltração, no período junho-1974 a junho-1975. Os tratamentos foram caracterizados pelas seguintes tensões de água no solo: 0,33, 0,60 e 1,20 atmosferas, correspondendo a 28,93, 27,92 e 26,8 da umidade atual do solo, respectivamente, para os tratamentos 1, 2 e 3. 0 tratamento 4 não recebeu irrigação. Os resultados alcançados indicam o tratamento 3 como o mais adequado às condições edáficas e climáticas da área experimental. Neste tratamento o consumo diário médio de água foi de 3,00 mm, com o total do período de 868,00 mm. O nível de umidade mínimo médio mantido no solo até 60 cm de profundidade, onde se localizou 82,6% das raízes, foi de 26,80%, correspondendo a 51,1% do total da água disponível do solo. O crescimento máximo médio proporcionado à cultura nos tratamentos irrigados, foi de 9,7 cm semanais, entre o 8º e 12º mês, com a temperatura média no período de 23,5°C. Os aumentos constatados nas produções de cana e açúcar, foram de 60 e 54%, respectivamente, 41,8 e 5,86 toneladas por hectare. Necessitou-se de 11,89 e 82,42 mm de água evapotranspirada (correspondentes a 118,9 e 824,2 toneladas de água) para as produções de uma tonelada de cana e uma de açúcar, respectivamente. Os aumentos de rendimento obtidos nos tratamentos irrigados indicam que o potencial da água do solo deve ser mantido até um mínimo de 1,2 atmosferas / Abstract: Research was conducted in a Dark Red Latossol soil at the Central Sugarcane Experiment Station of Planalsucar (Sugar and Alcohol Institute), in Araras, State of São Paulo. The layout used was randomized blocks with 4 treatments and 5 replications. The variety was CB41-76, planted in March, 1974 and harvested in September, 1975. The objective of the test was to determine the crop development under 3 different water tension levels of the soil, tillering, stalk elongation and number, rooting, water consumption and cane and sugar productions. Treatments 1, 2 and 3 were assigned on the basis of the following tensions in the soil: 0,33, 0,60 and 1,20 atmospheres, corresponding to 28,93, 27,92 and 26,8% of the actual soil moisture. Treatment 4 was not irrigated. Water application to the treatments was by furrows, according to the gravimetric and flow test results. The results showed significant differences between the non-irrigated and irrigated plots; no significant differences were observed among irrigated plots. Treatment number 3, however, gave the most economical gain in this experiment with increases of 60 and 54% of cane and sugar, respectively (41.8 tons cane and 5.86 tons sugar per hectare over the non-irrigated plots). Water consumption was 868.00 mm with a daily average of 3.00 mm. The minimum average soil water level maintained to a 60 cm depth was 26.80%, corresponding to 51.1% of the total available soil water. Most of the root system (82.6%) was found within this region. The greatest weekly growth rate observed was 9.7 cm, registered during the period, when the cane was 8 to 12 months of age and the average temperature was 23.5°C. The results showed that 11.89 mm of evapotranspiration water was necessary to produce a ton of cane and 82.42 mm for a ton of sugar. Increases in yields obtained in the irrigated plots indicate that a minimum of 1,2 atmosphere water tension must be maintained in the soil / Doutorado / Doutor em Ciências
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Análises citogenéticas e moleculares em populações de milho (Zea mays L.), teosinto (Zea mexicana L.) e em híbridos entre as duas espécies / Cytogenetic and molecular analysis in maize populations (Zea mays L.), teosinte (Zea mexicana L.) and hybrids

Terra, Tatiana de Freitas January 2004 (has links)
O sucesso de um programa de melhoramento depende da qualidade do germoplasma utilizado para obter combinações de genes importantes. As combinações podem ser oriundas de hibridizações amplas, até mesmo entre espécies ancestrais. Entretanto, para a elevação constante do ganho genético em novas variedades, é fundamental que o trabalho produza continuamente populações com alta freqüência de genes de interesse agronômico. O Departamento de Plantas de Lavoura da Faculdade de Agronomia da Universidade Federal do Rio Grande de Sul iniciou um programa de melhoramento genético de milho comum em 1998 e, posteriormente de milho doce, os quais possuem resultados significativos em diversas áreas do conhecimento científico. Em função das mutações ocorridas, existem diferenças nas propriedades texturais, forma e quantidade de endosperma dos milhos atuais, classificando-os como milho comum, milho pipoca e milho doce. O teosinto por ser uma espécie botânica relacionada ao milho pode ser utilizado como fonte de importantes caracteres agronômicos em programas de melhoramento desse cereal, com possibilidades de hibridização e introgressão de genes. Os objetivos principais desse trabalho foram analisar citogeneticamente os genótipos de milho comum, milho doce, de teosinto e de híbridos oriundos de cruzamentos artificiais entre as populações originais, bem como, avaliar a variabilidade genética existente nessas populações e o relacionamento entre elas através da utilização de marcadores moleculares do tipo microssatélites (SSR). De maneira geral, os dados apresentados nesse trabalho indicam que as populações apresentam comportamento meiótico regular. Os híbridos apresentam algumas anormalidades, como por exemplo, presença de univalentes, pontes e fragmentos cromossômicos sem, entretanto, prejudicar a viabilidade dos grãos de pólen. É possível afirmar que a variabilidade genética existente no teosinto é superior a apresentada pelos genótipos de milho, provavelmente, devido a sua origem silvestre. Esses resultados confirmam a semelhança entre as duas espécies e sugerem que é possível utilizar o teosinto como fonte genética de um programa de melhoramento de milho. / The success of a breeding program relies on the quality of the germplams used as a source for combination of important genes. Such combinations can derive from broad hybridization, even from ancient ancestors. However, for a constant increase in genetic gain in new varieties it is necessary to constantly generate populations with high frequency of agronomic trait genes. The Department of Crop Science of the College of Agronomy at the UFRGS (Universidade Federal do Rio Grande de Sul) started an ordinary maize-breeding program in 1998 and, latter on, a sweet maize program, which generated significant results at different scientific fields. Due to mutations, there have been found endosperm differences concerning textural properties, shape and amount in the current maize, so that they can be classified as ordinary, popcorn and sweet maize. As teosinte is a species related to maize, it can be used as source for important agronomical traits in this grainbreeding program, allowing hybridization and gene introgression. The objectives of this work were to cytogenetically analyze the genotypes of ordinary maize, popcorn, sweet maize, teosinte and hybrids derived from artificial crossings among original populations, as well as analyze genetic variability among these populations and the relationship within them by the use of microsatellite molecular markers (SSR). Generally, the data presented in this work indicate that the populations show a regular meiotic behavior. The hybrids present some anomalies, for example, presence of univalent, bridge and chromosomal fragments however, with no harm to grain pollen viability. It is possible to assure that the existing genetic variability in teosinte is superior to that found among the maize genotype, probable due to teosinte’s wild origin. These results confirm the close relation between the two species and suggest the possibility of using teosinte as source of genetic variability in a maize-breeding program.
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Análise citogenética e molecular em milho (Zea mays subsp. mays), teosinto (Zea mays susp. mexicana) e em seus híbridos

Almeida, Cícero Carlos de Souza January 2003 (has links)
O milho é um planta anual cultivada em quase todo o mundo, consumida como ração para animais e na alimentação humana através de produtos industrializados e in natura. Existem diversos programas de melhoramento de milho no Brasil, mas no Sul são poucos os grupos que trabalham com este cereal. O desenvolvimento de populações tem sido efetuado por instituições de pesquisas, enquanto híbridos têm sido feito por companhias privadas. A variabilidade genética num programa de melhoramento assume uma grande importância, já que é o ponto de partida para o progresso genético. Em Algumas espécies, a variabilidade genética torna-se estreita a cada ciclo de seleção, diminuindo futuros progressos genéticos. Uma alternativa de ampliar a variabilidade é através de cruzamentos amplos com espécies silvestres. Estudos indicam que as espécies de teosinto são uma potencial fonte de variabilidade para importantes características agronômicas. Porém, o desenvolvimento de variedades de milho bem adaptadas, com boas características agronômicas e de rendimento, oriundas de cruzamentos com espécies silvestres necessita de um amplo estudo genético, molecular e citogenético. O objetivo deste trabalho foi caracterizar a variabilidade genética em genótipos de milho e teosinto através de marcadores moleculares e analisar a nível citogenético as populações de milho, teosinto e seus híbridos. Foi detectada variabilidade genética nas populações de milho e teosinto, sendo a população de teosinto a que apresentou maior variabilidade. Os genótipos de milho e teosinto apresentaram uma alta estabilidade meiótica, enquanto os híbridos entre milho e teosinto tiveram associações de univalentes, aderência de cromossomos, pontes e menor freqüência de quiasmas. Os resultados foram suficientes para indicar que é possível utilizar o teosinto como fonte genética em programas de melhoramento de milho.
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Análises citogenéticas e moleculares em populações de milho (Zea mays L.), teosinto (Zea mexicana L.) e em híbridos entre as duas espécies / Cytogenetic and molecular analysis in maize populations (Zea mays L.), teosinte (Zea mexicana L.) and hybrids

Terra, Tatiana de Freitas January 2004 (has links)
O sucesso de um programa de melhoramento depende da qualidade do germoplasma utilizado para obter combinações de genes importantes. As combinações podem ser oriundas de hibridizações amplas, até mesmo entre espécies ancestrais. Entretanto, para a elevação constante do ganho genético em novas variedades, é fundamental que o trabalho produza continuamente populações com alta freqüência de genes de interesse agronômico. O Departamento de Plantas de Lavoura da Faculdade de Agronomia da Universidade Federal do Rio Grande de Sul iniciou um programa de melhoramento genético de milho comum em 1998 e, posteriormente de milho doce, os quais possuem resultados significativos em diversas áreas do conhecimento científico. Em função das mutações ocorridas, existem diferenças nas propriedades texturais, forma e quantidade de endosperma dos milhos atuais, classificando-os como milho comum, milho pipoca e milho doce. O teosinto por ser uma espécie botânica relacionada ao milho pode ser utilizado como fonte de importantes caracteres agronômicos em programas de melhoramento desse cereal, com possibilidades de hibridização e introgressão de genes. Os objetivos principais desse trabalho foram analisar citogeneticamente os genótipos de milho comum, milho doce, de teosinto e de híbridos oriundos de cruzamentos artificiais entre as populações originais, bem como, avaliar a variabilidade genética existente nessas populações e o relacionamento entre elas através da utilização de marcadores moleculares do tipo microssatélites (SSR). De maneira geral, os dados apresentados nesse trabalho indicam que as populações apresentam comportamento meiótico regular. Os híbridos apresentam algumas anormalidades, como por exemplo, presença de univalentes, pontes e fragmentos cromossômicos sem, entretanto, prejudicar a viabilidade dos grãos de pólen. É possível afirmar que a variabilidade genética existente no teosinto é superior a apresentada pelos genótipos de milho, provavelmente, devido a sua origem silvestre. Esses resultados confirmam a semelhança entre as duas espécies e sugerem que é possível utilizar o teosinto como fonte genética de um programa de melhoramento de milho. / The success of a breeding program relies on the quality of the germplams used as a source for combination of important genes. Such combinations can derive from broad hybridization, even from ancient ancestors. However, for a constant increase in genetic gain in new varieties it is necessary to constantly generate populations with high frequency of agronomic trait genes. The Department of Crop Science of the College of Agronomy at the UFRGS (Universidade Federal do Rio Grande de Sul) started an ordinary maize-breeding program in 1998 and, latter on, a sweet maize program, which generated significant results at different scientific fields. Due to mutations, there have been found endosperm differences concerning textural properties, shape and amount in the current maize, so that they can be classified as ordinary, popcorn and sweet maize. As teosinte is a species related to maize, it can be used as source for important agronomical traits in this grainbreeding program, allowing hybridization and gene introgression. The objectives of this work were to cytogenetically analyze the genotypes of ordinary maize, popcorn, sweet maize, teosinte and hybrids derived from artificial crossings among original populations, as well as analyze genetic variability among these populations and the relationship within them by the use of microsatellite molecular markers (SSR). Generally, the data presented in this work indicate that the populations show a regular meiotic behavior. The hybrids present some anomalies, for example, presence of univalent, bridge and chromosomal fragments however, with no harm to grain pollen viability. It is possible to assure that the existing genetic variability in teosinte is superior to that found among the maize genotype, probable due to teosinte’s wild origin. These results confirm the close relation between the two species and suggest the possibility of using teosinte as source of genetic variability in a maize-breeding program.
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Análise genética do caráter nuda em panículas de aveia hexaploide / Genetic analysis of trait naked in panicles of hexaploid oat

Valentini, Ana Paula Fontana January 2012 (has links)
A aveia nuda (Avena sativa L.) tem a capacidade de produzir grãos que se separam da casca durante o processo de trilha. No entanto, os mecanismos genéticos que controlam o caráter nuda em aveia hexaploide não são totalmente compreendidos. Os objetivos deste trabalho foram avaliar a variabilidade da expressão fenotípica do caráter nuda e estimar o número de genes envolvidos no controle genético deste caráter em aveia. Uma população segregante derivada do cruzamento entre a linhagem ‘UFRGS 006131’ (nuda) e a linhagem ‘UFRGS 01B7114-1’ (com casca) foi empregada neste estudo. Linhagens parentais e população segregante nas gerações F2 e F3 foram avaliadas para presença e distribuição de grãos nudas em panículas de plantas individuais de aveia. Os experimentos foram conduzidos na Estação Experimental Agronômica da UFRGS, localizada no município de Eldorado do Sul, RS, nas estações de crescimento de 2010 e 2011. Para cada planta, um desenho da panícula principal foi desenvolvido, onde anotou-se a presença dos grãos com e sem casca para espiguetas individuais da panícula. A partir dos desenhos obtidos nas progênies da população F2, seis classes fenotípicas distintas foram produzidas, conforme a distribuição dos grãos nuda nas espiguetas das panículas. Diferentes modelos genéticos foram testados e a proporção fenotípica esperada de 3:9:4 (nuda:segregante:com casca) foi a que melhor se ajustou a proporção fenotípica observada pelo teste do Qui-quadrado. Embora, um número pequeno de panículas foram avaliadas na geração F3, os resultados demonstraram concordância com a hipótese proposta na geração F2. O caráter nuda em aveia é herdado por dois genes e a menor expressão deste caráter ocorre predominantemente nas ramificações intermediária e basal das panículas. A expressão do caráter nuda em panículas de aveia não é completa, mesmo em genótipos homozigotos. / Naked oat (Avena sativa L.) has the ability to produce grains that separate from the hull during the threshing process. However, the genetic mechanisms that control this character are not fully understood in hexaploid oat. The objectives of this study were to evaluate the phenotypic expression of naked grains and to estimate the number of loci controlling this character in oat. A segregating population developed from the cross UFRGS 0060131 (naked) and UFRGS 01B7114-1 (hulled) was analyzed in this study. Parental lines and a population segregating in the F2 and F3 generations were evaluated for the presence and distribution of naked grains in panicles of individual oat plants.The experiments were conducted in the Estação Experimental Agronômica at UFRGS, Eldorado do Sul, RS, in the growing seasons of 2010 and 2011. For each plant, a design of the main panicle was developed and the presence of naked and hulled grains for individual spikelet was recorded. From the designs made in the F2 progeny, six distinct phenotypic classes were produced according to the distribution of naked grains in the spikelet. Different genetic models were tested and the observed phenotypic ratio of 3:9:4 (naked:segregating:hulled) was the one that best fit the expected phenotypic ratio by Chi-square test. Although a small number of panicles in the F3 progeny were evaluated, the results demonstrated concordance with the genetic hypothesis observed in the F2 generation. Naked oat is inherited by two genes and the reduced expression of this character occurs mainly in the middle and basal branches of the panicles. The expression of naked grains in panicles of oat is not complete, even in homozygous genotypes.
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Capacidade combinatória entre progenitores, controle genético e seleção, via modelos mistos, de populações segregantes de soja / Combining ability of parents, genetic control and selection by mixed models in soybean segregating populations

Bezerra, André Ricardo Gomes 03 July 2017 (has links)
Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-04-19T17:18:00Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1151212 bytes, checksum: 36f55e9aff974f5ee500779aa9f56c7a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-19T17:18:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1151212 bytes, checksum: 36f55e9aff974f5ee500779aa9f56c7a (MD5) Previous issue date: 2017-07-03 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A eficiência na escolha dos genitores que, ao serem cruzados, produzam híbridos e, posteriormente, populações segregantes promissoras, é fator determinante para o sucesso de um programa de melhoramento genético. Várias técnicas têm sido propostas com o intuito de aumentar a probabilidade de obtenção de populações segregantes superiores e os ganhos com a seleção nas primeiras etapas do programa de melhoramento. Diante do exposto, os objetivos do presente trabalho foram: I) Determinar a capacidade geral e específica de combinação de seis progenitores de soja, visando identificar aqueles promissores e suas melhores combinações para o desenvolvimento de linhagens superiores para precocidade e produção de grãos, bem como, a melhor época de avaliação; II) Estudar os aspectos genéticos relacionados à precocidade e produção de grãos em gerações iniciais de soja, durante duas épocas do ano; III) Avaliar a adequação da metodologia BLUP individual simulado (BLUPIS) na seleção dentro de populações segregantes de soja; e IV) Descrever novos índices de seleção que podem ser aplicados nas situações em que são avaliados, simultaneamente, populações F 2 e seus progenitores, e predizer o ganho genético pela seleção das melhores populações para precocidade e produção de grãos. Seis cultivares comerciais de soja ((MSOY6101, RSF6563IPRO, TMG123RR, SYN9078RR, TMG801 e MSOY9144RR) foram cruzadas em esquema de dialelo completo, sem recíprocos, obtendo-se assim 15 híbridos. Os seis progenitores e seus 15 híbridos (21 tratamentos) foram avaliados em casa de vegetação durante o inverno de 2014 e verão 2014/15. Um segundo experimento foi conduzido à campo, em Viçosa- MG, no ano agrícola 2014/2015, onde foram avaliados progenitores e suas populações segregantes (F 2 ), obtendo-se informações a nível de indivíduo. Na primeira parte do estudo observou-se que as interações capacidade geral de combinação x Época e capacidade específica de combinação x Época não podem ser desconsideradas na avaliação de cruzamentos dialélicos em soja. Os cruzamentos mais promissores para a extração de linhagens superiores são: RSF6563IPRO x MSOY9144RR e SYN9078RR x MSOY9144RR para dias para maturação, TMG123RR x MSOY9144RR e SYN9078RR x MSOY9144RR para número de dias para maturação, e RSF6563IPRO x SYN9078RR, MSOY6101 x MSOY9144RR e TMG123RR x TMG801 para produção de grãos. Na segunda parte foi constatado que os efeitos gênicos aditivos e de dominância foram importantes no controle genético do número de dias para florescimento e maturação, e produção de grãos por planta. O número de dias para florescimento e maturação, e produção de grãos nas gerações F 1 , no inverno e verão, e F 2 no verão são determinados por alelos dominantes. Constatou-se dominância parcial preponderante para todos os caracteres na geração F 1 e sobredominância na geração F 2 . A terceira parte demonstrou que houve concordância plena entre as metodologias BLUP individual simulado (BLUPIS) e BLUP individual (BLUPI) apenas para a produção de grãos. O BLUPIS apresentou melhor desempenho quando empregada na seleção de caracteres de controle genético quantitativo. Além disso, quando comparado ao BLUP individual (BLUPI), apresenta a vantagem de não selecionar indivíduos nas famílias que apresentaram desempenho inferior à média geral. O BLUPIS contribui para a seleção de indivíduos em números representativos das melhores populações, como consequência, pode proporcionar substancial ganho para programas de melhoramento genético da soja. Por fim, na quarta etapa do estudo a aplicação de índices de seleção mostrou-se mais eficiente que a seleção baseada nos valores genéticos aditivos de população. A inclusão da informação dos progenitores e a variância dentro de população aumentou a expectativa de ganhos para todos os caracteres estudados. Os ganhos genéticos para a produção de grãos podem alcançar até 12% e 32%, com a seleção entre e dentro da população, via índice com informação de variabilidade dentro de população. A seleção entre populações pode proporcionar ganhos genéticos da ordem de 12% para redução do tempo florescimento e 7% para redução do tempo para a maturação. O índice que inclui os valores genotípicos de progenitores e de populações F 2 foi a melhor estratégia para aumentar os ganhos com a seleção. / The efficiency in the choice of the parents whom, when crossed, produce hybrids and, later, promising segregating populations, is a determining factor for the success of a breeding program. Several techniques have been proposed with the aim of increasing the probability of obtaining superior segregating populations and the gains from selection in the first stages of the breeding program. In view of the above, the objectives of the present study were: I) To determine the general and specific combining ability of six soybean parents in order to identify those promising and their best combinations for the development of superior lines for precocity and grain production, as well as , the best time of evaluation; II) To study the genetic aspects related to the precocity and grain yield in initial generations of soybean, during two seasons of the year; III) To evaluate the suitability of the individual BLUP methodology (BLUPIS) in the selection within segregating soybean populations; and IV) To describe new selection indices that can be applied in the situations in which F2 populations and their progenitors are simultaneously evaluated, and to predict the genetic gain by selecting the best populations for precocity and grain yield. Six commercial soybean cultivars (MSOY6101, RSF6563IPRO, TMG123RR, SYN9078RR, TMG801 and MSOY9144RR) were crossed in complete, non-reciprocal diallel scheme, thereby obtaining 15 hybrids. The six parents and their 15 hybrids (21 treatments) were evaluated in a greenhouse during the winter of 2014 and summer of 2014/15. A second experiment was conducted in the field, in Viçosa-MG, in the crop season 2014/2015, where the parents and their segregating populations (F2) were evaluated, obtaining information at the individual level. In the first part of the study it was observed that the interactions general combining capacity x Time and specific capacity of combination x Epoch can not be disregarded in the evaluation of diallel crosses in soybean. The most promising crosses for the extraction of superior lines are: RSF6563IPRO x MSOY9144RR and SYN9078RR x MSOY9144RR for days for maturation, TMG123RR x MSOY9144RR and SYN9078RR x MSOY9144RR for number of days for maturation, and RSF6563IPRO x SYN9078RR, MSOY6101 x MSOY9144RR and TMG123RR x TMG801 for grain yield. In the second part, it was verified that the additive and dominance gene effects were important in the genetic control of the number of days for flowering and maturation, and grain yield per plant. The number of days for flowering and maturation, and grain yield in F1, in the winter and summer, and F2 in summer are determined by dominant alleles. The preponderant partial dominance was found for all traits in the F1 generation and overdominance in the F2 generation. The third part showed that there was full agreement between BLUP individual and BLUPI methodologies (BLUPI) only for grain yield. The BLUPIS presented better performance when used in the selection of quantitative genetic control characters. Moreover, when compared to individual BLUP (BLUPI), it has the advantage of not selecting individuals in the families that presented performed below the general average. BLUPIS contributes to the selection of individuals in representative numbers of the best populations, as a consequence, it can provide substantial gain for soybean breeding programs. Finally, in the fourth stage of the study, the application of selection indexes proved to be more efficient than the selection based on the genetic additive values of the population. The inclusion of the parents' information and the variance within the population increased the expectation of gains for all the traits studied. Genetic gains for grain yield can reach up to 12% and 32%, with selection between and within the population, via index with variability information within population. The selection among populations can provide genetic gains of the order of 12% to reduce flowering time and 7% to reduce the time to maturation. The index that includes the genotypic values of parents and F2 populations was the best strategy to increase the gains with the selection.
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Aplicação de marcadores moleculares no monitoramento genético de programas de hibridação interespecífica em pisciculturas brasileiras

Hashimoto, Diogo Teruo [UNESP] 02 August 2011 (has links) (PDF)
Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-08-02Bitstream added on 2014-06-13T21:03:44Z : No. of bitstreams: 1 hashimoto_dt_dr_botib.pdf: 2061965 bytes, checksum: c1eb35097c6e8f5b9f4aa42b8015d5d5 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Híbridos de peixes produzidos em pisciculturas são considerados eminentes ameaças biológicas às populações naturais e estoques cultivados. Podem apresentar fertilidade e contaminar geneticamente os estoques através de introgressão. Neste trabalho, estabelecemos e utilizamos marcadores de PCR-Multiplex e PCR-RFLP com genes nucleares e mitocondriais para a identificação de híbridos entre espécies Neotropicais atualmente produzidos nas pisciculturas brasileiras. Entre estes, estão cruzamentos envolvendo espécies de Anostomidae (Leporinus macrocephalus e L. elongatus), Serrasalmidae (Colossoma macropomum, Piaractus mesopotamicus e P. brachypomus) e Pimelodidae (Pseudoplatystoma reticulatum, P. corruscans, Phractocephalus hemioliopterus e Leiarius marmoratus). A identificação molecular foi realizada em 23 lotes de juvenis de peixes (cerca de 1850 amostras), comprados vivos (de 2 a 18 cm) em oito diferentes pisciculturas brasileiras. Foram adquiridos tanto indivíduos de espécies puras quanto produtos híbridos. Os resultados indicaram que 15 lotes apresentaram-se irregulares e não foram vendidos conforme especificado, pois não correspondiam ao que foi comercializado pelos produtores. Nestes lotes, amostras de diferentes híbridos e espécies estavam misturadas, com casos de até cinco diferentes produtos no mesmo estoque. Além disso, os lotes foram vendidos com rótulos inadequados, observando produtos híbridos comercializados como espécies puras de forma não discriminada. A situação é preocupante em relação aos híbridos provenientes de espécies de Serrasalmidae e Pimelodidae, pois foram comercializados erroneamente em alta proporção. Além do mais, quatro lotes foram identificados como linhagens pós-F1, provenientes de retrocruzamentos envolvendo... / Fish hybrids produced in fish farms are considered eminent biological threats to natural populations and cultivated stocks. If fertile, they can cause genetic contamination of the stocks through introgression. In this work, we established and used molecular markers of PCR-Multiplex and PCR-RFLP with nuclear and mitochondrial genes for the identification of hybrids between Neotropical species currently produced in fish farms in Brazil. The crosses were performed between species of Anostomidae (Leporinus macrocephalus and L. elongatus), Serrasalmidae (Colossoma macropomum, Piaractus mesopotamicus and P. brachypomus) and Pimelodidae (Pseudoplatystoma reticulatum, P. corruscans, Phractocephalus hemioliopterus and Leiarius marmoratus). Molecular identification was carried out in 23 stocks of juvenile fish (about 1850 samples), purchased live (2-18 cm) in eight different fish farms in Brazil. Both individuals of pure species and hybrid products were acquired. The results indicated that 15 stocks were irregular and mislabeled, because they did not correspond to what was marketed by the producers. In these stocks, samples of different hybrids and species were mixed, with cases up to five different products in the same stock. Furthermore, the stocks were sold with inadequate labels, with hybrids traded as pure species indiscriminately. Particular concerns are revealed in relation to hybrids from species of Pimelodidae and Serrasalmidae, because they were incorrectly commercialized in high proportion. Moreover, four stocks were identified as post-F1 lineages, resulting from backcrosses of the hybrid products “Patinga” and “Cachapinta”. These animals are fertile and can be found in natural environments, probably originated from escapes of farming systems. Additionally, the molecular analysis showed that fish hybrids are being... (Complete abstract click electronic access below)
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Desenvolvimento, caracterização e uso de marcadores microssatélites no mapeamento genético de características agronômicas de cajueiro (Anacardium occidentale L.)

Lamas, Natalia da Silva e 30 July 2010 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Biologia, Programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2010. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2012-04-16T10:33:50Z No. of bitstreams: 1 2010_NatáliaSilvaeLamas.pdf: 2960072 bytes, checksum: 6864e936d374f2b25fae278f040d7df8 (MD5) / Approved for entry into archive by Leila Fernandes (leilabiblio@yahoo.com.br) on 2012-04-16T13:02:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_NatáliaSilvaeLamas.pdf: 2960072 bytes, checksum: 6864e936d374f2b25fae278f040d7df8 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-04-16T13:02:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_NatáliaSilvaeLamas.pdf: 2960072 bytes, checksum: 6864e936d374f2b25fae278f040d7df8 (MD5) / O cultivo do cajueiro é observado em quase todos os estados do Brasil. Contudo, adapta-se melhor ao ambiente do litoral nordestino. Essa cultura tem grande importância para a agroindústria dos Estados do Ceará, Piauí e Rio Grande do Norte, onde são colhidos 95% da produção brasileira e onde é feito todo o processamento da castanha. O agronegócio do cajueiro movimenta cerca de 157 milhões de dólares somente em exportações de amêndoas. Apesar da importância sócio-econômica da cajucultura, esta exploração, no entanto, ainda não é intensa em tecnologia. O uso de técnicas modernas de genética molecular no melhoramento genético do cajueiro pode ser decisivo para a mudança do atual perfil deste importante agronegócio pela possibilidade de aumento da produtividade e qualidade dos seus produtos. Até o presente, são poucas as informações sobre marcadores moleculares, genes e regiões cromossômicas que controlam caracteres de importância econômica no cajueiro. Este trabalho teve como objetivo desenvolver e caracterizar uma bateria de marcadores microssatélites de Anacardium occidentale a partir da construção de bibliotecas genômicas enriquecidas para seqüências repetitivas. Os marcadores desenvolvidos foram utilizados em estudos de vínculo genético entre amostras do banco de germoplasma. Foi desenvolvido um esforço de localização dos novos marcadores microssatélites nos mapas genéticos existentes da espécie. Dos 5.472 clones potencialmente contendo fragmentos repetitivos, 540 foram seqüenciados e analisados para a presença de microssatélites. Uma bateria de 117 sequências foi selecionada com base na qualidade das sequências microssatélites que cada clone apresentava, e submetida a desenho de iniciadores de PCR para a realização de testes genéticos. Deste total, cem novos pares de iniciadores foram sintetizados e otimizados para genotipagem através de eletroforese em gel de agarose a 3,5%. Quatorze novos marcadores microssatélites foram selecionados ao acaso e analisados em seqüenciador 377 ABI com base na genotipagem de 36 acessos do Banco de Germoplasma de Cajueiro. Esta análise permitiu a estimativa de parâmetros genéticos como Heterozigosidade observada (Ho), Heterozigosidade esperada (He), Conteúdo de Informação Polimórfica (PIC) e Poder de Exclusão (PE) de cada um dos quatorze marcadores microssatélites. O experimento permitiu detectar grande variabilidade de performance analítica entre os marcadores testados. O marcador AOBR 48, por exemplo, demonstrou ser o marcador com o maior Conteúdo de Informação Polimórfica, Heterozigosidade observada e Poder de Exclusão entre os marcadores testados. A análise de acessos do Banco de Germoplasma com os quatorze novos marcadores microssatélites indicou que os acessos de cajueiro comum e de cajueiro anão precoce formam grupos distintos com base nos valores de coeficiente de similaridade estimados em comparações par-a-par entre os 36 acessos de cajueiro estudados. Um acesso de A. microcarpum, utilizado como controle externo (outgroup), foi agrupado com acessos de cajueiro comum, chamando a atenção para a necessidade de aprofundamento no estudo das relações filogenéticas entre A. occidentale e A. microcarpum. Uma população F1 derivada do cruzamento entre cajueiro anão precoce (CCP1001) e cajueiro comum (CP 96) foi utilizada para mapear os novos marcadores microssatélites no genoma de cajueiro. Entre os cem novos marcadores desenvolvidos neste trabalho, 11 apresentaram segregação de alelos do genitor feminino (CCP 1001) na população F1, enquanto que 21 apresentaram segregação de alelos do genitor masculino (CP 96). Somente três dos 100 marcadores testados apresentaram segregação de alelos dos dois genitores na população F1, totalizando 29 marcadores passíveis de mapeamento nesta população. No total, 11 marcadores SSR desenvolvidos no atual trabalho foram incorporados aos mapas dos genitores masculino e feminino, sendo apenas um marcador comum aos dois genitores. O mapa genético do genitor masculino (acesso CP 96) apresentou o total de 106 marcadores distribuídos em 1.133,6 cM, e o mapa do genitor feminino (CCP 1001) apresentou um total de 99 marcadores distribuídos em 1.065,9 cM. Os novos marcadores estão sendo empregados na análise genética e no melhoramento do cajueiro. Neste trabalho, foram mapeados QTLs (Quantitative Trati Loci) de três características de importância econômica de cajueiro: resistência a mofo-preto (causado pelo fungo Pilgeriella anacardii), altura da planta e diâmetro da copa. No mapa do genitor feminino, foram detectados três QTLs para a altura da planta, um para a característica diâmetro da copa e um para resistência a mofo-preto. Já no mapa do genitor masculino, foram detectados três QTLs para a característica resistência a mofo-preto, dois para a característica altura da planta e dois para o diâmetro da copa. Os novos marcadores microssatélites de cajueiro enriquecem o conjunto de ferramentas genômicas que está sendo construído para apoiar e tornar mais eficiente o melhoramento genético da espécie. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The cashew tree is cultivated in almost all states of Brazil. However, it is better adapted to the environmental conditions of the Brazilian NorthEastern Coast. This crop is particularly important for the agricultural sector of the states of Ceará, Piauí and Rio Grande do Norte. These three states are together responsible for 95% of the Brazilian cashew production and virtually all cashew nut processing. The cashew agribusiness responds for approximately 157 million dollars per year only on cashew nut exports. Although cashew business is socially and economically important, cashew production is not intensive in technology use. The application of modern molecular genetics techniques in cashew breeding can be decisive to promote a change in the current production standards of this important agribusiness due to the possibility of increasing yields and promoting increments in fruit and nut quality. There is very limited information about cashew molecular markers, genes and genomic regions associated with economically important traits. The objectives of the present work were to develop and characterize a group of microsatellite markers for Anacardium occidentale based on the construction of repetitive DNA enriched genomic libraries. The molecular markers which were obtained were used to study the genetic relationships between cashew accessions of the Germplasm Bank. An attempt was also made to locate the new molecular markers on the genetic maps already developed for the species. A library of 5,472 DNA clones potentially rich on repetitive sequences was developed and used to select 540 clones for DNA sequencing. The sequences obtained were checked out for the presence of microsatellite sites. A total of 117 sequences were then selected based on quality criteria and submitted to primer designing for PCR validation. Validation of a set of one hundred new microsatellite markers was then conducted on 3.5% agarose gel electrophoresis. A subgroup of 14 new microsatellite markers was selected and used to genotype a collection of 36 cashew tree samples on a 377 ABI DNA sequencer. The data obtained allowed to estimate genetic parameters such as observed Heterozigosity (Ho), expected Heterozigosity (He), Polymorphism Information Content (PIC) and Power of Exclusion (PE) of each of the 14 microsatellite markers. A great diversity of analytical performance was observed among the tested markers. Marker AOBR 12 48, for example, presented the highest PIC, Ho and Power of Exclusion among the tested markers. The analysis of 36 accessions of cashew with the 14 new microsatellite markers indicated that the accessions of dwarfs and common types of cashew are clustered in distinct groups according to similarity coefficient values. An accession of A. microcarpum used as outgroup clustered with accessions of common cashew. This points out to the necessity of developing filogenetic studies between A. occidentale and A. microcarpum. An F1 population obtained upon crossing a dwarf tree (CCP1001) with a common type cashew tree (CP 96) was used to map the new developed markers. Among the 100 new microsatellite markers, 11 showed segregation for the female parent (CCP 1001) in the F1 populaiton, and 21 for the male parent (CP 96). Only three of the 100 markers showed segregation for the two parents in the F1 population. Eleven SSR markers developed in the current work have been located in the male and female linkage maps, but only one marker is common to both maps. The male parent genetic map (CP 96) includes 106 molecular markers covering 1,112.6 cM, while the female parent map (CCP 1001) includes 99 molecular markers covering 1,065.9 cM. The new markers are being used in cashew genetic analysis and breeding. In this work, a QTL analysis was performed for three traits of economic importance for cashew production: resistance to black mold, caused by the fungus Pilgeriella anacardii, plant height and canopy diameter. Three QTLs for plant height, as well as QTLs for canopy diameter and black mold have been located on the female parent map. Two QTLs for canopy diameter, two QTLs for plant height and three QTLs for resistance to black mold have been mapped on the male parent linkage map. The new cashew microsatellite markers enrich the group of genomic tools currently being developed to support and increase the efficiency of cashew breeding.
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Análises citogenéticas e moleculares em populações de milho (Zea mays L.), teosinto (Zea mexicana L.) e em híbridos entre as duas espécies / Cytogenetic and molecular analysis in maize populations (Zea mays L.), teosinte (Zea mexicana L.) and hybrids

Terra, Tatiana de Freitas January 2004 (has links)
O sucesso de um programa de melhoramento depende da qualidade do germoplasma utilizado para obter combinações de genes importantes. As combinações podem ser oriundas de hibridizações amplas, até mesmo entre espécies ancestrais. Entretanto, para a elevação constante do ganho genético em novas variedades, é fundamental que o trabalho produza continuamente populações com alta freqüência de genes de interesse agronômico. O Departamento de Plantas de Lavoura da Faculdade de Agronomia da Universidade Federal do Rio Grande de Sul iniciou um programa de melhoramento genético de milho comum em 1998 e, posteriormente de milho doce, os quais possuem resultados significativos em diversas áreas do conhecimento científico. Em função das mutações ocorridas, existem diferenças nas propriedades texturais, forma e quantidade de endosperma dos milhos atuais, classificando-os como milho comum, milho pipoca e milho doce. O teosinto por ser uma espécie botânica relacionada ao milho pode ser utilizado como fonte de importantes caracteres agronômicos em programas de melhoramento desse cereal, com possibilidades de hibridização e introgressão de genes. Os objetivos principais desse trabalho foram analisar citogeneticamente os genótipos de milho comum, milho doce, de teosinto e de híbridos oriundos de cruzamentos artificiais entre as populações originais, bem como, avaliar a variabilidade genética existente nessas populações e o relacionamento entre elas através da utilização de marcadores moleculares do tipo microssatélites (SSR). De maneira geral, os dados apresentados nesse trabalho indicam que as populações apresentam comportamento meiótico regular. Os híbridos apresentam algumas anormalidades, como por exemplo, presença de univalentes, pontes e fragmentos cromossômicos sem, entretanto, prejudicar a viabilidade dos grãos de pólen. É possível afirmar que a variabilidade genética existente no teosinto é superior a apresentada pelos genótipos de milho, provavelmente, devido a sua origem silvestre. Esses resultados confirmam a semelhança entre as duas espécies e sugerem que é possível utilizar o teosinto como fonte genética de um programa de melhoramento de milho. / The success of a breeding program relies on the quality of the germplams used as a source for combination of important genes. Such combinations can derive from broad hybridization, even from ancient ancestors. However, for a constant increase in genetic gain in new varieties it is necessary to constantly generate populations with high frequency of agronomic trait genes. The Department of Crop Science of the College of Agronomy at the UFRGS (Universidade Federal do Rio Grande de Sul) started an ordinary maize-breeding program in 1998 and, latter on, a sweet maize program, which generated significant results at different scientific fields. Due to mutations, there have been found endosperm differences concerning textural properties, shape and amount in the current maize, so that they can be classified as ordinary, popcorn and sweet maize. As teosinte is a species related to maize, it can be used as source for important agronomical traits in this grainbreeding program, allowing hybridization and gene introgression. The objectives of this work were to cytogenetically analyze the genotypes of ordinary maize, popcorn, sweet maize, teosinte and hybrids derived from artificial crossings among original populations, as well as analyze genetic variability among these populations and the relationship within them by the use of microsatellite molecular markers (SSR). Generally, the data presented in this work indicate that the populations show a regular meiotic behavior. The hybrids present some anomalies, for example, presence of univalent, bridge and chromosomal fragments however, with no harm to grain pollen viability. It is possible to assure that the existing genetic variability in teosinte is superior to that found among the maize genotype, probable due to teosinte’s wild origin. These results confirm the close relation between the two species and suggest the possibility of using teosinte as source of genetic variability in a maize-breeding program.

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