Submitted by Claudia Rocha (claudia.rocha@udesc.br) on 2018-03-01T12:12:19Z No. of bitstreams: 1 PGPV17MA218.pdf: 1720230 bytes, checksum: 6b5c28d9052e3150143609b5794ee96a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-01T12:12:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGPV17MA218.pdf: 1720230 bytes, checksum: 6b5c28d9052e3150143609b5794ee96a (MD5) Previous issue date: 2017-02-02 / PROMOP / CAPES / Due to the gametophytic self-incompatibility (GSI), the occurrence of cross-pollination between genetically compatible plants is necessary for the naturally fructification of apple trees (Malus domestica Borkh.). The GSI is governed by the multiallelic locus called S, which encodes a family of RNases thats act on the pistil and prevents the formation of the pollen tube when the S alleles presented in the pollen grain is the same as that is presented in the diploid tissue of the pistil. From the identification of the S alleles of plants of interest it is possible to guide the combinations between parents to obtain segregant populations and to predict the efficiency of apple tree genotypes when they are used as pollinators in commercial orchards. The objectives of this dissertation were to validate the use of DNA markers in the identification of the genetic constitution of the S locus of apple tree genotypes, as well as the definition of pollinators genotypes to be adopted in commercial orchards, serving as an auxiliary tool for the apple breeding. The study of the segregation of the S alleles carried out in segregating populations of apple trees by DNA markers (Chapter 2); the locus S of 28 genotypes of apple trees were analyzed by DNA markers and the genetic dissimilarity analysis was done based on the characterization of the same genotypes for based on the minimum descriptors required for the protection of new cultivars (Chapter 3); and the determination of the pollinators genotypes for three apple was done based on the genotyping of the S alleles associated with cross testing (Chapter 4). In the study of segregation of S alleles in segregating populations, the progeny of the cross between Fred Hough (S5S19) vs. Monalisa (S2S10) followed the expected segregation ratio for genotype compatibility: 1:1:1:1. In the other population evaluated, the same pair of S alleles, S3S5, were identified in both parents (M-11/01 and M-13/91), and the progeny showed the same genotype. In 26 of the 28 genotypes evaluated, both alleles S were identified, and in the remaining two genotypes only one allele was identified in each genotype. The average dissimilarity of the 28 genotypes obtained by the morphoagronomic characterization was 35 %. Considering the total genetic compatibility between the genotypes and the five major dissimilarities obtained, 15 crosses were suggested to increase the genetic base of the Epagri's Genetic Apple Breeding Program. Regarding the selection of pollinators, the field pollination tests did not show a significant difference between the cultivars and their respective pollinators tested for characters the fruit set and seed number, but when the S alleles present in each of the genotypes, were identified the presence of semi-compatibility cases between them. This fact can be explain by the high concentration of pollen grains applied on the pistil of the flowers on artificial pollination, which may mask the existing semi-compatibility. Considering the results obtained in this study, DNA markers can be used to identify the locus S genotype in apple trees as an auxiliary tool to the Epagri's Genetic Apple Breeding Program, both for the definition of combinations between parents for the formation of segregant populations as to chose pollinators to fruit-producing cultivars to be adopted in commercial orchards / Devido a autoincompatibilidade gametofítica (AIG), para a formação de frutos em plantas de macieira (Malus domestica Borkh.) é necessária a ocorrência de polinização cruzada entre plantas geneticamente compatíveis. A AIG é governada pelo loco multialélico S, que codifica para uma família de RNases atuantes no pistilo da planta e impede a formação do tubo polínico quando os alelos S presentes no grão de pólen forem iguais àqueles presentes no tecido diploide do pistilo. A partir da identificação dos alelos S de plantas de interesse é possível orientar as combinações entre genitores para a obtenção de populações segregantes via hibridações dirigidas e prever a eficiência de genótipos de macieira quando utilizados como polinizadores em pomares comerciais. Os objetivos dessa dissertação foram validar o uso de marcadores de DNA na identificação da constituição genética do loco S de genótipos de macieira e na definição de genótipos polinizadores a serem adotados em pomares comerciais, servindo como ferramenta auxiliar ao melhoramento genético de macieira. Realizou-se: o estudo da segregação dos alelos S em populações segregantes de macieira mediante genotipagem via marcadores de DNA (Capítulo 2); a genotipagem dos alelos S de 28 genótipos elite de macieira via marcadores de DNA e análise de dissimilaridade genética com base na caracterização quanto aos descritores mínimos requisitados para a proteção de novas cultivares (Capítulo 3); e a determinação dos genótipos polinizadores para três cultivares de macieira baseando-se na genotipagem dos alelos S associada à realização de cruzamentos teste a campo (Capítulo 4). No estudo da segregação dos alelos S em populações segregantes, a progênie do cruzamento entre Fred Hough (S5S19) vs. Monalisa (S2S10) apresentou a proporção de segregação esperada para compatibilidade entre genótipos: 1:1:1:1. Na segunda população avaliada, em ambos os genitores (M-11/01 e M-13/91) foi identificado o mesmo par de alelos S: S3S5, sendo que a progênie apresentou esse mesmo genótipo. Mediante a análise molecular, em 26 dos 28 genótipos avaliados foram identificados ambos os alelos do loco S, sendo que nos dois restantes apenas um alelo foi identificado em cada genótipo. A dissimilaridade média dos 28 genótipos identificada pela caracterização morfoagronômica foi de 35 %. Considerando a compatibilidade genética total entre os genótipos e as cinco maiores dissimilaridades obtidas, foram sugeridos 15 cruzamentos para ampliação da base genética do Programa de Melhoramento Genético da Epagri. Quanto a seleção de polinizadoras, os testes de polinização a campo não demonstraram diferença significativa entre as cultivares e suas respectivas polinizadoras para as características avaliadas, porém quando os alelos S foram identificados constatou-se a presença de casos de semicompatibilidade entre alguns dos genótipos avaliados. Sugere-se que a não identificação dos genótipos semicompatíveis ocorre devido a alta concentração de grãos de pólen aplicada sobre o pistilo das flores via polinização artificial das cultivares, que pode mascarar a semicompatibilidade existente. Considerando os resultados obtidos nesse estudo, a utilização de marcadores de DNA para identificação do genótipo do loco S em macieira pode ser empregada como ferramenta auxiliar ao programa de melhoramento genético de macieira da Epagri, tanto para a definição de combinações entre genitores para a formação de populações segregantes que serão alvo de seleção quanto para a escolha de polinizadoras geneticamente compatíveis com as cultivares produtoras de frutos a serem adotados em pomares comerciais, minimizando as perdas de produção em pomares comerciais devido a semicompatibilidade genética ou incompatibilidade entre os genótipos de macieira (cultivar copa x polinizadora)

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:59:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_daniela_de_conti.pdf: 1033668 bytes, checksum: 84993fae9dbf6d00292f67eaacda30fb (MD5) Previous issue date: 2012-02-15 / The Japanese plum (Prunus salicina Lindl.) is a fruit of great prominence worldwide. In Brazil, one of the most widely cultivated species of plum, because it presents climatic conditions favorable to its cultivation. However, some factors limit the increase in domestic production of plum trees, among them stands out the gametophytic self-incompatibility, due to the presence of a multiallelic codominant locus, containing the so-called S-alleles. Thus, the objective of this study was to identify physiologically and molecularly S-alleles of Japanese plum cultivars related to gametophytic self-incompatibility. For physiological characterization were carried out controlled pollination experiments in the experimental field of Embrapa, Clima Temperado (Pelotas/RS) and the pollination in vivo in laboratory, three cultivars of Japanese plum (América, Gulf Rubi and Gulf Blaze) which were evaluated fruit set and pollen tube growth (CTP), respectively. For molecular characterization, experiments were performed in the Laboratory of Plant Tissue Culture and Molecular Characterization, (UFPel / RS). To this end, we analyzed 19 Japanese plum cultivars by Polymerase Chain Reaction (PCR) with two pairs of specific primers for amplification of S-alleles. Crossings 'Gulf Blaze' x Gulf Rubi' Gulf Rubi x 'Gulf Rubi' and 'Gulf Rubi' x 'Gulf Blaze' had a fruit set of 11.36%, 3.84% and 9.94% respectively. In vivo pollination CTP reached the egg or ovarian in these crosses, with the exception of self-pollination of 'Gulf Rubi'. There was no fruit set in the field, self-pollination in 'América' and 'Gulf Blaze' and crossing 'América x' Pluma 7 '. The CTP in these crosses did not reach the egg, with the exception of self-pollination of 'Gulf Blaze'. Only the cross between 'América' x 'Pluma 7' are incompatible, and America is a self-incompatible cultivar. In amplification of S-alleles was possible to obtain the effective characterization of alleles-S of cultivars studies, as well as, the choice of pollinating more compatible with the cultivars producing. The cultivars América and Santa Rosa; Blood Plum, Wickson, Rosa Mineira, Estrela Púrpura and Planta 21 showed incompatibility between them. / A ameixeira japonesa (Prunus salicina Lindl.) é uma frutífera de grande destaque mundialmente. No Brasil, é a espécie de ameixeira mais cultivada, pois apresenta grande número de cultivares adaptadas as diferentes condições climáticas das regiões onde é cultivada. Porém, alguns fatores limitam o aumento da produção nacional de ameixeiras, entre eles destaca-se a autoincompatibilidade gametofítica, devido à presença de um loco multialélico, contendo os denominados alelos-S. Diante disso, o objetivo deste trabalho foi identificar fisiologicamente e molecularmente os alelos-S de cultivares de ameixeira japonesa relacionados à autoincompatibilidade gametofítica. Para a caracterização fisiológica, realizaram-se experimentos de polinização controlada no campo experimental da Embrapa Clima Temperado (Pelotas/RS) e polinização in vivo, em laboratório, de três cultivares de ameixeira japonesa (América, Gulf Blaze e Gulf Rubi) onde foram avaliados a frutificação efetiva e o crescimento do tubo polínico (CTP), respectivamente. Para a caracterização molecular, os experimentos foram realizados no Laboratório de Cultura de Tecidos de Plantas Caracterização Molecular, (UFPEL/RS). Para tal fim, foram analisadas 19 cultivares de ameixeira japonesa, por meio de Reação em Cadeia da Polimerase (PCR) com dois pares de primers específicos para amplificação de alelos-S. Nos estudos de compatibilidade reprodutiva, a cv. América apresentou alto fruit set quando polinizada com as cvs. Rosa Mineira (26,7%), Amarelinha (8,7%) e Reubennel (12,7%). Os cruzamentos Gulf Blaze x Gulf Rubi , Gulf Rubi x Gulf Rubi e Gulf Rubi x Gulf Blaze obtiveram um fruit set de 11,36%, 3,84% e 9,94%, respectivamente. Na polinização in vivo o CTP atingiu o óvulo ou ovário nesses cruzamentos, com exceção da autopolinização da Gulf Rubi . Não houve frutificação efetiva, no campo, na autopolinização América e Gulf Blaze e no cruzamento América x Pluma 7 . O CTP nesses cruzamentos não chegou a atingir o óvulo, com exceção da autopolinização da Gulf Blaze . Apenas os cruzamentos América x Pluma 7 são incompatíveis e a cultivar América é autoincompatível. Na amplificação de alelos-S, foi possível obter a efetiva caracterização de alelos-S das cultivares estudadas, bem como, a escolha das polinizadoras mais compatíveis com as cultivares produtoras. Verificou-se que as cultivares América e Santa Rosa; Blood Plum, Wickson, Rosa Mineira, Estrela Púrpura e Planta 21, apresentaram incompatibilidade entre si.