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Melhoramento e mapeamento genético do feijoeiro-comum: análise de características quantitativas, morfológicas, moleculares e de resistência a doenças / Breeding and genetic mapping of the common bean: quantitative, morphological, molecular and disease resistance evaluationFaleiro, Fábio Gelape 15 September 2000 (has links)
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Previous issue date: 2000-09-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Para caracterizar novas fontes de resistência à ferrugem, oito linhagens desenvolvidas pelo Departamento de Agricultura dos Estados Unidos foram inoculadas com quatro raças fisiológicas de Uromyces appendiculatus coletadas no Brasil. Os cultivares Ouro Negro e US Pinto 111 foram utilizados como padrões de resistência e suscetibilidade, respectivamente. As linhagens BelMiDak-RMR-12 e BelMiDak-RR-3 destacaram-se como as mais resistentes e o cultivar Ouro Negro apresentou um nível de resistência igual às melhores linhagens norte-americanas. Objetivando mapear genes relacionados à resistência do feijoeiro-comum à ferrugem, antracnose e mancha-angular, foram desenvolvidas diferentes populações segregantes (F 2 e linhas recombinantes endogâmicas - RIL's). As análises de segregação revelaram diferentes modos de herança da resistência a cada uma das raças fisiológicas utilizadas. Análises de ligação genética revelaram que diferentes genes de resistência à ferrugem e à antracnose estavam ligados entre si. Os genes de resistência à mancha-angular também foram mapeados juntos, porém em outro grupo de ligação. Foram identificados dois marcadores moleculares RAPD (OX11 630 e OF10 1050 ), flanqueando o bloco gênico que confere resistência à ferrugem e três (OBA16 669 , OBA16 583 e OAD9 3210 ) ligados ao bloco gênico que confere resistência à mancha-angular. Com relação a características quantitativas, foram estimados diferentes parâmetros genéticos, correlações fenotípicas, genotípicas e ambientais e efeitos diretos e indiretos de cada característica sobre a produção, mediante o uso da análise de trilha. Os caracteres "número médio de vagens por planta" e "número médio de sementes por vagem" apresentaram maiores correlações genotípicas com a produção por planta. O carácter "número médio de sementes por planta" apresentou o maior efeito direto sobre a produção por planta. Outro objetivo do trabalho foi o de comparar dois delineamentos experimentais para estimar diferentes parâmetros genéticos obtidos a partir da avaliação de 154 RIL's de feijoeiro-comum: um delineamento em blocos casualizados (DBC) e o outro usando um ensaio comparativo, no qual as linhagens foram representadas por parcelas únicas avaliadas juntamente com testemunhas intercalares (DTI). A média das características e a precisão experimental foi semelhante nos dois delineamentos. O DBC teve maior capacidade de detecção de variabilidade genética e maior acurácia que o DTI. Com base em diferentes características de produção, resistência a doenças, tipo de grão e hábito de crescimento, dez RIL's foram selecionadas e enviadas ao Ensaio Preliminar de Linhagens (EPL). As RIL's selecionadas trazem vantagens como a introdução de importantes genes de resistência em feijão com grão tipo carioca e bege e também o desenvolvimento de linhagens de feijão com grão preto produtivas, resistentes a doenças e com hábito de crescimento não prostado (IIb). Com base em 14 características de resistência a doenças, sete características morfológicas, 49 marcadores moleculares e oito características quantitativas, foi construído um mapa de ligação gênica e mapeado os locos de características quantitativas relacionadas ao ciclo e ao rendimento do feijoeiro-comum. Adotando um valor de LOD de 4,0 e uma freqüência máxima de recombinação de 0,40, 43 marcadores, que segregaram na proporção esperada (1:1) a P<0,05 foram mapeados em nove grupos de ligação, cobrindo uma distância de recombinação total de 247,8 cM. O grupo 1 apresentou maior número de marcadores, sendo o grupo onde estão concentrados todos os genes de resistência à ferrugem e à antracnose. Os resultados encontrados neste trabalho lançaram bases para o desenvolvimento de mapas específicos saturados e de utilidade em programas de melhoramento que visem à resistência a doenças e o aumento do rendimento do feijoeiro-comum. / Quantitative, morphological, molecular, and disease resistance were evaluated in common bean for breeding and genetic mapping purposes. To characterize new resistance sources to rust, eight lines developed at the United States Department of Agriculture were inoculated with four races of Uromyces appendiculatus collected in Brazil. Cultivars Ouro Negro and US Pinto 111 were used as resistance and susceptibility standards, respectively. Lines BelMiDak- RMR-12 and BelMiDak-RR-3 were the most resistant ones. Cultivar Ouro Negro presented a resistance level comparable to the most resistant american lines. To map genes related to the common bean resistance to rust, anthracnose and angular leaf spot, different segregating populations (F 2 and recombinant inbred lines - RILs) were developed. Segregation analyses revealed different modes for resistance inheritance to the three pathogens used. Genetic linkage analyses revealed that genes for rust and anthracnose, but not for angular leaf spot resistance, were linked in the same linkage group. Two random amplified polymorphic DNA markers (OX11 630 and OF10 1050 ) were identified flanking the gene block conferring resistance to rust. Three markers (OBA16 669 , OBA16 583 and OAD9 3210 ) were linked to the gene block conferring resistance to angular leaf spot. Different genetic parameters, phenotypic, genotypic and environmentalcorrelations, were estimated as well as the direct and indirect effect of each characteristic on yield using the path analysis. Mean number of pods and mean number of seeds per pod presented the highest genotypic correlation with yield per plant. The character mean number of seeds per plant present the highest direct effect on yield per plant. Another objective of the present work was to compare two experimental designs to estimated different genetic parameters obtained from the evaluation of 154 common bean RILs: a random block design (RBD) and a comparative design in which the lines were represented by unique parcels evaluated together with intercalar witnesses (IWD)). The averages of the characteristics and the experimental precision were similar in both types of design. RBD was better to detect genetic variability and was more accurate than IWD. Based on different yield related characters, disease resistance, grain type, and growth habit, ten RILs were selected to be evaluated in the Preliminary Line Assay. These RILs may lead to varieties with carioca or bege type seeds resistant to several diseases and to varieties with black seeds, resistant to diseases, productive and with non-prostrate growth habit (type IIb). Based on 14 disease resistance loci, seven morphological traits, and 49 molecular markers a genetic linkage map was built and eight quantitative trait loci related with cycle and yield were mapped. Using a LOD score of 4.0 and a recombination frequency of 0.40, 43 marcadores segregating 1:1 with a P<0.05 were mapped into nine linkage groups, covering a total recombination distance of 247.8 cM. Linkage group number 1 grouped the highest number of markers. mapped to this group. The resistance genes for rust and anthracnose The results obtained in this work are the basis for the development of specific saturated maps to be used in common bean breeding programs aiming at the disease resistance and yield. / Tese importada do Alexandria
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