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Previous issue date: 2015-02-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The demand for colored cotton fibers has grown internationally, especially motivated by
ecological appeal that management provides. In Brazil, especially in the Northeast,
agricultural niches are concentrated in small areas of family-based farmers who adopt both the
conventional management as the organic, generating employment and income. The cotton
breeding program of Embrapa Cotton has made efforts in developing new varieties of colored
fibers in order to contribute to the regional agribusiness growth, nowadays with five cultivars,
with fibers of colors ranging from green to various shades of brown. The challenge for
researchers, however, is to generate varieties with new shades that can contribute to move the
competitive market of the textile industry, especially the natural and dyes free. To advance in
this segment, it is essential to understand the molecular basis of the metabolites involved in
the synthesis of the color of the fibers so that we can establish strategies for genetic
improvement, both by conventional means such as by genetic engineering. It is known that
flavonoids are secondary metabolites which confers color to fibers and that depending on the
route of biosynthesis, various color tones can be synthesized by events cascade. Being a
component of biochemical nature, it is estimated that the identification of genotypes holders
of biosynthesized by associated molecular markers, directly or not, to flavonoids. This
strategy can configure a useful tool to identify genotypes colored fibers, helping to reduce the
time the selection procedures that take between 120 to 150 days for the character can be
phenotyped. Seeking to generate information that may help with the colored cotton fiber
improvement aimed this work a study of genetic and molecular approaches in colorful cotton
accesses, based on analysis of divergence and molecular expression, focusing on fiber specific
genes involved in flavonoid biosynthesis. For analysis of genetic diversity, twelve genotypes
were phenotyped by ISSR-PCR, using 12 commercial oligonucleotides. The methods of
Tocher, UPGMA and 2D Projection were adopted for cluster analysis based on the standard
of 50 polymorphic bands. In light of the results, proceeded to the analysis of transcripts
expression, using the genes PP2A1, C4H, DFR, ANR and ANS in cDNAs fibers collected at 8,
10 and 18 DPA (after anthesis days) from BRS Rubi, BRS Topázio, BRS 200 and V3 access.
In the cluster analysis by UPGMA, there was the formation of six groups being groups B, D
and E only those clustered colored materials. The results of the expression through
semiquantitative RT-PCR, the amplicons were observed of approximately 200, 290, 1100,
1024 and 1067 bp for PP2A1, C4H, DFR, ANS and ANR, respectively, as expected. We
observed increased expression of genes C4H, DFR and ANR in brown color genotypes,
suggesting that these genes may be involved in flavonoid biosynthesis brown fibers. The
results obtained in this study can be applied in the cotton breeding program aimed at
obtaining varieties with new colors or new shades. / A demanda por fibras de algodão colorido tem crescido em nível internacional, motivada
especialmente pelo apelo ecológico que o manejo proporciona. No Brasil, especialmente na
região Nordeste, os nichos agrícolas se concentram em pequenas áreas de agricultores de base
familiar, que adotam tanto o manejo convencional quanto o orgânico, gerando emprego e
renda. O programa de melhoramento de algodão da Embrapa Algodão tem envidado esforços
no desenvolvimento de novas cultivares de fibras coloridas com o intuito de contribuir com o
crescimento do agronegócio regional, detendo atualmente cinco cultivares, com tonalidades
de fibras variando do verde até várias tonalidades de marrom. O desafio dos pesquisadores,
contudo, é gerar cultivares com novas tonalidades que possam contribuir para movimentar o
competitivo mercado da indústria têxtil, especialmente o de fibras naturais e isentas de
corantes para fixação da cor. Para avançar nesse segmento, é imprescindível que se entenda a
base molecular dos metabólitos envolvidos na síntese da cor das fibras para que se possa
estabelecer estratégias para o melhoramento genético, tanto por vias convencionais como por
meio de engenharia genética. Sabe-se que os flavonoides são metabólitos secundários que
conferem cor as fibras e que, dependendo da rota de sua biossíntese, várias tonalidades de
cores podem ser sintetizadas ao final da cascata de eventos. Por ser um componente de
natureza bioquímica, estima-se que a identificação de acessos detentores de diferentes
biossintetizados possam ser discriminados por meio de marcadores moleculares associados,
diretamente ou não, aos flavonoides. Tal estratégia pode se configurar em uma ferramenta útil
para contribuir posteriormente na identificação de acessos de fibras coloridas, auxiliando a
reduzir o tempo nos procedimentos de seleção, que levam entre 120 a 150 dias para que o
caráter possa ser fenotipado. Com intuito de gerar informações que possam contribuir com o
melhoramento de fibras de algodão colorido, objetivou-se nesse trabalho proceder um estudo
envolvendo abordagens genética e molecular em acessos de algodão colorido, baseando-se em
análise de divergência e de expressão molecular, focalizando em genes específicos de fibra
envolvidos na biossíntese de flavonoides. Para análise da diversidade genética, doze acessos
foram fenotipados por meio de PCR-ISSR, utilizando-se 12 oligonucleotídeos comerciais. Os
métodos de Tocher, UPGMA e Projeção 2D foram adotados para análise de agrupamento,
baseado no padrão de 50 bandas polimórficas. Em função dos resultados obtidos, procederamse
as análises de expressão de transcritos, utilizando-se os genes PP2A1, C4H, DFR, ANR e
ANS em cDNAs de fibras coletadas aos 8, 10 e 18 DPA (dias pós antese) dos acessos BRS
Rubi, BRS topázio, BRS 200 e V3. Na análise de agrupamento via UPGMA, verificou-se a
formação de seis grupos, sendo os grupos B, D e E os que aglomeraram apenas os materiais
coloridos. Nos resultados da expressão via RT-PCR semiquantitativa, observaram-se
amplicons de aproximadamente 200, 290, 1100, 1024 e 1067 pb para PP2A1, C4H, DFR,
ANR e ANS, respectivamente, como esperado. Observou-se maior expressão dos genes C4H,
DFR e ANR nos acessos de coloração marrom, sugerindo que estes genes podem estar
envolvidos na biossíntese de flavonoides de fibras marrons. Os resultados obtidos neste
trabalho podem ser aplicados no programa de melhoramento do algodão visando a obtenção
de cultivares com novas cores ou novas tonalidades.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.bc.uepb.edu.br:tede/2258 |
| Date | 09 February 2015 |
| Creators | Rocha, Geisenilma Maria Gonçalves da |
| Contributors | Lima, Liziane Maria de, Santos, Roseane Cavalcanti dos, Farias, Francisco José Correia, Rêgo, Mailson Monteiro do |
| Publisher | Universidade Estadual da Paraíba, Programa de Pós-Graduação em Ciências Agrárias - PPGCA, UEPB, Brasil, Pró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa - PRPGP |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPB, instname:Universidade Estadual da Paraíba, instacron:UEPB |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | -3549167150673249483, 600, 600, 600, 600, 524871450381110278, 7828424726906663919, 2075167498588264571 |
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