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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)
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.udesc.br #179.97.105.11:handle/2405 |
| Date | 02 February 2017 |
| Creators | Brancher, Thyana Lays |
| Contributors | Guidolin, Altamir Frederico |
| Publisher | Universidade do Estado de Santa Catarina, Mestrado, UDESC, Brasil, UDESC::CAV |
| 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 UDESC, instname:Universidade do Estado de Santa Catarina, instacron:UDESC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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