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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.11.2009.tde-23062009-163800
Documento
Autor
Nome completo
Patrícia Favoretto
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2009
Orientador
Banca examinadora
Melo, Paulo Cesar Tavares de (Presidente)
Azevedo Filho, Joaquim Adelino de
Figueira, Antonio Vargas de Oliveira
Purquerio, Luis Felipe Villani
Veasey, Elizabeth Ann
Título em português
Caracterização molecular de germoplasma de batata (Solanum tuberosum L.) por microssatélites
Palavras-chave em português
Batata
Germoplasma vegetal
Marcador molecular
Melhoramento genético vegetal
Variação genética.
Resumo em português
A cultura da batata (Solanum tuberosum L) está se tornando cada vez mais importante, tanto do ponto de vista dos produtores, dos pesquisadores e dos consumidores, por ser um dos alimentos protéicos mais consumidos em todo o mundo, entretanto, o Brasil depende de variedades importadas, originárias de clima temperado o que não condiz com as nossas condições, refletindo assim em valores inferiores de produtividade e de qualidade. Apesar da grande evolução que esta cultura apresentou em todos estes anos de cultivo se faz necessário a busca por materiais mais produtivos, adaptados e resistentes. Os programas de melhoramento convencionais são extremamente importantes para a seleção de novos progenitores, entretanto o tempo gasto para desenvolver e lançar uma variedade é bastante longo. Diante deste cenário, novas metodologias estão sendo cada vez mais utilizadas no processo de identificação de bancos de germoplasma e cultivares mais promissoras. O objetivo deste trabalho foi avaliar, por meio de marcadores microssatélites, 108 acessos de batata de cinco coleções contendo variedades comerciais, clones para programas de melhoramento e cultivo orgânico, visando a caracterização genética, a identificação de duplicatas e de possíveis parentais para uso nos programas de melhoramento. Para a caracterização molecular foram utilizados 10 iniciadores específicos (primers), gerando-se um total de 50 alelos (bandas) os quais foram analisados como dados binários, sendo que a partir destes dados foi obtida uma matriz de similaridade utilizando o coeficiente de similaridade de Jaccard. Com este coeficiente e com o método aglomerativo UPGMA, foram realizadas análises de agrupamento utilizando o software NTSYSpc e um método de reamostragens (bootstraps), gerando dendrogramas que permitiram a distinção genética entre os acessos. O conteúdo de informação de polimorfismo (PIC) e a heterogozidade esperada (He) foram significativos, sendo que os maiores valores foram 0,8594 e 0,8725, respectivamente, para o primer STM0019a. Em média, o número de alelos por loco foi cinco, variando de dois alelos para os primers STM 1053 e STM 1104 até 13 alelos por loco para o primer STM0019a. Para facilitar a visualização dos resultados, além de serem avaliados como um todo os 108 acessos foram divididos em grupos de acordo com as coleções (variedades comerciais, clones e cultivo orgânico), sendo que a maior variação pelo coeficiente de Jaccard foi de 0,39 a 0,93 para 57 acessos das coleções de cultivares orgânicos e comerciais. Ao se avaliar os 108 acessos juntos, o coeficiente de Jaccard variou de 0,42 a 0,93, mostrando a grande variabilidade genética entre os acessos das cinco coleções. Foram observadas seis possíveis duplicatas [ATLANTIC (Canadá) e ATLANTIC (Chile); 67-2 e 17-10 (clones CNPH1); COLORADO e ÁGATA (EPAMIG); 253 E 266 (clones CNPH2); MELODY e APTA 21-54 (cultivo orgânico); e 387-1 (E1) e VOYAGER], identificando-se também os acessos mais distantes geneticamente [clone 383-19 (EmbrapaCNPH1) e a cultivar comercial HPC-7B], permitindo desta forma a identificação de possíveis parentais para os programas de melhoramento. Os altos níveis de polimorfismo observados paraSolanum tuberosum sugerem que os marcadores microssatélites podem ser uma ferramenta útil para detectar as diferenças genéticas entre cultivares de batata.
Título em inglês
Molecular characterization of commercial cultivars of potato using SSR markers
Palavras-chave em inglês
Genetic variation.
Molecular marker
Plant breeding
Plant germlasm
Potato
Resumo em inglês
The cultivation of potato (Solanum tuberosum L) is becoming increasingly important from the point of view of producers, researchers and consumers, for representing one of the food protein mostly consumed in the world. However, Brazil depends on imported varieties, originated from temperate climate which does not complies with our conditions, thus reflecting in lower productivity and quality. Despite the great progress that this crop presented in all these years of cultivation, it is necessary to search for more productive, adapted and resistant materials. The conventional breeding programs are important for the selection of new parents, but the time spent to develop and launch a new variety is quite long. In this scenario, new approaches are being increasingly used in the identification of germplasm banks and most promising cultivars. The objective of this study was to evaluate, using microsatellite markers, 108 accessions of five potato collections containing commercial varieties, clones for breeding programs and organic farming varieties, aiming at the genetic characterization, identification of duplicates and possible parents to be used in potato breeding programs. For the molecular characterization, 10 specific primers were used, generating a total of 50 alleles (bands) which were analyzed as binary data, and from this data a similarity matrix was obtained using the Jaccard coefficient of similarity. With this coefficient and the UPGMA method, cluster analysis were carried out using the NTSYSpc software and bootstraps analyses, generating dendrograms which allowed the genetic distinction between accessions. The polymorphism information content (PIC) and expected heterozygosity (He) were both significant, with the highest values (0.8594 and 0.8725, respectively) obtained for primer STM0019a. On average, the number of alleles per locus was five, ranging from two alleles for primers STM 1053 and STM 1104 to 13 alleles per locus for primer STM0019a. To facilitate the visualization of the results, in addition to being evaluated as a whole, the 108 accessions were divided into groups according to the collections (commercial varieties, clones and organic farming), where the highest variation for the Jaccard coefficient (0.39 - 0.93) was found for the 57 accessions of organic and commercial cultivars collections. When assessing the 108 accessions together, the Jaccard coefficient ranged from 0.42 to 0.93, showing a high genetic variability between accessions of the five collections. Six possible duplicates were found ['ATLANTIC (Canada) and ATLANTIC (Chile); 67-2 and 17-10 (clones CNPH1); Color and AGATE (EPAMIG); 253 E 266 (clones CNPH2); MELODY and APTA 21-54 (organic farming); and 387-1 (E1) and VOYAGER], and also the more genetically distant accessions [clone 383-19 (EmbrapaCNPH1) and the commercial cultivar HPC- 7B] were identified, thereby enabling the identification of potential parents for breeding programs. High levels of polymorphism observed for Solanum tuberosum suggest that microsatellite markers can be a useful tool to detect the genetic differences between potato cultivars.
 
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Data de Publicação
2009-07-20
 
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