Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.11.2003.tde-08042003-164055
Documento
Autor
Nome completo
Rafael Moyses Alves
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2002
Orientador
Banca examinadora
Figueira, Antonio Vargas de Oliveira (Presidente)
Ando, Akihiko
Nass, Luciano Lourenço
Sebbenn, Alexandre Magno
Vencovsky, Roland
Título em português
Caracterização genética de populações de cupuaçuzeiro, Theobroma grandiflorum (Willd. ex. Spreng.) Schum., por marcadores microssatélites e descritores botânico-agronômicos.
Palavras-chave em português
banco de germoplasma
cupuaçu
marcador genético
melhoramento genético vegetal
populações vegetais
progênie vegetal
reprodução vegetal
variação genética em plantas.
Resumo em português
Este trabalho teve por objetivo caracterizar e comparar a estrutura genética de
sete populações de cupuaçuzeiro, Theobroma grandiflorum (Willd. ex Spreng.) Schum.,
uma fruteira nativa da Amazônia brasileira, utilizando marcadores microssatélites e
descritores botânico-agronômicos. Visou também conhecer, preliminarmente, o
sistema reprodutivo do cupuaçuzeiro. A estrutura genética das sete populações, sendo
três populações naturais, coletadas na suposta área de máxima diversidade da
espécie, três populações estabelecidas em Banco Ativo de Germoplasma (BAG), e
uma população coletada em plantios comerciais do municÃpio de Tomé açu - PA, foi
analisada com auxÃlio de marcadores microssatélites. Foi observada alta variabilidade
genética na espécie, ressaltado pelo elevado número de alelos por loco, alto nÃvel de
heterozigosidade e divergência entre as populações. A divergência foi mais acentuada
entre as populações naturais, em comparação com as populações do Banco de
Germoplasma. Essa divergência pode indicar um processo preliminar de diferenciação.
Porém, foi mais acentuada entre as populações oriundas de Tucuruà e Nova Ipixuna,
corroborando com as indicações que consideram essa região como o centro de
máxima diversidade de T. grandiflorum. Estes resultados sugerem, como estratégia de
conservação in situ, a necessidade de definição de mais de um local para reserva
genética, bem como, em relação a conservação ex situ, as coletas devem ser realizadas em vários locais. A elevada diversidade genética observada nos plantios
comerciais, permite recomendar essas plantações como uma fonte alternativa de
genes e genótipos ao programa de melhoramento de T. grandiflorum. No BAG foi
observada baixa divergência genética entre as populações, sendo que, a maior parte
da variabilidade genética encontrava-se dentro das populações. Essa caracterização
foi complementada com o emprego de descritores botânico-agronômicos, quando foi
observada grande variabilidade para a maioria dos descritores empregados. Houve
necessidade, inicialmente, de selecionar dentre as 53 variáveis, aquelas que melhor se
prestavam para a caracterização dos acessos. Empregando análises univariada e
multivariada por componentes principais, foi possÃvel descartar 64% das variáveis
iniciais, sendo sugerida uma lista mÃnima de 19 descritores para o cupuaçuzeiro. Com
base nessa lista e o emprego da distância Euclideana média, foi obtida uma matriz de
dissimilaridade entre os 31 acessos avaliados. Esses acessos foram agrupados pelo
método de Tocher e UPGMA, tendo sido obtidos seis grupos de similaridade. A
comparação entre as duas caracterizações realizadas no BAG, revelou uma correlação
positiva e significativa entre distâncias genéticas e fenotÃpicas. Preliminarmente foi
estudado o sistema de reprodução do cupuaçuzeiro, numa população natural de Nova
Ipixuna - PA, sendo utilizadas oito progênies de polinização aberta, com dez indivÃduos
e oito locos microssatélites polimórficos. Baseado na estimativa da taxa de cruzamento
multilocos ( $ t m =1,0) e individual por planta materna, o estudo nessa população sugere
que o T. grandiflorum é uma espécie predominantemente alógama, com uma pequena
percentagem (5,4%) de cruzamentos entre parentes. Esse fator tem implicações
importantes nas estratégias de conservação in situ e na utilização de progênies
oriundas de polinização aberta nos programas de melhoramento.
Título em inglês
Genetic characterization of cupuassu theobroma grandiflorum (willd. ex. spreng.) schum. populations by microsatellite markers and botanic-agronomic descriptors.
Palavras-chave em inglês
cupuassu
genetic mark
germplasm bank
mating system in plants
plant breeding
plant familie
plant genetic variation.
plant populations
Resumo em inglês
This work had the objectives to characterize and compare the genetic structure
of seven populations of cupuassu, Theobroma grandiflorum (Willd. ex Spreng.) Schum.,
a fruit tree native to the Brazilian Amazon using microsatellite markers and botanic-agronomic
descriptors; and to investigate the cupuassu mating system. The genetic
structure of seven populations of cupuassu, with three originally collected at the
putative center of maximum diversity of the species; three populations established at
the active germplasm collection (BAG); and one population colected from commercial
plantings were analyzed using microsatellite markers. High genetic variability was
observed for the species, demonstrated by the elevated number of alleles per locus;
high heterozigosity and divergence between populations. The divergence was more
noticeable among natural populations than among populations from the germplasm
collection. This divergence might indicate a preliminary process of diversification.
However, it was more pronounced between the populations from Tucuruà and Nova
Ipixuna, corroborating indications that this region is considered the center of maximum
diversity of T. grandiflorum. These results suggested as strategy for in situ
conservation, the requirement to define more than one site for genetic reserves, large
enough to maintain rare alleles in the medium- to long term. For ex situ conservation,
sample collection must be conducted in many sites, with low intensity in each site, due
to the existing variability witihin population. The high genetic diversity observed in
commercail plantings allow to recommend these areas as an alternative source for genes and genotypes for the breeding program of T. grandiflorum. The characterization
of the germplasm populations was complemented using botanic-agronomic descriptors.
The large observed variability for most of the evaluated descriptors indicated that the
germplasm collection contained high phenotypic diversity. Initially, it was necessary to
select from the 53 evaluated variables, those most suitable for characterization of the
accessions. Using univariate and multivariate analyses of principal components, it was
possible to discard 64% of the initial variables, and a minimum descriptor list with 19
traits was proposed for cupuassu. Based on the minimum descriptor list, a matrix of
dissimilarity was constructed using Euclidean distances. The 31 evaluated cupuassu
accessions were grouped using Tocher and UPGMA, into six groups. The comparison
betwen the molecular and phenotypic characterization revealed a significant and
positive correlation between the genetic and phenotypic distances. The mating system
fo cupuassu was studied, based on a natural population from Nova Ipixuna - PA, using
eight progenies derived from open-pollinated pods with ten individuals each and eight
polymorphic microsatellite loci. Based on the estimation of the multilocus outcrossing
rate ( $ t m =1,0) and individual outcrossing rate ( $ t =1.0), the results from this population
suggested that T. grandiflorum is a predominatly outbreeding species, with a small
percentage (5,4%) of biparental inbreeding. These results have important implications
on the in situ conservation strategies and on the use of open-pollinated progenies in
breeding programs.
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Data de Publicação
2003-07-03