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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.11.2010.tde-25022010-082350
Document
Author
Full name
Miklos Maximiliano Bajay
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2009
Supervisor
Committee
Pinheiro, José Baldin (President)
Kiihl, Tammy Aparecida Manabe
Oliveira, Giancarlo Conde Xavier
Title in Portuguese
Desenvolvimento de marcadores microssatélites e caracterização do germoplasma de mamona (Ricinus communis L.)
Keywords in Portuguese
Diversidade genética
Germoplasma vegetal
Mamona
Marcador molecular
Melhoramento genético vegetal.
Abstract in Portuguese
A mamona (Ricinus communis) é uma cultura de clima tropical de importância social e econômica no Brasil e no mundo. As sementes contém um óleo com excelentes propriedades para o uso industrial. Esse óleo é o mais indicado para a produção de biodiesel, pois é o único solúvel em álcool e requer menos calor que os outros óleos vegetais para a produção de combustível. A grande diversidade genética observada no germoplasma de mamoneira possibilita a seleção de genótipos superiores a partir do material base, no entanto não existem informações sobre a caracterização molecular desses acessos, representando um sério risco quanto a perda de diversidade genética. O sucesso dos programas de melhoramento depende do conhecimento sobre a diversidade genética do banco ativo de germoplasma. Os microssatélites são ferramentas moleculares muito úteis em estudos de diversidade. Desta forma uma biblioteca genômica foi construída para a seleção dos fragmentos contendo marcadores moleculares microssatélites (SSR), a serem utilizados para estimar a diversidade genética dos acessos do banco de germoplasma da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA), do Instituto Agronômico de Campinas (IAC) e da UNESP - Botucatu. A partir dos 41 locos analisados, 26 apresentaram polimorfismo, revelando 111 alelos (4,27 por loco). Destes, 37 alelos foram considerados raros devido à frequência genética menor do que 5%. 41 alelos foram privados, sendo observados em somente uma das três populações (germoplasma) analisadas. O valor da riqueza alélica média foi 2,554. A heterozigosidade média esperada (HE=0,473) foi muito maior do que a observada (HO = 0,054), indicando taxa relativamente alta de endogamia nos genótipos estudados, confirmada através do alto valor médio de GIS (0,845). O valor obtido de GST' (0,364) foi superior a 0,25, indicando que existem fortes indícios de estruturação na amostra. Os 26 locos apresentaram desvios na proporção do Equilíbrio de Hardy-Weinberg (P<5%) depois da correção de Bonferroni. Os resultados obtidos indicam a formação de dois grupos geneticamente distintos, um grupo é composto pelos acessos da EMBRAPA e o outro grupo é composto pelos acessos do IAC e pelos genótipos da UNESP - Botucatu. Esse fato indica que a diversidade genética da mamona está bem representada nesses bancos de germoplasma. Estas informações serão de extrema importância para os programas de melhoramento da mamoneira. O conhecimento gerado nesse estudo sobre a diversidade genética da mamona pode ser utilizado para uma melhor eficiência na conservação dessa diversidade, no manejo do germoplasma, guiando programas de melhoramento genético no desenvolvimento de novos genótipos.
Title in English
Development and characterization of microsatellite markers for castor (Ricinus communis L.) germplasm
Keywords in English
Castor Bean
Genetic diversity
Molecular Markers
Plant Breeding.
Vegetable Germplasm
Abstract in English
The castor bean (Ricinus communis L.) is an oil plant with a high economic and social value in Brazil and over the world. The seeds contain oil with excellent properties for industrial uses. It is the only vegetable oil soluble in alcohol, presenting high viscosity and requiring less heating than other oils during the production of biodiesel. Castor diversity is well represented in Brazilian germplasm collections, but there is little information on the molecular characterization of the accessions, and diversity loss is a serious risk. The success in a breeding program depends on the knowledge about the genetic diversity of the available germplasm. Microsattelite is an important tool for estimating the Genetic diversity, This study aims to develop microsatellite markers from an enriched microsatellite DNA library for castor and characterize in genotypes accessions from the castor germplasm of the Brazilian Agricultural Research Company (EMBRAPA), castor germplasm of the Agronomic Institute at Campinas (IAC) and genotypes from State University of São Paulo (UNESP) - Botucatu. From the 41 loci microsatellites analyzed, 26 showed polymorphism revealing 111 alleles independent (4,27 alleles by loco). 37 alleles have presented an inferior frequency 5%, being considered as rare alleles. 41 alleles are particular, being observed in only one of the three analyzed populations. The average allelic richness was 2,554. The average HO=0,054 was smaller than the average HE=0,473, evidencing a heterozygote deficit (average GIS=0,845). The samples has shown a strong structure with a significant differentiation (GST'= 0.364). The Twenty six loci differ significantly from Hardy Weinberg Equilibrium (P<5%) after Bonferroni correction. The Results of STRUCTURE graphic, main component analysis and dendrograms shows the formation of two genetically distinct groups, a group is composed by the accesses of the EMBRAPA and the other group is composed by the accesses of the IAC and the genotypes of UNESP - Botucatu. This fact indicates that the genetic diversity of castor is well represented. Knowledge on the genetic diversity of castor can be used to gain a better understanding on genetic diversity conservation, and germplasm management, guiding breeding programs and conservation strategies.
 
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Miklos_Bajay.pdf (2.38 Mbytes)
Publishing Date
2010-03-01
 
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