Desenvolvimento e mapeamento de marcadores microssatélites e identificação de QTLs ligados à produtividade e à resistência à mancha preta em Arachis spp

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2006

RESUMO

O amendoim cultivado (Arachis hypogaea) é uma cultura importante, amplamente cultivada nas regiões tropicais e subtropicais do mundo. É bastante susceptível a diversos estresses bióticos e abióticos, para os quais muitas das espécies silvestres são resistentes. Como um primeiro passo visando a introgressão desses genes de resistência no amendoim cultivado, um mapa de ligação foi construído, usando uma população F2, obtida do cruzamento entre duas espécies silvestres diplóides de genoma AA (A. duranensis e A. stenosperma). Esse mapa foi baseado em marcadores microssatélites e marcadores âncoras, ambos codominantes e transferíveis entre espécies aparentadas. Um total de 271 novos marcadores microssatélites foi desenvolvido no presente trabalho, a partir de bibliotecas genômicas enriquecidas para microssatélites, de bibliotecas de etiquetas de seqüências expressas (ESTs ou expressed sequence tags) e por mineração (data mining) de seqüências disponíveis no GenBank. Para facilitar o desenvolvimento dos marcadores a partir de um grande número de seqüências, foi utilizado um módulo de programas desenvolvido em parceria com a Universidade Católica de Goiás e com a Universidade Católica de Brasília. Esse módulo integra um programa para busca de microssatélites (TROLL), um conjunto de programas para agrupamento e processamento das seqüências (Staden package) e um terceiro programa, para desenho de primers (Primer3). Com isso, o desenvolvimento dos marcadores pôde ser automatizado, tornando o processo bem mais rápido e eficiente. Dos 271 novos marcadores microssatélites, 66 mostraram-se polimórficos para o amendoim cultivado e 62 deles foram utilizados para análise das relações genéticas entre acessos representando as seis variedades botânicas descritas de A. hypogaea. Os resultados obtidos foram consistentes com a classificação taxonômica atual, exceto para as variedades fastigiata/peruviana e fastigiata/aequatoriana, que formaram um grupo separado e distante das outras duas variedades da subespécie fastigiata. Os 271 novos marcadores microssatélites, além de outros 218 publicados ou em publicação para o amendoim foram testados, usando-se os dois progenitores. Desses 489 marcadores microssatélites, 215 (44,0%) mostraram-se polimórficos, sendo 181 codominantes e 34 dominantes (amplificaram alelos nulos em um dos progenitores). Os 99 marcadores microssatélites codominantes que não apresentaram distorções da segregação 1:2:1 esperada (p<0,05), junto aos 40 2 marcadores âncoras não distorcidos (de um total de 72), foram utilizados para o estabelecimento dos grupos de ligação. Em seguida, os marcadores distorcidos e os dominantes foram incluídos no mapa. Usando um LOD escore mínimo de 11, 182 marcadores microssatélites, 66 marcadores âncoras e 12 RGAs foram mapeados em 10 grupos de ligação, como esperado, uma vez que Arachis duranensis e A. stenosperma são espécies diplóides com 2n=20 cromossomos. Um comprimento de mapa total igual a 1645,1 cM foi obtido, com uma distância média de 6,32 cM entre marcadores. Esse mapa foi utilizado para o mapeamento de QTLs que controlam três características de interesse para o melhoramento do amendoim. Dez QTLs que controlam o peso de sementes, oito QTLs que controlam o número de sementes produzidas por planta e dois QTLs para resistência ao fungo causador da mancha preta (Cercosporidium personatum) foram significativamente identificados pelo método de mapeamento por intervalo múltiplo. Esse é o primeiro mapa baseado em marcadores microssatélites desenvolvido para Arachis. Além disso, os primeiros QTLs para componentes da produtividade e para resistência à mancha preta foram mapeados em Arachis spp. Uma vez que a maioria dos marcadores microssatélites utilizados foi desenvolvida a partir de ESTs e de bibliotecas genômicas digeridas com enzimas de restrição sensíveis a metilação, mais da metade dos marcadores mapeados, incluindo os marcadores âncoras, são provavelmente gênicos. Os grupos de ligação identificados nesse trabalho, as ordens dos marcadores obtidas e os QTLs mapeados estão sendo validados em outras populações de mapeamento, visando a construção de um mapa de referência para Arachis e a obtenção de estimativas mais robustas sobre os QTLs identificados, para uso dessas informações nos programas de melhoramento do amendoim.

ASSUNTO(S)

amendoim - melhoramento genético biologia molecular biologia molecular

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