Caracterização da resistência à Phytophthora e mapeamento de QTLs para resistência à podridão-parda e vassoura-de-bruxa em cacaueiro = Characterization of the resistance to Phytophthora and mapping QTL for resistance to black pod ans witches' broom in cocoa
Mariana Araujo Barreto
TESE
Multilíngua
T/UNICAMP B275c
[Characterization of the resistance to Phytophthora and mapping QTL for resistance to black pod ans witches' broom in cocoa]
Campinas, SP : [s.n.], 2014.
131 p. : il.
Orientadores: Anete Pereira de Souza, Ronan Xavier Corrêa
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia
Resumo: O cacaueiro (Theobroma cacao L.) é uma árvore perene cultivada principalmente nas explorações de pequenas fazendas nos trópicos. O produto de principal interesse são as suas sementes, matéria-prima para a fabricação de chocolate. No entanto, o sucesso econômico das lavouras é limitado pela...
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Resumo: O cacaueiro (Theobroma cacao L.) é uma árvore perene cultivada principalmente nas explorações de pequenas fazendas nos trópicos. O produto de principal interesse são as suas sementes, matéria-prima para a fabricação de chocolate. No entanto, o sucesso econômico das lavouras é limitado pela ocorrência de doenças como a Podridão-parda e Vassoura-de-bruxa, as quais, juntas, são responsáveis pela perda de 30% da safra mundial. O objetivo deste estudo foi avaliar a resistência genética de uma progênie F1 segregante (TSH 1188 X CCN 51) em resposta a infecção por Phytophthora spp. e identificar QTLs associados à resistência a Podridão-parda e a Vassoura-de-bruxa. No total, 262 genótipos de uma progênie F1 segregante (TSH 1188 X CCN 51) foram usados neste estudo. O gradiente de resistência genética foi avaliado por meio de inoculação de Phytophthora spp. em disco foliar. O mapa genético foi construído utilizando a abordagem multiponto baseado em Hidden Markov Models (HMM). Um mapa físico "in silico" foi construído valendo-se dos resultados obtidos com a construção do mapa genético. A avaliação da caracterização fenotípica para Podridão-parda e Vassoura-de-bruxa foi realizada com base na abordagem de modelos mistos. O mapeamento de QTLs foi realizando utilizando o modelo mapeamento por intervalo composto (CIM). A resistência genética à Podridão-parda segregou entre os genótipos da progênie F1 indicando a existência de variabilidade genética na população e mostrando a importância desta progênie para a realização de estudos de mapeamento genético que visem à identificação de QTLs. Os parâmetros genéticos foram significativos (p<0,01) e uma elevada herdabilidade foi observada em Phytophthora Spp. (h^2 = 0,799). Grupos homogêneos estatisticamente distintos quanto ao índice de doença (p<0,01; teste Scott-Knott) foram observados permitindo a identificação de 10 genótipos resistentes à Phytophthora spp.. A frequência de indivíduos dentro de cada grupo homogêneo sugere que a resistência à Podridão-parda é provavelmente causada por poucos genes. O mapa genético-molecular integrado apresentou 286 marcadores microssatélites distribuídos em 10 grupos de ligação cobrindo 974,4 cM. O mapa físico "in silico" cobre 210 Mb do genoma do cacaueiro (430-445 Mb). O mapeamento de QTLs detectou 3 QTLs associados com a resistência à Podridão-parda e 7 associados com a resistência à Vassoura-de-bruxa. Os QTL detectados neste estudo foram mapeados em outras progênies sugerindo que as regiões mapeadas possuem genes comuns ou um conjunto de genes envolvidos na resistência a doenças e que podem ser utilizados por seleção assista por marcadores direcionados na seleção de cultivares resistentes. Os resultados obtidos nesse estudo direcionaram a seleção de genótipos prioritários para ganho genético com relação à resistência Phytophthora spp. e possibilitaram a identificação de regiões genômicas que apresentam resistência a doenças de interesse, ampliando a base genética para busca de genótipos elite
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Abstract: Cacao tree (Theobroma cacao L.) is a perennial tree grown mostly on farms of small farms in the tropics. The product of primary interest is its seeds, raw material for the manufacture of chocolate. However, the economic success of crops is limited by the occurrence of the black pod and...
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Abstract: Cacao tree (Theobroma cacao L.) is a perennial tree grown mostly on farms of small farms in the tropics. The product of primary interest is its seeds, raw material for the manufacture of chocolate. However, the economic success of crops is limited by the occurrence of the black pod and witches' broom diseases, which together are responsible for the loss of 30% of the world crop. The aim of this study was to evaluate the genetic resistance of a progeny from the cross between the clones TSH 1188 and CCN 51 in response to infection by Phytophthora spp. and to identify QTLs associated with resistance to black pod and witches' broom. In total, 262 genotypes from a segregating F1 progeny (TSH 1188 X CCN 51) were used in this study. The genetic resistance gradient was evaluated by inoculation of Phytophthora spp. in leaf disc. The genetic map was constructed using the multipoint approach based on Hidden Markov Models (HMM). A physical map "in silico" was constructed, also, drawing upon the results obtained with the construction of the genetic map. Evaluation of phenotypic characterization for black pod and witches' broom was based on the mixed model approach. The QTL mapping was performing using the composite interval mapping (CIM). The genetic resistance to black pod segregated between genotypes of F1 progeny, indicating that exist genetic variability in the population and showing the importance of this progeny to perform genetic mapping studies aimed at QTLs identification. The descriptive estimates were significative (p <0.01) and a high heritability was observed in Phytophthora spp. (h^2= 0.799). Homogeneous groups statistically distinct with respect to disease index (p <0.01; Scott-Knott) were observed allowing the identification of 47 resistant genotypes to Phytophthora spp.. The frequency of the individuals within each homogeneous group suggests that resistance to black pod is probably caused by a few genes. Integrated molecular-genetic map presented 286 microsatellite markers distributed in 10 linkage groups covering 974.4 cM of caco genome. The physical map "in silico" covers 210 Mb of cacao genome (430-445 Mb). The mapping of QTLs allowed detection of 3 QTLs associated with resistance to black pod and 7 associated with resistance to witches' broom. The QTL detected in this study were mapped in other progenies of cacao. This suggest that this region has common genes or genes set involved in resistance to both diseases and can be used for marker-assisted selection directed to resistant cultivars selection. The results of this study guide the selection of priority genotypes for genetic gain in terms of resistance to Phytophthora spp. and identified genomic regions that exhibit resistance to diseases of interest broadening the genetic basis for seeking superior genotypes
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Souza, Anete Pereira de, 1962-
Orientador
Corrêa, Ronan Xavier, 1967-
Coorientador
Dias, Cristiano Villela
Avaliador
Gramacho, Karina Peres
Avaliador
Margarido, Gabriel Rodrigues Alves
Avaliador
Santos, Flavio Antonio Maës dos, 1958-
Avaliador
Caracterização da resistência à Phytophthora e mapeamento de QTLs para resistência à podridão-parda e vassoura-de-bruxa em cacaueiro = Characterization of the resistance to Phytophthora and mapping QTL for resistance to black pod ans witches' broom in cocoa
Mariana Araujo Barreto
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