Pré-melhoramento de feijões crioulos e comerciais cultivados no Estado do Espírito Santo

Página do item simplificado
dc.contributor.advisor-co1Ferreira, Marcia Flores da Silva
dc.contributor.advisor-co2Carias, Cíntia Machado de Oliveira Moulin
dc.contributor.advisor1Ferreira, Adésio
dc.contributor.authorCarvalho, Marina Santos
dc.contributor.referee1Posse, Sheila Cristina Prucoli
dc.contributor.referee2Lopes, José Carlos
dc.date.accessioned2019-05-14T02:04:28Z
dc.date.available2019-05-13
dc.date.available2019-05-14T02:04:28Z
dc.date.issued2019-02-25
dc.description.abstractThe common bean (Phaseolus vulgaris L.) is a legume of the Fabaceae family, being an important source of proteins and fibers. The landrace type is cultivated mainly in family agriculture and deserve prominence for having genes of interest for breeding. In the state of Espirito Santo, production is predominantly carried out through family farms in properties distributed in all regions of the state. The common bean landraces are adapted to local conditions and selected over several generations, however they are not characterized. In order to identify potential common bean landrace and commercial for use in breeding, the objective of this study is to characterize by means of molecular markers SSRs (Single Sequence Repeat), SNPs (Single Nucleotide Polymorphism) and by agromorphological descriptors the genetic diversity of a collection of beans grown in the state of Espírito Santo in comparison to commercial cultivars obtained from several breeding programs. Initially, 159 accessions of landraces beans were harvested on public farms and public markets in the state of Espirito Santo and 27 commercial cultivars were transferred from the work collection of the Capixaba Institute for Research, Technical Assistance and Rural Extension (Incaper). These accessions were evaluated for genetic diversity with 13 microsatellite loci. The mean polymorphic information content of the SSRs was 4.46, characterizing them as moderately informative and the expected heterosygosity (He) was 0.51, suggesting that the accesses have a wide genetic diversity. The allelic number (A), private (AP) and rare alleles (AR) were observed in greater magnitude in the bean landraces (landraces, He = 0.50, A = 5, AP = 29.30, commercial, He = 0.42, A = 2.92, AP = 2, AR = 8), demonstrating that the common bean landraces potentially represent a reservoir of rare and private alleles compared to commercial stocks. The analysis of molecular variance showed significant genetic diversity and moderate differentiation between the groups of commercial and criollo accesses (9.89%, FST = 0.074, P <0.01) and within the group was 90.11%, but not significant. The UPGMA divided the accesses into 10 main groups, of which one was formed by 89% of the accesses (138 lndraces and all the commercial ones), which was subdivided into 28. The UPGMA allowed to discriminate the IX 50 accesses that represented a subset of common bean divergent. These accesses were submitted to three field experiments in two harvests in the agricultural years of 2017 and 2018, conducted in randomized blocks with three replicates. Twelve morphoagronomic variables were analyzed. The multivariate analysis of the variance indicated significant differences among the common bean accesses evaluated, suggesting there is variability among accessions. The characteristic with greater discriminatory power was the height of plants ranging from 30.89 (Red-132) to 102.29 cm (Pearl-22). The accessions Green-111, White110, Pearl-102, Black 13-69, Beans queen-18, White-05 showed high levels of productivity (above 3,000 kg.ha-1). Six groups were formed by the UPGMA, one of them composed of 96.30% of the commercial cultivars, suggesting that the landraces have characteristics of interest, since the commercial ones have already undergone some process of genetic improvement. Later, there was an increase in the bean collection with other samples collected in the state, totaling 206 landraces accesses, as well as 47 samples of commercial cultivars provided by Embrapa Rice and Bean and 12 by Incaper. These samples were analyzed with 23 SSR, labeled with fluorescence and analyzed in a multiplex coamplification system in capillary electrophoresis and by 251 SNPs. In the total collection the SSR markers allowed the detection of 272 alleles, with an average of 10.74 per locus. For the SNPs the total number of alleles was 439 with a mean of two per locus. SSR produced high PIC values (0.65) while SNPs had a lower PIC value (0.27). The mean genetic diversity, quantified by the expected heterozygosity was higher for the SSR loci (0.678) than for the SNPs (0.34). The ideal number of groups by the STRUCTURE software analysis were two for both markers. Genetic dissimilarity matrices for allelic data from SSRs and SNPs were highly correlated (r = 0.74, 0.005), so the markers were combined and analyzed for understanding the genetic relationships among the studied subjects. The neighbor joining analysis, considering the simple coincidence genetic distance, grouped the 265 accessions into 17 subgroups. This work revealed a wide genetic divergence in the work collection, which makes it a valuable source for the conservation, management and later use of the accesses in crop breeding programs
dc.description.resumoO feijão comum (Phaseolus vulgaris L.) é uma leguminosa da família Fabaceae, sendo uma importante fonte de proteínas e fibras. O tipo crioulo é cultivado principalmente na agricultura familiar e merecem destaque por possuírem genes de interesse para o melhoramento genético. No estado do Espírito Santo a produção é predominantemente realizada por meio de agricultura familiar em propriedades distribuídas em todas as regiões do estado, com finalidade para subsistência e mercados locais. Os acessos de feijões crioulos são adaptados às condições locais e selecionados ao longo de várias gerações, entretanto não são caracterizados. A fim de se identificar potenciais acessos crioulos e comerciais para uso no melhoramento objetiva-se com este estudo caracterizar por meio de marcadores moleculares Single Sequence Repeat (SSR), Single Nucleotide Polymorphism (SNPs) e por descritores agromorfológicas a diversidade genética de uma coleção de feijões crioulos cultivados no estado do Espírito Santo em comparação com cultivares comerciais, obtidas de diversos programas de melhoramento genético. Inicialmente, 159 acessos de feijões crioulos foram colhidos em propriedades rurais e mercado públicos no estado do Espírito Santo e 27 cultivares comerciais foram cedidas da coleção de trabalho do Instituto Capixaba de Pesquisa, Assistência Técnica e Extensão Rural (Incaper). Esses acessos foram avaliados quanto à diversidade genética com 13 loci microssatélites. O conteúdo de informação polimórfica médio dos SSRs foi 4,46, caracterizando-os como medianamente informativo e a heterosigosidade esperada (He) média foi de 0,51, sugerindo que os acessos possuem ampla diversidade genética. O número alélico (A), alelos privados (AP) e raros (AR) foi observado em maior magnitude nos acessos crioulos (crioulos, He=0,50, A=5, AP=29, AR=30; comerciais, He=0,42, A=2,92, AP=2, AR=8), demonstrando que os acessos crioulos representam potencialmente um reservatório de alelos raros e privados em comparação com os estoques comerciais. A análise da variância molecular mostrou diversidade genética significativa e diferenciação moderada entre os grupos de acessos crioulos e comercias (9,89%, FST=0,074, P<0,01) e dentro de grupo foi 90,11%, porém não significativo. Com oVII UPGMA os acessos foram divididos em 10 grupos principais, dos quais um foi formado por 89% dos acessos (138 crioulos e todos os comerciais), o qual foi subdividido em 28 e foi possível discriminar os 50 acessos que representaram um subconjunto de feijão comum divergente. Esse acessos foram submetidos a três experimentos de campo em duas safras nos anos agrícolas de 2017 e 2018, conduzido em blocos ao acaso com três repetições. Foram analisados 12 variáveis morfoagronômica. A análise multivariada da variância indicou diferenças significativas entre os acessos de feijão comuns avaliadas, sugerindo haver variabilidade entre acessos. A característica com maior poder discriminatório foi a altura de plantas variando de 30,89 (Vermelho-132) a 102,29 cm (Pérola-22). Os acessos Verde-111, Branco-110, Pérola-102, Preto13-69, Feijão rainha-18, Branco-05 apresentaram elevados níveis de produtividade (acima de 3.000 kg.ha-1). Pelo UPGMA foram formados seis grupos, sendo um deles composto por 96,30% dos cultivares comerciais, sugerindo que os crioulos possuem características de interesse, dado que os comerciais já passaram por algum processo de melhoramento genético. Posteriormente, houve um incremento na coleção de feijão com outras amostras colhidas no estado, totalizando 206 acessos crioulos, bem como 47 amostras de cultivares comerciais fornecidas pela Embrapa Arroz e Feijão e 12 pelo Incaper. Estas amostras foram analisadas com 23 SSR, marcados com fluorescência e analisados em sistema de coamplificação multiplex em eletroforese capilar e por 251 SNPs. Na coleção total os marcadores SSRs permitiram a detecção de 272 alelos, com média de 10,74 por locus. Para os SNPs o número total de alelos foi 439 com média de dois por locus. Os SSR produziram altos valores de PIC (0,65) enquanto os SNPs apresentaram valor de PIC menor (0,27). A diversidade genética média, quantificada pela heterozigosidade esperada foi maior para os loci SSR (0,678) do que para os SNPs (0,34). O número ideal de grupos pela análise do software STRUCTURE foram dois para ambos marcadores. As Matrizes de dissimilaridade genética para dados alélicos de SSRs e SNPs foram altamente correlacionadas (r = 0,74; 0,005), portanto, os marcadores foram combinados e analisados para a compreensão das relações genéticas entre os acesos estudados. A análise de neighbor joining, considerando a distância genética de coincidência simples, agrupou os 265 acessos em 17 subgrupos. Este trabalho revelou ampla divergência genética na coleção de trabalho, o que a torna uma fonte valiosa para a conservação, manejo e posterior utilização dos acessos nos programas de melhoramento da cultura.
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/11133
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseDoutorado em Genética e Melhoramento
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Genética e Melhoramento
dc.rightsopen access
dc.subjectPhaseolus vulgaris L.eng
dc.subjectGenetic improvemeneng
dc.subjectSimple sequence repeateng
dc.subjectSingle nucleotide polymorphismseng
dc.subjectMorphoagronomic descriptorseng
dc.subjectDescritores morfoagronômicospor
dc.subject.br-rjbnFeijão
dc.subject.br-rjbnMelhoramento genético
dc.subject.cnpqMelhoramento Vegetal
dc.subject.udc631.523
dc.titlePré-melhoramento de feijões crioulos e comerciais cultivados no Estado do Espírito Santo
dc.typedoctoralThesis
Arquivos
Pacote Original
Agora exibindo 1 - 1 de 1
Imagem de Miniatura
Nome:
tese_12847_Tese Final Marina Santos Carvalho.pdf
Tamanho:
4.13 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Descrição:
Baixar
Coleções
Doutorado em Genética e Melhoramento