???jsp.display-item.identifier??? https://repositorio.unipampa.edu.br/jspui/handle/riu/8545
Tipo: Tese
metadata.dc.title: Caracterização da diversidade molecular de Nogueira-pecã (carya illinoinensis) baseada em marcadores moleculares
Autor(es): Nagel , Jordana Caroline
Primeiro Orientador: Stefenon, Valdir Marcos
Coorientador: Poletto , Igor
1° Membro da banca: Dantas, Adriana Cibele de Mesquita
2° Membro da banca: Mantovani, Adelar
3° Membro da banca: Victória, Filipe de Carvalho
Resumo: A nogueira-pecã (Carya illinoinensis [Wangenh.] K. Koch) pertence à família Juglandaceae, e tem distribuição predominante nas regiões temperadas do Hemisfério Norte. O interesse pelos seus frutos tem apresentado um crescimento exponencial no Brasil e outros países, especialmente por seu alto valor nutricional. Além disso, é uma opção de renda para agricultores familiares, devido ao seu potencial de uso em áreas de reserva legal, tornando-se uma espécie de interesse econômico e social, principalmente no Sul do Brasil. Devido à carência de informações genéticas, falta de controle de polinização, e de registro de coleta de propágulos nos pomares, os materiais genéticos em cultivo, geralmente, não têm procedência completamente conhecida. Nesse sentido, a caracterização molecular a partir de marcadores moleculares pode solucionar esse problema, identificando e distinguindo cultivares, e propiciando, simultaneamente, as bases para o planejamento de um eventual programa de melhoramento genético da espécie. Além disso, contribuiria, ainda, para a melhoria do sistema de manejo dos pomares, com repercussão direta na produtividade. O presente trabalho objetivou sequenciar o DNA plastidial da cultivar Imperial, utilizando este, para desenvolver marcadores microssatélite e posteriormente avaliar concomitantemente com marcadores microssatélites plastidiais universais e marcadores microssatélites nucleares espécie-específicos a diversidade genética existente entre as cultivares plantadas no Rio Grande do Sul. No sequenciamento completo do DNA (cpDNA) de C. illinoinensis cv Imperial, constatou-se que o genoma possui 160.818 pares de base (pb) de comprimento, estrutura quadripartida com LSC de 90.041 pb, SSC de 18.791 pb e dois IRs de 25.993 pb. Um total de 78 regiões codificadoras de proteínas, 37 codificadoras de tRNA e oito regiões codificadoras de rRNA foram previstas. Para a prospecção, caracterização e validação dos primeiros marcadores microssatélites plastidiais para a espécie foram utilizados dados obtidos no sequenciamento do plastoma C. Illinoinensis cv Imperial. Para a validação dos marcadores, foi realizado o isolamento do DNA genômico de folhas coletadas de 13 cultivares e os 10 pares de primers plastidiais prospectados foram amplificados via reação de PCR e os alelos separados via eletroforese em gel de agarose. O teste de transferibilidade in silico dos marcadores resultou em amplificação de 10 loci nas cultivares de C. illinoinensis, nove em espécies do gênero Carya e sete no gênero Juglans, sugerindo seu potencial para aplicação em estudos genéticos dessas espécies. Na validação dos marcadores em cultivares de C. illinoinensis, apenas o locus cpCil1 não amplificou para a cultivar Choctaw, e não houve amplificação para os loci cpCil8 e cpCil9 na cultivar Chickasaw. Para a análise da divergência genética das cultivares foram testados 10 marcadores microssatélites nucleares (SSR) e 13 plastidiais (cpSSR). Através da análise de coordenadas principais (PCoA) dos nSSR, os dois componentes explicaram, no total, 21,39% da variabilidade total observada, enquanto para os cpSSR o total de 84,65%. Apesar do valor de correlação cofenética alto (cpSSR= 0,9931 e nSSR= 0,9791), os valores de bootstrap nos agrupamentos maiores foram baixos. Os resultados obtidos neste estudo evidenciaram alta diversidade genética tanto para marcadores nucleares (I= 2,365) quanto plastidiais (I= 2,183). Esta estimativa de diversidade genética é bem significativa, e este resultado pode ser utilizado para determinar o padrão genético das cultivares analisadas. Este é o primeiro estudo de desenvolvimento e caracterização de marcadores microssatélites plastidiais espécie-específico para C. illinoinensis com potencial aplicabilidade para gerar informações a respeito da diversidade genética entre as cultivares da espécie. Os dados obtidos até o momento nos permitem auxiliar no aprofundamento de análises da diversidade genética, pois por meio de estudos recentes a polinização aberta promove alta segregação genética, e a propagação através de sementes pode ter introduzido centenas de variedades de nogueira-pecã pelo mundo. Essa grande diversidade na forma dos frutos, das árvores, a qualidade das nozes e suas diferentes formas de se reproduzir, ainda causa uma grande confusão quanto à nomenclatura e a identificação.
Abstract: The pecan tree (Carya illinoinensis [Wangenh.] K. Koch) belongs to the Juglandaceae family, and has a predominant distribution in the temperate regions of the Northern Hemisphere. Interest in its fruits has shown exponential growth in Brazil and other countries, especially for its high nutritional value. In addition, it is an income option for family farmers, due to its potential for use in legal reserve areas, becoming a kind of economic and social interest, especially in southern Brazil. Due to the lack of genetic information, lack of pollination control, and lack of records of propagule collection in orchards, genetic materials in cultivation generally do not have a completely known origin. In this sense, molecular characterization from molecular markers can solve this problem, identifying and distinguishing cultivars, and simultaneously providing the basis for planning an eventual program for the genetic improvement of the species. In addition, it would also contribute to the improvement of the orchard management system, with direct repercussions on productivity. The present work aimed to sequence the plastid DNA of the Imperial cultivar, using it to develop microsatellite markers and later to evaluate, concomitantly with universal plastid microsatellite markers and species-specific nuclear microsatellite markers, the genetic diversity existing among the cultivars planted in Rio Grande do Sul. In the complete DNA sequencing (cpDNA) of C. illinoinensis cv Imperial, it was found that the genome is 160,818 base pairs (bp) long, with a quadripartite structure with LSC of 90,041 bp, SSC of 18,791 bp and two IRs of 25,993 bp . A total of 78 protein-coding regions, 37 tRNA-coding regions and eight rRNA-coding regions were predicted. For the prospection, characterization and validation of the first plastid microsatellite markers for the species, data obtained from the sequencing of the plastome C. illinoinensis cv Imperial were used. To validate the markers, genomic DNA was isolated from leaves collected from 14 cultivars and the 10 pairs of plastid primers prospected were amplified via PCR reaction and the alleles separated via agarose gel electrophoresis. The in silico transferability test of the markers resulted in amplification of 10 loci in C. illinoinensis cultivars, nine in species of the genus Carya and seven in the genus Juglans, suggesting its potential for application in genetic studies of these species. In the validation of markers in C. illinoinensis cultivars, only the cpCil1 locus did not amplify for the Choctaw cultivar, and there was no amplification for the cpCil8 and cpCil9 loci in the Chickasaw cultivar. For the analysis of the genetic divergence of the cultivars, 10 nuclear (SSR) and 13 plastid (cpSSR) microsatellite markers were tested. Through the analysis of principal coordinates (PCoA) of the nSSR, the two components explained, in total, 21.39% of the total variability observed, while for the cpSSR the total of 84.65%. Despite the high cophenetic correlation value (cpSSR= 0.9931 and nSSR= 0.9791), bootstrap values in the larger clusters were low. The results obtained in this study showed high genetic diversity for both nuclear (I= 2.365) and plastid (I= 2.183) markers. This estimate of genetic diversity is very significant, and this result can be used to determine the genetic pattern of the analyzed cultivars. This is the first study on the development and characterization of species-specific plastid microsatellite markers for C. illinoinensis with potential applicability to generate information about genetic diversity among cultivars of the species. The data obtained so far allow us to help in deepening the analysis of genetic diversity, because through recent studies, open pollination promotes high genetic segregation, and propagation through seeds may have introduced hundreds of pecan varieties around the world. This great diversity in the form of the fruits, the trees, the quality of the nuts and their different ways of reproducing, still causes a great confusion regarding the nomenclature and the identification
metadata.dc.subject: cpDNA
nDNA
Marcadores SSR
Cloroplastos
Sequenciamento de DNA
Plastoma
SSR markers
Chloroplasts
DNA sequencing
CNPQ: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS
Idioma: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
metadata.dc.publisher: Universidade Federal do Pampa
Sigla da Instituição: UNIPAMPA
Campus: Campus São Gabriel
Curso: Doutorado em Ciências Biológicas
metadata.dc.identifier.citation: NAGEL, Jordana Caroline. Caracterização da diversidade molecular de Nogueira-pecã (carya illinoinensis) baseada em marcadores moleculares. 134p. Tese (Doutorado em Ciências Biolóicas) – Universidade Federal do Pampa, Campus São Gabriel, São Gabriel,2022.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
metadata.dc.identifier.uri: https://repositorio.unipampa.edu.br/jspui/handle/riu/8545
metadata.dc.date.issued: 7-Jun-2022
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