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Estudo de associação genômica ampla na identificação de locos relacionados com características de produção em cana-de-açúcar

Processo: 19/15750-1
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Publicações científicas - Artigo
Vigência: 01 de agosto de 2019 - 31 de janeiro de 2020
Área do conhecimento:Ciências Agrárias - Agronomia - Fitotecnia
Pesquisador responsável:Monalisa Sampaio Carneiro
Beneficiário:Monalisa Sampaio Carneiro
Instituição-sede: Centro de Ciências Agrárias (CCA). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). Araras , SP, Brasil
Assunto(s):Cana-de-açúcar  Melhoramento  Repetições de microssatélites  Genética vegetal  Marcador molecular 

Resumo

A cana-de-açúcar (Saccharum spp.) tem um genoma complexo com ploidia variável e aneuploidia freqüente, o que dificulta o entendimento das relações fenotípicas e genotípicas. Apesar dessa complexidade, os estudos de associação genômica ampla (GWAS) podem ser usados para identificar alelos favoráveis para características-alvo em coleções nucleares e, então, auxiliar os melhoristas no aprimoramento do gerenciamento de cruzamentos e na seleção de genótipos superiores em populações de melhoramento. Desta forma, no presente estudo, foi utilizando um painel de diversidade de cana-de-açúcar, denominado Painel Brasileiro de Genótipos de Cana-de-Açúcar (BPSG), com os seguintes objetivos: i) estimar, através de um modelo misto, as médias ajustadas e os parâmetros genéticos das cinco características de produção avaliadas ao longo de dois anos de colheita; (ii) detectar a estrutura da população, desequilíbrio de ligação (LD) e diversidade genética usando marcadores de repetição simples (SSR); (iii) realizar análise GWAS para identificar associações marcador- característica de interesse (MTAs); e iv) anotar as sequências que deram origem aos marcadores SSRs que tinham fragmentos associados a características-alvo para procurar genes candidatos putativos. A análise dos dados fenotípicos mostrou que os valores de herdabilidade do sentido amplo estavam acima de 0,48 e 0,49 para a primeira e segunda colheitas, respectivamente. O conjunto de 100 marcadores SSR produziu 1.483 fragmentos, dos quais 99,5% foram polimórficos. Estes fragmentos de SSR foram úteis para estimar o número mais provável de subpopulações, sendo encontradas quatro, e o LD em BPSG, que foi mais forte nos primeiros 15 cM e apresentou uma grande extensão (65 cM). A análise da diversidade genética mostrou que, em geral, o agrupamento de acessos dentro das subpopulações estava de acordo com a informação pedigree. O GWAS realizado através de um modelo misto multi-locos revelou 23 MTAs: seis, três, sete, quatro e três para características de teor de sólidos solúveis, altura de colmos, número de colmos, peso de colmos e produção de cana na parcela, respectivamente. Esses MTAs podem ser validados em outras populações para apoiar programas de melhoramento de cana-de-açúcar com introgressão de alelos favoráveis e seleção assistida por marcadores. (AU)