Genomic-assisted breeding of sugarcane: using molecular markers for understanding the genetic architecture of quantitative traits and to implement marker assisted selection

• Processo: 08/52197-4
• Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Temático
• Vigência: 01 de agosto de 2009 - 31 de janeiro de 2014
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Vegetal
• Pesquisador responsável: Anete Pereira de Souza
• Beneficiário: Anete Pereira de Souza
• Instituição-sede: Centro de Biologia Molecular e Engenharia Genética (CBMEG). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Pesquisadores principais: Antonio Augusto Franco Garcia ; Roland Vencovsky
• Auxílios(s) vinculado(s): 13/27145-9 - SNP genotyping allows an in-depth characterisation of the genome of sugarcane and other complex autopolyploids, PUB.ART
• Bolsa(s) vinculada(s): 12/11109-0 - Análise in silico do transcriptoma e de sequências genômicas de cana-de-açúcar: identificação de SNPs, análise da expressão alelo-específica e desenvolvimento e caracterização de microssatélites, BP.DD; 10/17217-4 - Caracterização cariotípica de cana-de-açúcar usando marcadores (genes ribossomais e BACs) evidenciados por técnicas moleculares (FISH), BP.PD; 10/50119-6 - Identificação de cópias alélicas de locos que controlam caracteres de importância econômica e análise de sua variação entre cromossomos hom(e)ologas em cana-de-açúcar (Saccharum spp.), BP.DD; + mais bolsas vinculadas 10/06715-3 - Uso da imputação de dados para desenvolvimento de modelos para mapeamento de QTL's em progênie de irmãos completos, com ênfase em cana-de-açúcar, BP.MS; 10/06456-8 - Mapeamento de QTLs para múltiplos caracteres em populações derivadas do cruzamento de genitores não-endogâmicos, com aplicação em cana-de-açúcar, BP.PD; 10/50031-1 - Mapeamento genético-funcional em cana-de-açúcar e localização de QTLs de importância econômica, BP.DD; 10/03542-0 - Desenvolvimento e caracterização de marcadores moleculares a partir de sequências geradas pelo programa de sequenciamento do genoma da cana-de-açúcar, BP.MS; 10/50549-0 - Construção de um mapa funcional e mapeamento FR QTLs de importância econômica em uma população derivada de cruzamento comercial bi-parental em cana-de-açúcar, BP.DR; 10/50091-4 - Mapeamento de QTLs em população derivada de cruzamento comercial bi-parental em cana-de-açúcar, BP.DD; 10/00083-5 - Mapeamento associativo, avaliação do desequilíbrio de ligação e da estrutura populacional em cana-de-açúcar, BP.PD; 09/52550-9 - Estudo do desequilíbrio de ligação e saturação do mapa funcional em cana-de-açúcar utilizando marcadores SNPs, BP.PD; 09/14411-7 - Molecular breeding of sugarcane: using molecular markers for understanding the genetic architecture of quantitative traits and to implement marker assisted selection, BP.TT; 09/14068-0 - Desenvolvimento de modelos genético-estatísticos e software para mapeamento de QTLs em cana-de-açúcar, BP.TT; 09/52104-9 - Construção de bibliotecas de ESTs, desenvolvimento e caracterização de marcadores SNPs (single nucleotide polymorphisms) em seringueira, BP.PD - menos bolsas vinculadas
• Assunto(s): Marcador molecular Cana-de-açúcar
• Publicação FAPESP: http://media.fapesp.br/bv/uploads/publicacoes/pasta_bioen_jun2012_28.pdf

Resumo

Breeding programs have been successfully over the years in the generation of new improved sugarcane varieties (Saccharum spp.), which are more productive and resistant to pests, diseases and abiotic stresses. These varieties are of central importance for sugar and ethanol production. However, breeding process takes about 10 to 15 years to release new varieties, mainly because of the difficulty to correctly identify good genotypes on the fields, since there is strong influence of environmental conditions. This process could be speed up with the development and the use of genetic markers, which are genomic regions that could be observed (evaluated) on each individual. By studying the segregation of those markers, it is possible to estimate the genetic distances between them, resulting in the so called genetic maps. After, linkage studies are performed in order to associate genotype (based on molecular traits) and phenotypes (traits that are evaluated on field conditions, such as sugar and fiber content). If the genomic regions are strongly linked with genes that control agronomic traits, they could be used for help the breeding process. Since most of the traits of agronomic and economic importance are quantitative (controlled by many loci), the major goal is to identify genomic regions associated with such traits, named quantitative trait loci (QTL). The use of markers in genetic studies, including QTL mapping, has allowed important progress in the knowledge of the genomic structure, genetics and evolution of sugarcane. In this project, new markers will be developed and used for QTL mapping. A new class of very useful markers called genic molecular markers (GMMs) will be developed and used. This kind of marker (EST-SSRs and SNPs), also named Functional Markers, will be obtained from expressed sequences from the SUCEST data bank, and sequencing genes from BAC clones. BAC libraries will be constructed using DNA from parental sugarcane varieties employed in the biparental crosses used for genetic mapping. The GMMs developed will be used for: 1) QTL mapping in biparental crosses; 2) association studies using sugarcane genotypes important in breeding programs, using a panel of about 150 genotypes important for Brazilian breeding programs. Once the genomic regions are found, strategies for marker assisted selection will be developed. (AU)

Publicações científicas

(32)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

BARRETO, FERNANDA ZATTI; BACHEGA FEIJO ROSA, JOAO RICARDO; ALMEIDA BALSALOBRE, THIAGO WILLIAN; PASTINA, MARIA MARTA; SILVA, RENATO RODRIGUES; HOFFMANN, HERMANN PAULO; DE SOUZA, ANETE PEREIRA; FRANCO GARCIA, ANTONIO AUGUSTO; CARNEIRO, MONALISA SAMPAIO. A genome-wide association study identified loci for yield component traits in sugarcane (Saccharum spp.). PLoS One, v. 14, n. 7 JUL 18 2019. Citações Web of Science: 0.

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CARDOSO-SILVA, CLAUDIO BENICIO; COSTA, ESTELA ARAUJO; MANCINI, MELINA CRISTINA; ALMEIDA BALSALOBRE, THIAGO WILLIAN; COSTA CANESIN, LUCAS EDUARDO; PINTO, LUCIANA ROSSINI; CARNEIRO, MONALISA SAMPAIO; FRANCO GARCIA, ANTONIO AUGUSTO; DE SOUZA, ANETE PEREIRA; VICENTINI, RENATO. De Novo Assembly and Transcriptome Analysis of Contrasting Sugarcane Varieties. PLoS One, v. 9, n. 2 FEB 11 2014. Citações Web of Science: 40.

GARCIA, ANTONIO A. F.; MOLLINARI, MARCELO; MARCONI, THIAGO G.; SERANG, OLIVER R.; SILVA, RENATO R.; VIEIRA, MARIA L. C.; VICENTINI, RENATO; COSTA, ESTELA A.; MANCINI, MELINA C.; GARCIA, MELISSA O. S.; PASTINA, MARIA M.; GAZAFFI, RODRIGO; MARTINS, ELIANA R. F.; DAHMER, NAIR; SFORCA, DANILO A.; SILVA, CLAUDIO B. C.; BUNDOCK, PETER; HENRY, ROBERT J.; SOUZA, GLAUCIA M.; VAN SLUYS, MARIE-ANNE; LANDELL, MARCOS G. A.; CARNEIRO, MONALISA S.; VINCENTZ, MICHEL A. G.; PINTO, LUCIANA R.; VENCOVSKY, ROLAND; SOUZA, ANETE P. SNP genotyping allows an in-depth characterisation of the genome of sugarcane and other complex autopolyploids. SCIENTIFIC REPORTS, v. 3, DEC 2 2013. Citações Web of Science: 42.

PASTINA, M. M.; MALOSETTI, M.; GAZAFFI, R.; MOLLINARI, M.; MARGARIDO, G. R. A.; OLIVEIRA, K. M.; PINTO, L. R.; SOUZA, A. P.; VAN EEUWIJK, F. A.; GARCIA, A. A. F. A mixed model QTL analysis for sugarcane multiple-harvest-location trial data. THEORETICAL AND APPLIED GENETICS, v. 124, n. 5, p. 835-849, MAR 2012. Citações Web of Science: 41.

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