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Mapeamento comparativo de QTLs e sintenia genômica entre sorgo sacarino e cana-de-açúcar

Processo: 12/25236-4
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de maio de 2013
Vigência (Término): 28 de fevereiro de 2015
Área do conhecimento:Ciências Agrárias - Agronomia - Fitotecnia
Pesquisador responsável:Antonio Augusto Franco Garcia
Beneficiário:Guilherme da Silva Pereira
Instituição-sede: Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ). Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba , SP, Brasil
Assunto(s):Genomas   Melhoramento genético vegetal   Locos de características quantitativas   Marcador molecular

Resumo

Sorgo sacarino e cana-de-açúcar são duas importantes gramíneas com fins potencialmente bioenergéticos. No entanto, apesar do conhecido relacionamento evolutivo, os genomas dessas espécies diferem em complexidade e tamanho. Sorghum bicolor é diploide, com número básico de cromossomos igual a dez, os quais totalizam cerac de 740 Mb já sequenciadas; já Saccharum x officinarum é um autopoliploide com frequente aneuploidia, e apresenta genoma monoploide estimado em cerca de 1 Gb. Provavelmente, decorre deste fato a relativa dificuldade em se realizar estudos genéticos em cana, e, como consequência, em se incrementar os trabalhos de melhoramento na espécie. Nesse contexto, a possibilidade de integrar estudos de mapeamento entre sorgo sacarino e cana-de-açúcar torna-se viável dado o emprego de metodologias adequadas. Neste trabalho, propõe-se mapear e comparar QTLs para caracteres de interesse agronômico nos genomas de ambas as espécies. Para tanto, serão utilizadas duas populações de mapeamento. A população de sorgo sacarino é constituída por 272 RILs densamente genotipadas por marcadores do tipo SNP mapeados fisicamente contra o genoma da espécie. A população de cana-de-açúcar constitui-se de uma progênie F1 segregante com 154 indivíduos a serem genotipados por marcadores SSR e SNPs. Os marcadores SNPs atualmente disponíveis para cana possibilitam a estimação de doses dos alelos, assim como a construção de mapas genéticos mais informativos, a partir de metodologias desenvolvidas pelo grupo de pesquisa ao qual este trabalho se vincula. As populações, já estabelecidas em campo, estão sendo avaliadas para fenótipos agro-industriais e relativos à resistência a doenças. As médias ajustadas para os indivíduos de cada população serão obtidas a partir da utilização de modelos mistos e, posteriormente, utilizadas na descoberta de QTLs. Essa etapa de identificação de QTLs envolverá a utilização de modelo de mapeamento por múltiplos intervalos na população de sorgo, e de modelo de mapeamento de múltiplos QTLs na população de cana, o qual será expandido para mapas baseados em múltiplas doses. A comparação entre os genomas será baseada nas sequências que originaram os marcadores em cana-de-açúcar, as quais serão buscadas no genoma completo de sorgo. A eventual existência de QTLs associados a regiões sintênicas possibilitará inferências a respeito do controle evolutivamente conservado de caracteres relacionados entre as espécies. Além disso, a descoberta de marcadores significativamente ligados aos QTLs poderá sugerir aplicações na clonagem de genes e na seleção assistida por marcadores.

Publicações científicas
(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)
PEREIRA, GUILHERME S.; GARCIA, ANTONIO AUGUSTO F.; MARGARIDO, GABRIEL R. A. A fully automated pipeline for quantitative genotype calling from next generation sequencing data in autopolyploids. BMC Bioinformatics, v. 19, NOV 1 2018. Citações Web of Science: 4.
ALMEIDA BALSALOBRE, THIAGO WILLIAN; PEREIRA, GUILHERME DA SILVA; ALVES MARGARIDO, GABRIEL RODRIGUES; GAZAFFI, RODRIGO; BARRETO, FERNANDA ZATTI; ANONI, CARINA OLIVEIRA; CARDOSO-SILVA, CLAUDIO BENICIO; COSTA, ESTELA ARAUJO; MANCINI, MELINA CRISTINA; HOFFMANN, HERMANN PAULO; DE SOUZA, ANETE PEREIRA; FRANCO GARCIA, ANTONIO AUGUSTO; CARNEIRO, MONALISA SAMPAIO. GBS-based single dosage markers for linkage and QTL mapping allow gene mining for yield-related traits in sugarcane. BMC Genomics, v. 18, JAN 11 2017. Citações Web of Science: 20.
BALSALOBRE, THIAGO W. A.; MANCINI, MELINA C.; PEREIRA, GUILHERME DA S.; ANONI, CARINA O.; BARRETO, FERNANDA Z.; HOFFMANN, HERMANN P.; DE SOUZA, ANETE P.; GARCIA, ANTONIO A. F.; CARNEIRO, MONALISA S. Mixed Modeling of Yield Components and Brown Rust Resistance in Sugarcane Families. AGRONOMY JOURNAL, v. 108, n. 5, p. 1824-1837, SEP-OCT 2016. Citações Web of Science: 6.
Publicações acadêmicas
(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)
PEREIRA, Guilherme da Silva. Mapeamento comparativo de QTLs entre sorgo sacarino e cana-de-açúcar para caracteres bioenergéticos. 2015. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz Piracicaba.

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