Diversidade genética, genômica e filogeografia de mandioca (Manihot esculenta Crantz): implicações para a dispersão do cultivo ao longo dos principais eixos fluviais da bacia amazônica brasileira

Autor(es)

Alessandro Alves Pereira

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Piracicaba.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALA/BC)
• Data de defesa: 2015-08-27

Membros da banca

Maria Imaculada Zucchi; Charles Roland Clement; Evandro Marsola de Moraes; Elizabeth Ann Veasey; Roland Vencovsky

• Orientador: Maria Imaculada Zucchi

Resumo

A mandioca foi domesticada no sudoeste da bacia amazônica, e presentemente é o cultivo alimentício amazônico mais importante no mundo. Após a domesticação inicial pressões seletivas divergentes deram origem aos grupos de variedades de mandiocas mansas e bravas. A distribuição atual destes grupos é um tanto diferente ao longo da Amazônia, o que pode ser reflexo de padrões de dispersão distintos de variedades mansas e bravas ao longo da história da domesticação do cultivo. O objetivo deste estudo foi avaliar a diversidade e estrutura genética, genômica e a filogeografia de mandiocas cultivadas por agricultores tradicionais ao longo dos principais rios da bacia amazônica brasileira. Análises filogenéticas de linhagens matrilineares foi realizada com base no polimorfismo de quatro marcadores microssatélites cloroplastidiais (cpSSR). A diversidade e estrutura genética foram avaliadas com 14 marcadores microssatélites nucleares (ncSSR), enquanto que a abordagem genômica foi realizada com base em 5.871 polimorfismos de nucleotídeos únicos (SNPs). Foi observada considerável diferenciação [FST = 0,78 (cpSSR), 0,28 (ncSSR), e 0,37 (SNPs)] entre as variedades cultivadas e Manihot esculenta ssp. flabellifolia, o parente silvestre da mandioca. Não foram detectadas associações de haplótipos cpSSR com os grupos de variedades mansas e bravas ou com os rios. Apesar da ausência de padrões filogeográficos, as análises de agrupamento e estrutura genética com base nos três tipos de marcadores avaliados sugeriram que as variedades mansas e bravas são igualmente relacionadas à população silvestre. O segundo padrão mais importante de estruturação genética foi observado entre variedades mansas e bravas [FST = 0,08 (ncSSR) e 0,10 (SNPs)], no entanto houve um considerável grau de mistura entre variedades de ambos os grupos. Estes resultados, juntamente com a elevada variação genética observada dentro de variedades mansas e bravas são resultantes do manejo realizado por agricultores tradicionais ao longo da região amazônica. A ausência de padrões filogeográficos entre rios e regiões foi observada também com marcadores ncSSR e SNPs. Entretanto, quando a estrutura genética e genômica foi avaliada dentro das variedades mansas e bravas, alguns padrões contarstantes e tendências de estruturação entre rios foram observados. A ausência de padrões claros de estrutura genética e genômica entre diferentes rios não permitiu inferências sobre prováveis rotas de dispersão do cultivo a partir do seu centro de origem no sudoeste da Amazônia. No entanto, os padrões contrastantes de diferenciação genética e genômica dentro de variedades mansas e bravas podem estar associados a histórias de dispersão distintas para estes grupos de variedades de mandioca. Entre os locos genômicos, 658 SNPs estão possivelmente sob seleção positiva quando se considera a divergência entre variedades de mandioca cultivada e o parente silvestre. Destes, 202 SNPs podem estar especificamente associados com a seleção divergente entre variedades mansas e bravas. Estes locos podem estar em genes importantes para a domesticação inicial e seleção para características importantes do cultivo, e podem ser o ponto de partida para o melhor entendimento das bases genômicas da domesticação e diversificação da mandioca. (AU)

• Processo FAPESP: 13/11137-7 - Diversidade genética, genômica e filogeografia de mandioca (Manihot esculenta Crantz): implicações para a dispersão do cultivo ao longo dos principais eixos fluviais da bacia Amazônica brasileira
• Beneficiário: Alessandro Alves Pereira
• Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Doutorado