High-Resolution Genetic Map and QTL Analysis of Growth-Related Traits of Hevea brasiliensis Cultivated Under Suboptimal Temperature and Humidity Conditions

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Conson, Andre R. O. ^[1] ; Taniguti, Cristiane H. ^[2] ; Amadeu, Rodrigo R. ^[2] ; Andreotti, Isabela A. A. ^[1] ; de Souza, Livia M. ^[1] ; dos Santos, Luciano H. B. ^[1] ; Rosa, Joao R. B. F. ^{[2, 3]} ; Mantello, Camila C. ^{[1, 4]} ; da Silva, Carla C. ^[1] ; Scaloppi Junior, Erivaldo Jose ^[5] ; Ribeiro, Rafael V. ^[6] ; Le Guen, Vincent ^[7] ; Garcia, Antonio A. F. ^[2] ; Goncalves, Paulo de Souza ^[5] ; de Souza, Anete P. ^{[6, 1]}

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Estadual Campinas, Mol Biol & Genet Engn Ctr, Campinas, SP - Brazil

^[2] Univ Sao Paulo, Luiz de Queiroz Coll Agr, Dept Genet, Piracicaba - Brazil

^[3] FTS Sementes SA, Ctr Res & Dev, Ponta Grossa - Brazil

^[4] NIAB, Cambridge - England

^[5] Agron Inst IAC, Ctr Rubber Tree & Agroforestry Syst, Votuporanga - Brazil

^[6] Univ Estadual Campinas, Dept Plant Biol, Inst Biol, Campinas, SP - Brazil

^[7] French Agr Res Ctr Int Dev CIRAD, UMR AGAP, Montpellier - France

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: FRONTIERS IN PLANT SCIENCE; v. 9, AUG 24 2018.
• Citações Web of Science: 4

Resumo

Rubber tree (Hevea brasiliensis) cultivation is the main source of natural rubber worldwide and has been extended to areas with suboptimal climates and lengthy drought periods; this transition affects growth and latex production. High-density genetic maps with reliable markers support precise mapping of quantitative trait loci (QTL), which can help reveal the complex genome of the species, provide tools to enhance molecular breeding, and shorten the breeding cycle. In this study, QTL mapping of the stem diameter, tree height, and number of whorls was performed for a full-sibling population derived from a GT1 and RRIM701 cross. A total of 225 simple sequence repeats (SSRs) and 186 single-nucleotide polymorphism (SNP) markers were used to construct a base map with 18 linkage groups and to anchor 671 SNPs from genotyping by sequencing (GBS) to produce a very dense linkage map with small intervals between loci. The final map was composed of 1,079 markers, spanned 3,779.7 cM with an average marker density of 3.5 cM, and showed collinearity between markers from previous studies. Significant variation in phenotypic characteristics was found over a 59-month evaluation period with a total of 38 QTLs being identified through a composite interval mapping method. Linkage group 4 showed the greatest number of QTLs (7), with phenotypic explained values varying from 7.67 to 14.07%. Additionally, we estimated segregation patterns, dominance, and additive effects for each QTL. A total of 53 significant effects for stem diameter were observed, and these effects were mostly related to additivity in the GT1 clone. Associating accurate genome assemblies and genetic maps represents a promising strategy for identifying the genetic basis of phenotypic traits in rubber trees. Then, further research can benefit from the QTLs identified herein, providing a better understanding of the key determinant genes associated with growth of Hevea brasiliensis under limiting water conditions. (AU)

• Processo FAPESP: 07/50392-1 - Mapa genético-molecular para Hevea brasiliensis e mapeamento de QTLs para características de importância econômica
• Beneficiário: Livia Moura de Souza
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 15/24346-9 - Análise da variação alélica em genes de importância econômica entre regiões hom(e)ólogas do genoma de cana-de-açúcar (Saccharum spp.)
• Beneficiário: Carla Cristina da Silva
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 12/50491-8 - Avaliação da variabilidade alélica, estrutura populacional e desequilíbrio de ligação no germoplasma ex situ de seringueira (Hevea brasiliensis)
• Beneficiário: Anete Pereira de Souza
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 11/50188-0 - Mapeamento genético molecular em Hevea brasiliensis
• Beneficiário: Camila Campos Mantello
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 09/52975-0 - Construção de um mapa funcional em seringueira (Hevea brasiliensis)
• Beneficiário: Carla Cristina da Silva
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 14/11807-5 - Uso de genotipagem-por-sequenciamento (GBS) para a identificação de marcadores moleculares SNP (single nucleotide polymorphism) e construção de mapa de ligação em Hevea brasiliensis
• Beneficiário: Luciano Henrique Braz dos Santos
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Processo FAPESP: 12/05473-1 - Avaliação do desequilíbrio de ligação e estrutura populacional no germoplasma ex situ de seringueira (Hevea brasiliensis) através de marcadores moleculares SNP (Single Nucleotide Polymorphism)
• Beneficiário: Livia Moura de Souza
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 17/07908-9 - Análises genéticas e genômicas no gênero Hevea visando contribuir para o melhoramento genético de Hevea brasiliensis
• Beneficiário: Luciano Henrique Braz dos Santos
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 14/18755-0 - Análise do perfil de expressão por RNA-seq e identificação de genes envolvidos na resposta ao frio em seringueira
• Beneficiário: Camila Campos Mantello
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado