Terça, 21 de maio de 2024.
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Tese
Título Associação genômica ampla para caracteres agronômicos e resistência a doenças em feijão comum (Phaseolus vulgaris L.).
Autor Ambrozio, Valdete Campos
Unidade Pós-Graduação em Genética e Melhoramento
Área de Concentração Genética e Melhoramento
Orientador Maria Celeste Gonçalves Vidigal
Co-Orientador(es) Vanusa Martins Ramos da Silva
Banca Examinadora Maria Celeste Gonçalves Vidigal
Mariana Vaz Bisneta
Deonisio Destro
Thiago Alexandre Santana Gilio
Giseli Valentini
Data de Defesa 19/11/2021
Resumo O feijão comum, Phaseolus vulgarisL., em função de suas qualidades organolépticas, constitui-se em uma das principais leguminosas de grãos para o consumo humano direto. Originária da região Mesoamericana, a espécie P. vulgaris passou, ao longo dos tempos, por dois eventos independentes de domesticação que levaram a importantes alterações tanto morfológicas quanto genéticas. Tais alterações propiciaram a formação de dois centros de diversidade genética, denominados Mesoamericano, da América Central, e Andino, da América do Sul. Assim sendo, diante da existência de elevada diversidade genética, em um programa de melhoramento de feijão comum é necessário se faça uma contínua caracterização tanto morfoagronômica quanto a avaliação da reação à doenças do germoplasma do feijão comum disponível. Neste contexto, o presente estudo teve como objetivo: Assim, o objetivo do presente estudo foi: a) realizar GWAS para resistência do feijão comum a mancha angular, crestamento bacteriano comum e a murcha de curtobacterium através da ocorrência natural no campo, e obter informações sobre os genes candidatos associadas aos SNPs significativos. b) realizar GWAS para os componentes de produção em acessos de feijão comum, e obter informações sobre os genes candidatos associadas aos SNPs significativos. Utilizou-se 109 acessos de feijão comum, os quais foram avaliados ao longo do ciclo da cultura, através das características agronômicas e a reação a ocorrência natural às doenças mancha angular, crestamento bacteriano comum, e curtobacterium. Os 109 acessos foram genotipados com 5398 marcadores de polimorfismo de nucleotídeo único (SNP). Depois de corrigir a estrutura populacional e de parentesco, os três primeiros componentes principais foram utilizados como covariáveis para realizar a analise associação, utilizando os algoritmos FarmCPU. Através do GWAS foi possível identificar oito SNPs associados significativamente às doenças mancha angular (ALS), curtobacterium (BW) e crestamento bacteriano comum (CBB), o que resultou na identificação de genes candidatos que desempenham funções importantes para as plantas. Foi possível identificar SNPs associados a importantes características agronômicas do feijão comum, além disso, foram identificados novos SNPs, como para altura de plantas, numero de dias para a maturação, numero de vagens por planta, numero de sementes por vagens e produtividade, o que resultou na identificação de genes candidatos que desempenham funções importantes para a cultura do feijão comum. Através do GWAS foram identificados SNPs e genes candidatos que desempenham funções importantes, para o desenvolvimento da cultura do feijão comum, participam da regulação da expressão gênica, durante estágios de crescimento, síntese de proteínas de armazenamento de sementes, e no desenvolvimento mecanismos de defesa de plantas.
Palavras-chave GWAS; Banco germoplasma; Phaseolusvulgaris.
Title
Abstract The common bean, Phaseolus vulgaris L., due to its organoleptic qualities, is one of the main grain legumes for direct human consumption. Originally from the Mesoamerican region, the species P. vulgaris has, over time, gone through two independent domestication events that led to important morphological and genetic changes. These changes led to the formation of two centers of genetic diversity, called Mesoamerican, from Central America, and Andean, from South America. Therefore, given the existence of high genetic diversity, a common bean breeding program needs to be done a continuous morphoagronomic characterization and evaluation of the available common bean germplasm response to diseases. In this context, the present study aimed to: Thus, the objective of the present study was: a) perform GWAS for common bean resistance to angular leaf spot, common bacterial blight, and brevebacterium wilt through naturally occurring in the field, and obtain information on candidate genes associated with significant SNPs. b) perform GWAS for production components in common bean accessions, and obtain information on candidate genes associated with significant SNPs. We used 109 common bean accessions, which were evaluated throughout the crop cycle, through agronomic characteristics and the natural occurrence reaction to angular leaf spot diseases, common bacterial blight, and brevebacterium. The 109 accessions were genotyped with 5398 single nucleotide polymorphism (SNP) markers. After correcting the population and relatedness structure, the first three main components were used as covariates to perform the association analysis, using the FarmCPU algorithms. Through the GWAS it was possible to identify eight SNPs significantly associated with angular leaf spot (ALS), bacterial wilt (BW) and common bacterial blight (CBB) diseases, which resulted in the identification of candidate genes that play important roles for plants. It was possible to identify SNPs associated with important agronomic characteristics of common bean, in addition, new SNPs were identified, such as for plant height, number of days to maturation, number of pods per plant, number of seeds per pod and yield, which resulted in the identification of candidate genes that play important roles for the common bean crop. Through GWAS, SNPs and candidate genes were identified that play important roles in the development of common bean culture, participate in the regulation of gene expression, during growth stages, synthesis of seed storage proteins, and in the development of defense mechanisms plants.
Key-words GWAS; germplasm bank; Phaseolus vulgaris.
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