Tese
Título	Estabilidade genética em locos EST-SSR de cana-de-açúcar em diferentes cruzamentos e estágios de corte
Autor	SILVA, JOSELI CRISTINA DA
Unidade	Pós-Graduação em Genética e Melhoramento
Área de Concentração	Genética e Melhoramento
Orientador	CLAUDETE APARECIDA MANGOLIM
Co-Orientador(es)	INDISPONÍVEL
Banca Examinadora	CLAUDETE APARECIDA MANGOLIM ANDREA BEATRIZ MENDEZ BONATO HUGO ZENI NETO JOAO CARLOS BESPALHOK FILHO MARIA DE FÁTIMA PIRES DA SILVA MACHADO
Data de Defesa	10/02/2023
Resumo	A cana-de-açúcar (Saccharum spp.) é conhecida há mais de 2.200 anos e a utilização dos seus colmos para a produção de etanol, açúcar e outros derivados a coloca no ranking das culturas mais importantes no cenário mundial. O sistema de cultivo da cana-de-açúcar se mantém por seis anos e cinco cortes, aproximadamente (em cultivos comerciais) e envolve o plantio inicial realizado por toletes, mudas pré-brotadas (MPB) ou sementes, seguida de sucessivas rebrotas (socas). No âmbito do melhoramento genético da cana-de-açúcar, informações precisas sobre seu complexo genoma somadas ao manejo adequado da cultura, contribuem para o sucesso na geração de progênies com características de interesse. Os marcadores microssatélites EST-SSR são consideradas ferramentas eficientes para o estudo da diversidade genética e análise do polimorfismo, permitindo a discriminação genética de indivíduos associando estes com características econômicas. Na literatura é possível encontrar trabalhos utilizando marcadores microssatélites para investigar a diversidade genética e o polimorfismo em variedades de cana- de-açúcar e em alguns casos, a análise genética em alguns estágios de cortes, porém, não se tem a precisão da idade das plantas. O presente trabalho teve como objetivo investigar o polimorfismo e a diversidade genética em 12 famílias de Saccharum spp., selecionadas em três diferentes estágios sendo, cana planta, cana soca (primeiro corte) e ressoca (segundo corte). Cada indivíduo selecionado foi analisado utilizando 13 marcadores microssatélites EST-SSR (ESTA68, ESTB13, ESTB17, ESTB40, ESTB58, ESTB65, ESTB92, ESTB130, ESTC66, ESTC67, ESTC69, ESTC84 e ESTC119) que estão associados com vias metabólicas importantes. Este estudo apresenta o cálculo da diversidade genética entre e dentro de famílias de Saccharum spp. provenientes de sementes dos cruzamentos biparentais realizados na RIDESA. Devido à poliploidia da cana- de-açúcar, a análise foi realizada considerando o marcador molecular como dominante xv e a partir da leitura manual dos géis de eletroforese, foi elaborada uma matriz binária de presença e ausência de bandas. A análise dos 13 pares de primers EST-SSR resultaram em 40 fragmentos amplificados. Em cada reação SSR, o número de fragmentos amplificados variou de dois a quatro sendo, dois para os pares de primers ESTA68, ESTC67, ESTC69 e ESTB13; três para os pares de primers ESTB92, ESTB130, ESTB65 e ESTB40 e quatro para os pares de primers ESTB58, ESTC66, ESTC84, ESTC119 e ESTB17. A análise do polimorfismo nos 13 locus, mostrou que os locus EstA-68, EstB-65, EstB-92, EstC-66, EstC-67 e EstC-119 apresentaram estabilidade ao longo dos dois cortes analisados. Na avaliação molecular das 12 famílias de Saccharum spp. constatou-se uma alta divergência genética entre as famílias nos três diferentes estágios (Gst= 0,4464) e observou-se um aumento da diversidade genética a cada estágio analisado. Das 12 famílias analisadas, a família F9M45 (RB036088 X TUC74-15) destaca-se por apresentar estabilidade genética mesmo após dois estágios de cortes (cana soca e ressoca). Conclui-se que as 12 diferentes famílias de Saccharum spp. avaliadas neste presente trabalho apresentaram oscilações tanto para o polimorfismo, quanto para a diversidade genética nos 13 loci avaliados. Observou-se que houve variações ao longo das brotações (primeiro e segundo corte) podendo estas serem proporcionadas por eventos de mutações somáticas durante os processos de divisões celulares na formação de brotações e que, a maior ou menor variação é dependente do genótipo avaliado. Para estimar a divergência genética entre e dentro de famílias de cana-de-açúcar, recomenda-se a identificação do estágio de corte.
Palavras-chave	Saccharum spp;marcadores microssatélites;estágios de cortes;mutações somáticas
Title
Abstract	Sugarcane (Saccharum spp.) has been known for over 2,200 years and the use of its stalks for the ethanol production, sugar and other derivatives places it in the ranking of the most important crops on the world stage. The sugarcane cultivation system lasts for approximately six years and five cuts (in commercial crops) and involves the initial planting carried out using stalks, pre-sprouted seedlings (MPB) or seeds, followed by successive regrowth. In the context of genetic improvement of sugarcane, precise information about its complex genome, added to the adequate management of the crop, contribute to the success in the generation of progenies with characteristics of interest. The EST-SSR microsatellite markers are considered efficient tools for the study of genetic diversity and polymorphism analysis, allowing the genetic discrimination of individuals associating them with economic characteristics. In the literature, it is possible to find works using microsatellite markers to investigate the genetic diversity and polymorphism in sugarcane varieties and, in some cases, genetic analysis in some stages of cuts, however, the precision of the age of the plants is not available.The present work aimed to investigate the polymorphism and genetic diversity in 12 families of Saccharum spp., selected in three different stages: plant cane, ratoon cane (first cut) and ressoca (second cut). Each selected individual was analyzed using 13 EST-SSR microsatellite markers (ESTA68, ESTB13, ESTB17, ESTB40, ESTB58, ESTB65, ESTB92, ESTB130, ESTC66, ESTC67, ESTC69, ESTC84 and ESTC119) that are associated with important metabolic pathways. This study presents the genetic diversity calculation between and within families of Saccharum spp. from seeds of the biparental crosses performed at RIDESA. Due to the polyploidy of sugarcane, the analysis was performed considering the molecular marker as dominant and from the electrophoresis gels manual reading, a binary matrix of presence and absence of bands was elaborated. The 13 EST-SSR primer pairs analysis resulted in 40 amplified fragments. In each SSR reaction, the number of amplified fragments xvii ranged from two to four, two for primer pairs ESTA68, ESTC67, ESTC69 and ESTB13; three for primer pairs ESTB92, ESTB130, ESTB65 and ESTB40 and four for primer pairs ESTB58, ESTC66, ESTC84, ESTC119 and ESTB17. Polymorphism analysis at 34205, the 13 loci, showed that the EstA-68, EstB-65, EstB-92, EstC-66, EstC-67 and EstC-119 locus showed stability across the two cuts analyzed. In the molecular evaluation of the 12 families of Saccharum spp. a high genetic divergence was found among the families at the three different stages (Gst= 0.4464) and an increase in genetic diversity was observed at each stage analyzed. Of the 12 families analyzed, the family F9M45 (RB036088 X TUC74-15) stands out for presenting genetic stability even after two cutting stages (ratoon and reseed). We conclude that the 12 different families of Saccharum spp. evaluated in this study showed oscillations both for polymorphism and for genetic diversity in the 13 loci evaluated. It was observed that there were variations along the sprouts (first and second cut) and that these variations may be provided by somatic mutation events during the processes of cell divisions in the formation of sprouts and that the greater or lesser variation is dependent on the genotype evaluated. To estimate the genetic divergence between and within sugarcane families, the cutting stage identification is recommended.
Key-words	Saccharum spp;microsatellite markers;cutting stages;, somatic mutations
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