Tese |
Título |
Mapeamento do gene Co-12 de resistência à antracnose na cultivar Andina de feijão comum Jalo
Vermelho |
Autor |
SILVA, JAQUELINE BEZERRA DA |
Unidade |
Pós-Graduação em Genética e Melhoramento |
Área de Concentração |
Genética e Melhoramento |
Orientador |
MARIA CELESTE GONCALVES VIDIGAL |
Co-Orientador(es) |
Indisponível |
Banca Examinadora |
GISELI VALENTINI GISELLY FIGUEIREDO LACANALLO JULIO CESAR FERREIRA ELIAS MARIA CELESTE GONCALVES VIDIGAL MARIANA VAZ BISNETA |
Data de Defesa |
27/07/2023 |
Resumo |
A antracnose, doença causada pelo fungo Colletotrichum lindemuthianum, manifesta-se como um dos problemas fitossanitários de maior relevância para a cultura do feijão comum (Phaseolus vulgaris L.). Uma das estratégias mais eficientes para o controle da doença ocorre através de programas de melhoramento genético que buscam cultivares resistentes às diversas raças de C. lindemuthianum. A cultivar de feijão comum Jalo Vermelho possui o gene Co-12 e destaca-se entre os genótipos Andinos, por apresentar amplo espectro de resistência ao C. lindemuthianum, tanto para raças Andinas quanto para raças Mesoamericanas. Os objetivos deste estudo foram realizar o mapeamento refinado do gene de resistência Co-12, presente na cultivar Jalo Vermelho, utilizando marcadores moleculares SNPs e SSRs, e identificar proteínas relacionadas a resistência no genoma de referência de feijão comum. Para isso, foi extraído o DNA de plantas F2 obtidas do cruzamento de Jalo Vermelho (R) × Crioulo 159 (S). As respectivas famílias F2:3 foram inoculadas com a raça 1545 de C. lindemuthianum. A partir da fenotipagem de 1.651 plantas F3 foram selecionados o material genético de 17 genótipos resistentes, 18 genótipos suscetíveis, e o DNA dos parentais para avaliação genotípica com 5.398 marcadores SNPs. A fim de saturar a região genômica que contém o gene Co-12, foram desenhados marcadores moleculares SSRs e identificados os potenciais marcadores ligados ao gene de resistência da cultivar de feijão comum Jalo Vermelho. Por meio da genotipagem com os marcadores SNPs, localizamos o gene Co-12 no cromossomo Pv04, flanqueado pelos marcadores ss715649768 (11.168 pb) e ss715646644 (9.259.094 pb). Através das posições genéticas encontradas pelos marcadores SNPs, marcadores SSRs foram utilizados para genotipar as 172 famílias F2:3 do cruzamento Jalo Vermelho × Crioulo 159, localizando o gene Co-12 entre os marcadores BARCPVSSR04557 e BARCPVSSR04570, os quais flanqueiam uma região de 41 Kb. O mapeamento refinado do gene Co-12 resultou na identificação de três genes candidatos, sendo um deles codificando Gamma-glutamyl-GABA e dois genes candidatos codificando proteínas transportadoras de lipídeos (LTP2), e estas expressando ação antifúngica. Esses marcadores microssatélites possibilitarão a seleção assistida por marcadores moleculares e serão de extrema importância para introgressão do gene Co-12 em cultivares elite. |
Palavras-chave |
Phaseolus vulgaris L.;Colletotrichum lindemuthianum;Single Nucleotide Polymorphism (SNPs);Simple Sequence Repeats (SSRs). |
Title |
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Abstract |
Anthracnose, a disease caused by the fungus Colletotrichum lindemuthianum, manifests as one of the most significant phytosanitary problems for the common bean (Phaseolus vulgaris L.) crop. One of the most effective strategies for disease control is through genetic breeding programs that developes cultivars resistant to multiple races of C. lindemuthianum. The common bean cultivar Jalo Vermelho possess the Co- 12 gene and stands out among Andean genotypes for its broad spectrum resistance to C. lindemuthianum, both for Andean and Mesoamerican races. The objectives of this study were to perform fine mapping of the Co-12 resistance gene, present in the Jalo Vermelho cultivar, using SNP and SSR molecular markers, and to investigate proteins related to resistance in common bean reference genome. For this purpose, DNA was extracted from F2 plants obtained from the cross of Jalo Vermelho (R) × Crioulo 159 (S). The respective F2:3 families were inoculated with the race 1545 of C. lindemuthianum. Based on the phenotyping of 1,651 F3 plants, DNA from 17 resistant genotypes, 18 susceptible genotypes, and from the parents were used for genotypic evaluation with 5,398 SNP markers. In order to saturate the genomic region containing the Co-12 gene, SSR molecular markers were designed, and potential markers linked to the resistance gene of the Jalo Vermelho common bean cultivar were identified. Through genotyping with SNP markers, we located the Co- 12 gene in the chromosome Pv04, between the ss715649768 (11.168 pb) and ss715646644 (9.259.094 pb) markers. Based on the genetic positions identified by the SNP markers, SSR markers were used to genotype the 172 F2:3 families from the Jalo Vermelho × Crioulo 159 cross, locating the Co-12 gene between the markers BARPVSSR04557 and BARCPVSSR04570, in a region of 41 kbp. The fine mapping of the Co-12 gene resulted in the identification of three candidate genes, one of which encodes Gamma-glutamyl-GABA, and two candidate genes encoding lipid transport proteins (LTP2), that exhibiting antifungal activity. These microsatellite markers will enable marker-assisted selection and will be of utmost importance for introgressing the Co-12 gene into elite cultivars. |
Key-words |
Phaseolus vulgaris L.;Colletotrichum lindemuthianum;Single Nucleotide Polymorphism (SNPs);Simple Sequence Repeats (SSRs). |
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