VARIABILIDADE GENÉTICA DE COLEÇÃO DE TRABALHO DE

VARIABILIDADE GENÉTICA DE COLEÇÃO DE TRABALHO DE PEQUIZEIRO COM
BASE EM MARCADORES MOLECULARES
Fábio Gelape Faleiro1, Graciele Bellon1, Ailton Vítor Pereira2, Elainy Botelho C. Pereira3, Nilton
Tadeu Vilela Junqueira1 Eduardo Alano Vieira1, Eny Duboc1, Sueli Matiko Sano1, José Teodoro de
Melo1, Francisco Duarte Fernandes1 (1Embrapa Cerrados, BR 020, Km 18, Caixa Postal 08223,
73010-970 Planaltina, DF. e-mail: [email protected]; 2Embrapa Transferência de
Tecnologia; 3Agência Rural)
Termos para indexação: diversidade genética, pequi, Caryocar brasiliense, RAPD, recursos
genéticos, germoplasma
Introdução
O pequizeiro (Caryocar brasiliense Camb.) é uma planta nativa da Região de Cerrado e seus
frutos maduros têm sabor característico e muito peculiar, sendo empregados com muito sucesso na
culinária de pratos doces e salgados. Devido ao seu valor alimentício, ornamental, medicinal,
oleaginoso, melífero, tanífero e sua ampla distribuição geográfica, o pequizeiro é considerado, por
muitos, o rei do Cerrado (Almeida et al., 1998).
O potencial econômico do pequizeiro tem despertado o interesse, cada vez maior, dos
consumidores, agricultores e empresários que demandam a fruta na indústria e comércio. Apesar
desse potencial, o extrativismo ainda é o sistema utilizado na obtenção de matéria prima. Para
mudar essa realidade e desenvolver um sistema de produção do pequizeiro, trabalhos importantes de
domesticação da espécie precisam ser feitos, incluindo a seleção de materiais com maior potencial
produtivo (Pereira et al., 2001).
A caracterização e exploração da variabilidade genética dentro da espécie C. brasiliense
Camb. podem revelar recursos genéticos de grande valor, sejam clones e matrizes para os sistemas
de produção de frutos, utilização em programas de melhoramento genético e também para
diversificar o uso da espécie como planta ornamental, medicinal e ou produtora de bioenergia.
Nesse sentido, a Embrapa Cerrados tem trabalhado a caracterização morfológica e
agronômica de uma coleção de trabalho de pequizeiro com potencial econômico. Acessos com
frutos sem espinhos, com grande produção de flores (potencial ornamental), com grande produção
de óleo (potencial para agroenergia), entre outros, têm sido identificados. Para complementar tais
informações, objetivou-se, neste trabalho, avaliar a variabilidade genética da coleção de matrizes de
pequizeiro da Embrapa Cerrados, utilizando marcadores moleculares RAPD.
Material e Métodos
Os materiais genéticos analisados no presente trabalho foram 10 matrizes de pequizeiro da
coleção de trabalho da Embrapa Cerrados (Tabela 1). Folhas de cada matriz foram coletadas e o
DNA genômico extraído utilizando o método do CTAB, com modificações (Faleiro et al., 2003).
Amostras de DNA de cada material genético foram amplificadas pela técnica de RAPD.
As reações de amplificação foram feitas em um volume total de 13 uL, contendo Tris-HCl
10 mM (pH 8,3), KCl 50 mM, MgCl2 3 mM, 100 uM de cada um dos desoxiribonucleotídios
(dATP, dTTP, dGTP e dCTP), 0,4 uM de um “primer” (Operon Technologies Inc., Alameda, CA,
EUA), uma unidade da enzima Taq polimerase e, aproximadamente, 15 ng de DNA. Para obtenção
dos marcadores RAPD foram utilizados 13 primers decâmeros: OPD-04, OPD-08, OPD-16, OPE18, OPE-20, OPF-01, OPF-13, OPF-15, OPF-17, OPG-08, OPG-09, OPH-12 e OPH-17. As
amplificações foram efetuadas em termociclador programado para 40 ciclos, cada um constituído
pela seguinte seqüência: 15 segundos a 94 ºC, 30 segundos a 35 ºC e 90 segundos a 72 ºC. Após os
40 ciclos, foi feita uma etapa de extensão final de seis minutos a 72 ºC, e finalmente, a temperatura
foi reduzida para 4 ºC. Após a amplificação, foram adicionados, a cada amostra, 3 ul de uma
mistura de azul de bromofenol (0,25%) e glicerol (60%) em água. Essas amostras foram aplicadas
em gel de agarose (1,2%), corado com brometo de etídio, submerso em tampão TBE (Tris-Borato
90 mM, EDTA 1 mM). A separação eletroforética foi de, aproximadamente, quatro horas, a 90
volts. Ao término da corrida, os géis foram fotografados sob luz ultravioleta.
Os marcadores RAPD gerados foram convertidos em uma matriz de dados binários, a partir
da qual foram estimadas as distâncias genéticas entre os diferentes acessos, com base no
complemento do coeficiente de similaridade de Nei e Li, utilizando-se o Programa Genes (Cruz,
1997). A matriz de distâncias genéticas foi utilizada para realizar a análise de agrupamento com o
auxílio do Programa Statistica (Statsoft Inc., 1999), utilizando como critério de agrupamento o
método do UPGMA. Ainda com base na matriz de distâncias genéticas, foi realizada a dispersão
gráfica baseada em escalas multidimensionais usando o método das coordenadas principais, com
auxílio do Programa SAS e Statistica (Statsoft Inc., 1999).
Resultados e Discussão
Os 13 primers decâmeros geraram um total de 208 marcadores RAPD, perfazendo uma
média de 16 marcadores por primer. Dos 208 marcadores, apenas 52 (25%) foram monomórficos.
A alta média de marcadores por primer e a baixa porcentagem de marcadores monomórficos
evidenciam a variabilidade genética dos acessos analisados. Os acessos que mais contribuíram para
a alta variabilidade genética foram o CPAC PQ-03 (Acesso com sementes sem espinho) e o CPAC
PQ-10 (Acesso coletado em reserva ecológica da Embrapa Cerrados). Esta alta variabilidade
genética também tem sido verificada em outros trabalhos realizados com marcadores moleculares
isoenzimáticos e do DNA (Oliveira, 1998; Collevatti et al., 2001; Melo Júnior et al., 2004). Melo
Júnior et al. (2004) ressaltam que os altos níveis de variabilidade são típicos de populações
alógamas com altos níveis de fluxo gênico.
As distâncias genéticas entre os 10 acessos de pequizeiro variaram entre 0,152 e 0,434
(Tabela 1). As maiores distâncias genéticas foram verificadas entre o acesso CPAC PQ-10 e os
demais acessos. Distâncias genéticas relativamente altas também foram obtidas entre o acesso
CPAC PQ-03 (Acesso com sementes sem espinhos) e os demais. A menor distância genética
(0,152) foi obtida entre os acessos CPAC PQ-01 e CPAC PQ-02, os quais apresentam a mesma
procedência. Segundo Melo Júnior et al. (2004), distâncias genéticas menores são obtidas entre
acessos de populações geograficamente mais próximas devido às maiores possibilidades de fluxo
gênico entre elas.
Tabela 1. Matriz de distâncias entre 10 acessos de pequizeiro da coleção de trabalho da Embrapa
Cerrados, baseada em 208 marcadores RAPD.
Nº Acessos
1 MP1
2 MP4
3 M sem espinho
4 Mgigante1
5 Mgigante2
6 Mgigante3
7 Mgigante4
8 Mgigante5
9 Mrestaurante
10 Mreserva
Código
1
2
3
4
5
6
7
8
9
CPAC PQ-01
CPAC PQ-02
CPAC PQ-03
CPAC PQ-04
CPAC PQ-05
CPAC PQ-06
CPAC PQ-07
CPAC PQ-08
CPAC PQ-09
CPAC PQ-10
0,152
0,291
0,198
0,214
0,165
0,266
0,202
0,224
0,345
0,230
0,206
0,216
0,198
0,204
0,205
0,185
0,301
0,257
0,259
0,259
0,283
0,250
0,235
0,326
0,174
0,212
0,291
0,255
0,257
0,414
0,181
0,284
0,226
0,266
0,434
0,244
0,177
0,207
0,323
0,234
0,244
0,326
0,230
0,346
0,220
Análise de agrupamento realizada com base nas distâncias genéticas, permitiram subdividir
os 10 acessos de pequizeiro em, pelo menos, seis grupos de similaridade genética, a uma distância
genética relativa de 0,20 (Figura 1). O maior grupo foi formado por 4 dos 10 acessos. O segundo
grupo foi formado pelos acessos CPAC PQ-04 e CPAC PQ-05 que possuem a mesma procedência.
Os acessos CPAC PQ-09, CPAC PQ-07, CPAC PQ-03 e CPAC PQ-10 não formaram grupos com
outros acessos a uma distância genética relativa de 0,20.
Figura 1. Análise de agrupamento de 10 acessos de pequizeiro, da coleção de trabalho da Embrapa
Cerrados, com base na matriz de distâncias genéticas calculadas utilizando 208
marcadores RAPD. Foi utilizado o método do UPGMA como critério de agrupamento.
A análise do gráfico de dispersão (Figura 2) evidencia a maior distância genética dos acessos
CPAC PQ-03 (Acesso com sementes sem espinho) e CPAC PQ-10 (Acesso coletado em reserva
ecológica da Embrapa Cerrados) em relação aos demais acessos. Por sua vez, a variabilidade
genética verificada entre os acessos de pequizeiro, salientada pelo gráfico de dispersão, reforça o
valor desses recursos genéticos.
Figura 2. Dispersão gráfica de 10 acessos de pequizeiro da coleção de trabalho da Embrapa
Cerrados, com base na matriz de distâncias genéticas. O acesso 3 (•) apresenta sementes
sem espinhos.
Conclusões
Os marcadores moleculares RAPD permitiram analisar e quantificar a variabilidade genética
dos acessos de pequizeiro da coleção de trabalho da Embrapa Cerrados, evidenciando a importância
da utilização dos acessos CPAC PQ-03 e CPAC PQ-10 para a ampliação da base genética,
subsidiando futuros trabalhos de avaliação agronômica, seleção e uso econômico do pequizeiro.
Referências bibliográficas
ALMEIDA, S. P. de. Cerrados: Aproveitamento alimentar. Planaltina: Embrapa Cerrados, 1998.
188p.
COLLEVATTI, R.G.; GRATTAPAGLIA, D.; HAY, J.D. Population genetic structure of the
endangered tropical tree species Caryocar brasiliense based on variability at microsatellite loci.
Molecular Ecology, v.10, p.349-356, 2001.
CRUZ, C.D. Programa Genes: aplicativo computacional em genética e estatística. Viçosa:
UFV. 1997. 442p.
FALEIRO, F.G.; FALEIRO, A.S.G.; CORDEIRO, M.C.R., KARIA, C.T. Metodologia para
operacionalizar a extração de DNA de espécies nativas do cerrado. Planaltina: Embrapa
Cerrados, 2003. (Comunicado Técnico No.92) 6p.
MELO JÚNIOR, A. F.; CARVALHO, D.; PÓVOA, J.S.R.; BEARZOTI, E. Estrutura genética de
populações naturais de pequizeiro (Caryocar brasiliense Camb.). Scientia Forestalis, v. 66, p. 5665, 2004.
OLIVEIRA, K. A. K. B. Variabilidade genética entre e dentro de populações de pequi
(Caryocar brasiliense Camb.) do sudeste do Estado de Goiás. Goiânia, 1998. 106 p. Dissertação
(Mestrado), UFG, Goiânia, 1998.
PEREIRA, A.V.; PEREIRA, E.B.C.; JUNQUEIRA, N.T.V.; Propagação e domesticação de plantas
nativas do Cerrado com potencial econômico. Horticultura Brasileira, v.19, n.2, jul 2001. 1. CDROM. Suplemento.
STATSOFT INC. Statistica for Windows [Computer program manual] Tulsa, OK. StatSoft Inc.
2300 East 14th Street, Tulsa. 1999.