Diversidade genética de mandioca por meio de marcadores

Seminário de Iniciação Científica e Tecnológica, 10., 2013, Belo Horizonte
Diversidade genética de mandioca por meio
de marcadores microssatélites
Ana Carolina Marques Mendonça Silva(1), Adriana Madeira Santos Jesus(2),
Mariney de Menezes(3), Ramon Vinícius de Almeida(4)
(1)
(2)
Bolsista PIBIC FAPEMIG/EPAMIG, [email protected];
Pesquisadora/Bolsista/BIP FAPEMIG/EPAMIG - Uberaba, [email protected];
(3)
Bolsista PNPD/CNPq/UFLA - Lavras, [email protected];
(4)
Professor IFTM - Uberaba, [email protected]
INTRODUÇÃO
A mandioca (Manihot esculenta) é uma das culturas mais importantes,
principalmente para países subdesenvolvidos e em desenvolvimento. Fonte de
carboidratos para grande parte da população, é também utilizada na
alimentação de animais, principalmente no consumo da parte aérea. Em alguns
locais no mundo, a mandioca responde por 70% das calorias consumidas por
dia pela população.
A variabilidade clonal intraespecífica, na mandioca, é muito grande, em
razão da alta segregação das progênies e das mutações somáticas nas gemas
em alguns casos. Essas características são fixadas pela propagação
vegetativa, propiciando, assim, o aparecimento de numerosas cultivares nas
regiões de plantio de mandioca (SALES FILHO, 1991). Dessa forma, para uma
cultivar ser mantida com essas características, precisa ser distinguida de
outras, só então sua utilidade determinará a manutenção ou o descarte,
principalmente dentro de um programa de melhoramento genético.
O melhoramento da mandioca fundamenta-se em técnicas e processos
que envolvem hibridação. A taxa de cruzamento da mandioca é facilmente
manejável, permitindo tanto a autofecundação como a fecundação cruzada.
Como se trata de espécie cujas plantas apresentam normalmente alta
proporção de locos gênicos em heterozigose, ocorre segregação já na geração
F1, possibilitando ao melhorista a execução da seleção a partir de plantas
obtidas de sementes botânicas. O estudo da diversidade genética é um forte
aliado para o melhor desenvolvimento de variedades mais adaptadas.
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EPAMIG. Resumos expandidos
As informações obtidas por meio dos marcadores moleculares são muito
úteis na identificação de genótipos contrastantes em programas de
melhoramento, permitindo a análise de genótipos de interesse, a obtenção de
informações
relativas
à
variabilidade
existente
e
à
associação
com
características fenotípicas. A seleção assistida por marcadores detecta
diferenças genético-moleculares, representando um futuro promissor para a
agricultura (FARALDO et al., 2002). Nos estudos de diversidade genética de
mandioca, os marcadores microssatélites têm sido utilizados (MÜHLEN et al.,
1999; ELIAS et al., 2004).
Este trabalho tem como objetivos analisar os locos de microssatélites ou
simple sequence repeat (SSR) estimar as distâncias genéticas entre 56
genótipos de mandioca pertencentes a uma coleção de germoplasma da
Fazenda Experimental de Mocambinho (FEMO), município de Jaíba, MG
EPAMIG Norte Minas.
MATERIAL E MÉTODO
A coleção de germoplasma de mandioca da EPAMIG Norte de Minas foi
formada com materiais de uma antiga coleção já existente na fazenda, de
materiais fornecidos pela Embrapa Mandioca e Fruticultura, coletados de
agricultores locais e alguns clones obtidos pela Universidade Federal de Lavras
(Ufla).
A metodologia utilizada para extração de DNA foi a de Elias et al. (2004),
com algumas modificações descritas por Siqueira, (2008). Nas reações em
cadeia da polimerase – polymerase chain reaction (PCR), onde ocorre a
amplificação do DNA, foram usados oito primers microssatélites para a cultura
da mandioca. As reações ocorreram em 10,0 μL de solução, contendo uma
concentração de DNA genômico de 10 ng. Aos 3,0 μL de DNA foram
adicionados 7,0 μL de mix de reação, contendo 1μL de tampão 10X, 1μL de
MgCl2, 1μL de desoxinucleotídeos trifosfatos (dNTPs), 0,5 μL de cada primer,
2,8 μL de água ultrapura autoclavada e 0,2 μL (uma unidade) de Taq DNA
polimerase. Durante a amplificação do DNA no termociclador ocorreram as
seguintes etapas: uma desnaturação a 95 °C por 5 minutos, 29 ciclos de
desnaturação a 95 °C por minuto, anelamento específico para o primer por 2
Seminário de Iniciação Científica e Tecnológica, 10., 2013, Belo Horizonte
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minutos e polimerização a 72 °C por 2 minutos, e a extensão final de 5 minutos
a 72 °C. Por fim, foi mantida a temperatura de 4 °C até a retirada das amostras
do termociclador. As amostras foram aplicadas em gel de poliacrilamida 6%,
contendo água ultrapura, Tris borato EDTA (ácido etilenodiamino tetra-acético TBE) 1X, acrilamida 30%, Tetrametiletilenodiamina (TEMED) e persulfato de
amônio. O DNA foi separado em bandas no processo de eletroforese colocado
em solução tampão de TBE 10X por 2 horas. Os fragmentos de DNA
amplificados foram computados como presença (1) e ausência de bandas (0).
Apenas as bandas polimórficas foram utilizadas na avaliação.
O método usado para realizar a análise de agrupamento foi feito com
base na matriz de dissimilaridade Unweighted Pair Group Method with
Arithmetic Mean (UPGMA). Os cálculos foram realizados no Programa Genes.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os oito primers avaliados foram polimórficos e amplificaram um total de
41 alelos com uma média de 5,12 alelos por loco.
Houve uma variação de 1 a 10 alelos por primer e os mais informativos
no agrupamento UPGMA foram os primers GAG–126 e GAG–136. Mühlen et
al. (1999), em estudos da variabilidade genética em etnovariedades de
mandioca avaliadas por SSR, obtiveram 97,96% de primers polimórficos e uma
média geral de 4,5 alelos por loco. Siqueira (2008) encontrou um número
médio de alelos de 2,51.
Neste trabalho foi observado um número superior de alelos e
polimorfismo, provavelmente pela maior divergência genética entre os
genótipos de mandioca avaliados.
O dendograma obtido a partir dos 56 acessos indica alta variabilidade
genética entre eles, tendo observado grande amplitude para o coeficiente de
dissimilaridade de Jaccard, variando de 0,07 a 0,86. Observou-se a formação
de 31 grupos distintos que, de acordo com a linha de corte, foram calculados a
partir da média da matriz de dissimilaridade.
A distância genética mais alta foi observada entre os materiais Cacau e
1168, enquanto a mais baixa foi entre as variedades Paulistinha e Baiana. O
genótipo Barro Vermelho foi o mais divergente entre os grupos.
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EPAMIG. Resumos expandidos
CONCLUSÃO
O marcador SSR serve como uma eficiente ferramenta no estudo da
diversidade e existe alta variabilidade genética entre os acessos de mandioca
avaliados.
AGRADECIMENTO
À Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais
(FAPEMIG), pelo financiamento das pesquisas e pelas bolsas concedidas.
REFERÊNCIAS
ELIAS, M. et al. Genetic diversity of traditional South American landraces of
cassava
(Manihot
esculenta Crantz):
an
analysis
using
microsatellites.
Economic Botany, v.58, n.2, p.242-256, 2004.
FARALDO, M.I.F. et al. Marcadores moleculares em mandioca. In: CEREDA,
M.P. (Coord.). Agricultura: tuberosas amiláceas Latino Americanas. São
Paulo: Fundação Cargill, 2002. v.2, p.100-117.
MÜHLEN, G.S. Avaliação da diversidade genética de etnovariedades de
mandioca (Manihot esculenta Crantz) com marcadores de DNA: RAPD,
AFLP e microssatélite. 1999. 176f. Tese (Doutorado) – Escola Superior de
Agricultura “Luiz de Queiroz”, Universidade de São Paulo, Piracicaba.
SALES FILHO, J.B. de. Caracterização de cultivares de mandioca (Manihot
esculenta Crantz) pela morfologia e padrões isoenzimáticos. 1991. 118f.
Tese (Doutorado em Genética) – Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG.
SIQUEIRA, M.V.B.M. Diversidade genética de etnovariedade de mandioca
(Manihot esculenta Crantz) em áreas de Cerrado no estado do Mato
Grosso do Sul e de variedades comerciais por meio de marcadores
microssatélites. 2008. 88p. Dissertação (Mestrado) ̶ Escola Superior de
Agricultura “Luiz de Queiroz”, Universidade de São Paulo, Piracicaba.