Caracterização morfológica e molecular de matrizes selecionadas

CARACTERIZAÇÃO MORFOLÓGICA E MOLECULAR DE
MATRIZES SELECIONADAS DA ESPÉCIE DE MARACUJAZEIRO
SILVESTRE Passiflora cincinnata
Kenia Gracielle da Fonseca1; Fábio Gelape Faleiro2; Herbert Cavalcante de Lima2; Francisco Pinheiro de Araújo3;
Susan Araya4; Ana Maria Costa2
1Doutoranda
em Agronomia – UnB/Brasília-DF/Brasil. Bolsista CAPES – email: [email protected]; 2Pesquisadores - Embrapa Cerrados/Planaltina-DF/Brasil. 3Pesquisador - Embrapa
Semiárido/Petrolina-PE/Brasil; 4Doutoranda em Agronomia – UnB/Brasília-DF/Brasil
Introdução
Resultados e Discussão
A espécie de maracujazeiro silvestre Passiflora cincinnata é amplamente
distribuída nas regiões Centro-Oeste e Nordeste, além do Estado de Minas Gerais.
Muitos acessos dessa espécie são resistentes à antracnose, toleram bem à seca e
ao fogo e apresentam boa conservação pós-colheita (BRAGA et al., 2006).
Os descritores morfológicos botânicos são importantes para a caracterização de
espécies, além de serem requisitos básicos para o registro e proteção de cultivares
no Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA). O Serviço Nacional
de Proteção de Cultivares (SNPC-MAPA) publicou em 2008, uma lista de 33
descritores para espécies silvestres e híbridos interespecíficos do gênero Passiflora
(MAPA, SNPC, 2014). A caracterização molecular utilizando marcadores do DNA
também é uma importante alternativa para complementar a caracterização
morfológica, uma vez que é possível gerar grande número de polimorfismos sem
interferência ambiental (FALEIRO, 2007).
Foram obtidos os 33 descritores para as plantas 1, 5 ,8, 10 e 12; 32 descritores
para a planta 11; 30 descritores para as plantas 2, 3, 4, 7 e 9; e 11 descritores para a
planta 6 (dados não apresentados). Com base nesses descritores morfológicos
obtidos foi possível observar que os acessos 2 e 4 são iguais quanto à classificação
categórica dos descritores e que o acesso 6 é o que apresenta a maior distância
genética em relação aos demais (Figuras 3 e 4). Araújo et. al (2008) também
relataram divergência genética em um estudo com base em 23 descritores
morfoagronômicos em 32 acessos de Passiflora cincinnata em Petrolina-PE. Em
relação aos marcadores moleculares, foram gerados 110 marcadores RAPD e 154
marcadores ISSR, os quais foram transformados em dados binários. Verificou-se que
os coeficientes de dissimilaridade genética foram próximos de zero, sendo que os
acessos 7 e 9 foram os mais divergentes (Figuras 3 e 4). Cerqueira-Silva et al.
(2010) evidenciaram grande variabilidade genética entre 32 genótipos de Passiflora
cincinnata provenientes da região de Vitória da Conquista-BA, utilizando marcadores
RAPD. As distâncias mínimas e máximas variaram de 0,20 a 0,85; distâncias maiores
às encontradas neste trabalho de 0,07 a 0,31 em RAPD e 0,16 a 0,36 em ISSR.
Objetivo
O objetivo do presente trabalho foi realizar a caracterização morfológica e
molecular de 12 matrizes selecionadas de P. cincinnata.
Material e Métodos
No ano de 2013, foram caracterizadas 12 matrizes de Passiflora cincinnata de
um experimento instalado na Embrapa Cerrados (Planaltina-DF). Essa
caracterização morfoagronômica foi baseada em 33 características qualitativas e
quantitativas categóricas, as quais foram utilizadas para estimar a distância genética
entre os acessos utilizando análise de correspondência simples que permite explorar
um conjunto de dados multivariados de “n” indivíduos avaliados em “p” variáveis
categóricas. Quatro dessas 33 características estão ilustradas na Figura 1.
A caracterização molecular foi realizada no Laboratório de Genética e Biologia
Molecular da Embrapa Cerrados, DF. Folhas em estágio de maturação das 12
matrizes foram coletadas e o DNA genômico extraído utilizando-se o método CTAB
com algumas modificações (FALEIRO et al. 2003). Amostras de DNA de cada
material genético foram amplificadas para obtenção de marcadores RAPD e ISSR.
Foram utilizados nove primers decâmeros para RAPD e sete primers para ISSR. Os
marcadores RAPD e ISSR gerados foram convertidos em uma matriz de dados
binários, a partir da qual estimou-se as distâncias genéticas entre as diferentes
matrizes com base no complemento do coeficiente de similaridade de Nei e Li
(1979), utilizando-se o Programa Genes (CRUZ, 1997). A matriz de distâncias
genéticas foi utilizada para realizar análises de agrupamento por meio de
dendrograma, utilizando-se o método do UPGMA (Unweighted pair-group arithmetic
average) como critério de agrupamento, e a dispersão gráfica baseada em escalas
multidimensionais usando o método das coordenadas principais, com auxílio do
Programa SAS (SAS INSTITUTE INC.,1989) e Statistica (STATSOFT INC., 1999). A
Figura 2 ilustra as etapas envolvidas na obtenção e análises de marcadores
moleculares.
c
b
a
d
Figura 1. Características avaliadas: a) divisão do limbo foliar: pentalobada; b) forma do fruto: arredondada; c)
coloração predominante no perianto: roxa; d) teor de sólidos solúveis totais.
(a)
(b)
(c)
Figura 3. Análise de agrupamento envolvendo os 33 descritores (a), marcadores RAPD (b) e marcadores ISSR (c) de 12
matrizes de Passiflora cincinnata com base na matriz de distâncias genéticas calculadas utilizando-se 110 marcadores
RAPD (b) e 154 marcadores ISSR (c). O métodos UPGMA foi utilizado como critério de agrupamento.
(a)
(b)
(c)
Figura 4. Dispersão gráfica em 2 dimensões dos 33 descritores (a), marcadores RAPD (b) e marcadores ISSR (c) de 12
matrizes de Passiflora cincinnata, com base na matriz de distâncias genéticas calculadas utilizando-se 110 marcadores RAPD
(b) e 154 marcadores ISSR (c).
Conclusões
Verificou-se a utilidade e a complementariedade dos descritores morfológicos e
marcadores moleculares no estudo de variabilidade genética de Passiflora
cincinnata. Quanto aos descritores morfológicos, alguns materiais foram mais
divergentes e outros mesmo sendo de polinização aberta apresentaram a mesma
classificação categórica.
Referências
ARAÚJO, F.P.; SILVA, N.; QUEIROZ. M.A. Divergência genética entre acessos de Passiflora cininnata Mast com base em
descritores morfoagronômicos. Revista Brasileira de Fruticultura, Jaboticabal-SP, v.30, n.3, p.772-730. 2008.
BRAGA, M.F. et al. Maracujá-do-cerrado. In: VIEIRA, R.F. et al. Frutas nativas da região Centro-Oeste. Embrapa Recursos
Genéticos e Biotecnologia, Brasília, 2006, p. 216-233
CERQUEIRA-SILVA, C.B.M.; CONCEIÇÃO, L.D.H.C.S.; SANTOS, E.S.L.; CARDOSO-SILVA, C.B.; PEREIRA, A.S.; OLIVEIRA, A.C.;
CORRÊA, R.X Genetic variability in wild genotypes of Passiflora cincinnata based on RAPD markers. Genetics and Molecular
Research 9 (4): 2421-2428. 2010.
ETAPAS
1. Extração do DNA
2. Amplificação via PCR
3. Eletroforese
4. Fotodocumentação
5. Análises
CRUZ, C.D. Programa genes: aplicativo computacional em genética e estatística. Viçosa: UFV. 1997. 442p.
1
2
FALEIRO, F.G. Marcadores genético-moleculares aplicados aos programas de conservação e uso de recursos genéticos.
Planaltina, DF: Embrapa Cerrados, 2007. 102p. il.
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. 6p. (Embrapa Cerrados. Comunicado Técnico, 92).
MAPA. Proteção de cultivares. Disponível em: http://www.agricultura.gov.br/vegetal/registros-autorizacoes/protecao-cultivares.
Consultado em 19 de agosto de 2014.
5
4
Figura 2. Etapas da obtenção e análises de marcadores moleculares do DNA.
3
NEI, M.; LI, W.H. Mathematical model for studying genetic variation in terms of restriction endonucleases. Proceedings of the
National Academy of Science of the United States of America, Washington, v.76, n, 10, p.5269-5273, 1979.
SAS INSTITUTE INC. 1989. SAS/STAT user’s guide. Version 6, 4 ed. SAS Institute, North Caroline, Cary, 1989.
STATSOFT INC. Statistica for Windows [Computer program manual] Tulsa, OK. StatSoft Inc. 2300 East 14th Street, Tulsa. 1999.