Divergência genética entre genótipos de coentro com marcadores

MELO, R.A.; MORALES, R.G.F.; BUCSAN, E.E.; COSTA, J.C. RESENDE, L.V.R.; MENEZES, D. 2010. Divergência
Divergência genética entre genótipos de coentro com marcadores RAPD.
genética entre genótipos de coentro com marcadores RAPD. 2010. Horticultura Brasileira 28: S207-S211.
Divergência genética entre genótipos de coentro com marcadores RAPD.
Roberto de Albuquerque Melo1 ; Rafael Gustavo Ferreira Morales2; Eduardo Emerich
Bucsan2; Jose Carlos da Costa3, Luciane Vilela Resende2 ; Dimas Menezes3
1
2
Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ), [email protected], Universidade
3
Federal de Lavras, Lavras (UFLA), MG: [email protected]; [email protected]. Universidade
Federal Rural de Pernambuco, [email protected]
RESUMO
ABSTRACT
O objetivo do presente trabalho foi
avaliar a divergência genética entre 10
cultivares de coentro (Americano, Asteca,
HTV-9299, Palmeira, Português, Santo,
Supéria, Tabocas, Tapacurá e Verdão),
utilizando marcadores moleculares RAPD. A
similaridade média das cultivares foi de 15%
e a cultivar Tapacurá apresentou os menores
valores de similaridade. A maior similaridade
foi entre as cultivares Asteca e Verdão (37
%). O coeficiente de correlação cofenética foi
de r = 0,82, revelando um bom ajuste. O
dendograma dividiu as cultivares em três
grupos, sendo o grupo I composto pelas
cultivares Americano, Asteca, Verdão, HTV9299 e Português; o grupo II composto pelas
cultivares Palmeira, Santo, Supéria e
Tabocas; e o grupo III formado apenas pela
cultivar Tapacurá. Com base na matriz de
similaridade e no dendograma, pode-se inferir
que existe grande diversidade genética entre
as cultivares de coentro e que esses materiais
são promissores para utilização em
programas de melhoramento.
Genetic diversity in coriander
genotypes based on molecular
markers RAPD.
The aim of this study was to evaluate
the genetic divergence of 10 coriander cultivars
(Americano, Asteca, HTV-9299, Palmeira,
Português, Santo, Supéria, Tabocas, Tapacurá
e Verdão) using RAPD markers. The average
similarity of cultivars was 15% and Tapacurá
cultivar showed the lowest similarity values. The
greatest similarity was between cultivars and
Aztec Verdão (37%). The cophenetic correlation
coefficient was r = 0.82, indicating a good fit.
The dendrogram divided the cultivars into three
groups, with group I composed of the cultivars
Americano, Asteca, Verdão, HTV-9299 e
Português; group II composed by Palmeira,
Santo, Supéria e Tabocas; and group III
composed only by cultivar Tapacurá. Based on
the similarity matrix and dendrogram, we can
infer that there is great genetic diversity among
cultivars of coriander and that these materials
are promising for use in breeding programs.
Palavras-chave: Coriandrum sativum L.,
similaridade, melhoramento de plantas.
Keywords: Coriandrum sativum L., similarity,
plant breeding.
No Brasil, o coentro é uma hortaliça cuja importância está associada ao consumo
das folhas empregadas na forma de condimento, especialmente na culinária das regiões
Norte e Nordeste. No entanto, o cultivo e uso dessa folhosa vêm expandindo no Centro-Sul
do país, notadamente naqueles estados onde, nas últimas décadas, formaram-se expressivas
concentrações de imigrantes nordestinos (Wanderley Júnior e Melo, 2003).
Hortic. bras., v. 28, n. 2 (Suplemento - CD Rom), julho 2010
S 207
Divergência genética entre genótipos de coentro com marcadores RAPD.
Poucas cultivares de coentro estão disponíveis aos produtores e em algumas regiões
cultivam-se materiais locais, de procedência desconhecida, com as sementes produzidas
pelos próprios agricultores, com baixo nível tecnológico (Pereira et al., 2005). Essas cultivares
tradicionais estão gradativamente sendo substituídas por cultivares melhoradas, que
apresentam melhor desempenho agronômico. Contudo, para o sucesso de um programa de
melhoramento é necessário conhecer o germoplasma disponível.
Diversos estudos podem ser utilizados para avaliar a diversidade genética de uma
espécie, variando em função da praticidade de uso, custos e repetibilidade dos resultados.
Os caracteres morfológicos são comumente utilizados para estudos de diversidade genética,
porém, apresentam baixa repetibilidade devido ao efeito ambiental. Marcadores baseados
em DNA apresentam a vantagem de não sofrerem com os efeitos ambientais, aliando
praticidade e confiabilidade ao baixo custo. Entre os marcadores moleculares, o RAPD
(Random Amplified Polymorphic DNA), proposto por Williams et al. (1990), tem sido muito
empregado no estudo de divergência genética nos últimos anos. Contudo, para o coentro
existem poucos estudos nesse sentido. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a
divergência genética entre 10 cultivares brasileiras de coentro por meio dos marcadores
moleculares RAPD.
MATERIAL E MÉTODOS
O trabalho foi desenvolvido em Laboratório, no Estado de Pernambuco, em latitude
de 8°54’47’’S, longitude de 34°54’47’’W e altitude de 6 metros. Foram utilizados dez cultivares
de coentro: Americano, Asteca, HTV-9299, Palmeira, Português, Santo, Supéria, Tabocas,
Tapacurá e Verdão.
O DNA foi extraído de folhas jovens que não estavam completamente expandidas. O
método de extração foi baseado no protocolo proposto por Ferreira e Grattapaglia (1998). O
DNA foi quantificado em gel de agarose 0,9%, na presença do marcador de massa molecular
-1
conhecida lambda 50 ng. A concentração de cada amostra foi padronizada para 20 ng ìL .
Foram testados em duas cultivares 40 primers decâmeros da “Operon Technologies”,
selecionando apenas os 20 de maior polimorfismo para a análise final dos dados. As reações
de amplificação foram feitas em volume final de 15 ìL, contendo tris-HCl 10 Mm (pH 8,0), KCl
50 mM, MgCl 2,0 mM, 100 ìM de cada um dos dNTP, 20ìM de primer, uma unidade de Taq
polymerase e 20 ng de DNA. A amplificação foi feita com aquecimento inicial de cinco minutos
o
o
a 94 C para desnaturação inicial e, a seguir, 35 ciclos de um minuto a 94 C, um minuto a
o
o
o
34 C e um minuto a 72 C, seguida de cinco minutos a 72 C para a completa extensão de
todas as cadeias complementares. Os fragmentos de DNA amplificados foram separados
por eletroforese em gel de agarose 2,0 % (p/v) em tampão TBE (50 mM de Trisma base, 50
mM de ácido bórico e 2,5 mM de EDTA sódico) a 100 V. O marcador 100 pb DNA Ladder foi
utilizado como padrão para estimar o tamanho dos fragmentos. Após a eletroforese, os géis
foram corados com SyBr Gold (1X) e fotografados sob luz UV com foto documentador digital
Vilber Loumat.
Os produtos das amplificações foram tabulados como presença (1) e ausência (0) de
bandas para os dez genótipos. A similaridade entre todos os genótipos foi calculada pelo
coeficiente de Jaccard. O cálculo da similaridade foi feito utilizando o programa computacional
Hortic. bras., v. 28, n. 2 (Suplemento - CD Rom), julho 2010
S 208
Divergência genética entre genótipos de coentro com marcadores RAPD.
NTSYS pc2.1 (Rohlf, 2000) o qual gerou a matriz de similaridade genética entre todos os
genótipos. Para construção do dendrograma, a partir da matriz, foram gerados grupos pelo
método da média aritmética não ponderada UPGMA (Unweighted pair Group Method with
Arithmetic Average), com 1000 simulações expressos na forma de um dendrograma com o
auxílio do programa WinBoot. Para a verificação do ajuste, entre a matriz de similaridade e
o dendrograma, foi calculado o coeficiente de correlação cofenética (r) (Sokal e Rohlf, 1962).
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Dos 20 primer’s RAPD testados, 13 mostraram-se altamente polimórficos, gerando
91 bandas cujos fragmentos variam de 600 a 2070 pb. Os primers OPN09 e OPA214 foram
os menos e mais polimórficos, com 1 banda e 12 bandas, respectivamente.
A similaridade média das cultivares de coentro foi de 15 %, valores muito baixos quando
comparados com outras culturas. A cultivar Tapacurá apresentou os menores valores, apresentando
100 % de dissimilaridade com as cultivares Americano, HTV-9299, Português e Supéria (Tabela 1).
Por outro lado, o maior valor de similaridade foi entre as cultivares Asteca e Verdão (37 %).
O coeficiente de correlação cofenética entre a matriz de similaridade de Jaccard e a
matriz cofenética foi de r = 0,82, revelando um bom ajuste entre a representação gráfica das
distâncias e a sua matriz original (Rohlf, 2000), possibilitando a realização de inferências por
meio da avaliação visual do dendograma. Segundo Lapointe e Legendre (1992), o melhor
ajuste é encontrado quando os valores de r são superiores a 0,9; porém, valores superiores
a 0,7 já são significativos para a análise em questão.
O dendograma dividiu as cultivares em três grupos, utilizando como ponto de corte a
similaridade média entre as cultivares (15 %). O grupo I foi composto pelas cultivares
Americano, Asteca, Verdão, HTV-9299 e Português. A presença das cultivar Verdão e HTV9299 no mesmo grupo já era esperada, pois a cultivar Verdão é uma das genitoras da HTV9299. As cultivares Asteca e HTV-9299 apresentaram elevada similaridade em relação às
demais cultivares (26 %), sendo que as mesmas apresentam diversas características
peculiares em comum, como presença de antocianina, comprimento médio da quinta folha,
relação comprimento largura dos cotilédones (Melo et al., 2009a). As cultivares Verdão e
Português presentes no grupo I são tradicionalmente cultivadas no nordeste e sudeste,
respectivamente. A cultivar Verdão foi selecionada pela empresa Hortivale dentro de
populações locais do Piauí, Ceará e Pernambuco. Por outro lado, a cultivar Português é
oriunda de Portugal e não se sabe ao certo se existe parentesco entre as mesmas.
O grupo II é composto pelas cultivares Palmeira, Santo, Supéria e Tabocas. As cultivares
Santo e Supéria apresentaram 23 % de similaridade, sendo que as mesmas apresentam
comportamentos agronômicos muito parecidos, como, por exemplo, o início do pendoamento
(Melo et al., 2009a). Existem poucas informações em relação às cultivares desse grupo,
podendo vincular a sua formação ao compartilhamento de genes de ancestrais comuns
mais distantes, o que explicaria a similaridade genética existente para a formação do grupo.
O grupo III é formado apenas pela cultivar Tapacurá (Figura 1). O fato da cultivar
Tapacurá ter apresentado a maior distância genética em relação às outras cultivares pode
estar relacionado com a sua origem, sendo esse genótipo oriundo de seleção dentro de
materiais indianos (Melo et al., 2009b).
Hortic. bras., v. 28, n. 2 (Suplemento - CD Rom), julho 2010
S 209
Divergência genética entre genótipos de coentro com marcadores RAPD.
Pelos valores de similaridade obtidos nas análises é possível afirmar que existe elevada
divergência genética entre as cultivares em estudo. Estes resultados serão úteis para o
entendimento da base genética das cultivares de coentro e também servirão de subsídios
para a futura implantação de um programa de melhoramento visando o desenvolvimento de
cultivares adaptadas às condições de solo e clima do Brasil.
AGRADECIMENTOS
À FAPEMIG pelo auxílio financeiro e concessão de bolsas; a UFRPE e UFLA pela
infra-estrutura.
À Hortivale Sementes pela cessão do material genético.
REFERÊNCIAS
FERREIRA ME; GRATTAPAGLIA D. 1998. Introdução ao uso de marcadores moleculares
em análise genética. 3ed. Brasília: EMBRAPA/CENARGEN, 220 p.
LAPOINTE FJ; LEGENDRE P. 1992. Statistical significance of the matrix correlation coefficient
for comparing independent phylogenetic trees. Systematic Biology 41:378-384.
MELO RA; MENEZES D; RESENDE LV; WANDERLEY JÚNIOR LJG; MELO PCT; SANTOS
VF. 2009a. Caracterização morfológica de genótipos de coentro. Horticultura Brasileira 27:
371-376.
MELO RA; MENEZES D; RESENDE LV; WANDERLEY JÚNIOR LJG; SANTOS VF;
MESQUITA JCP; MAGALHÃES AG. 2009b. Variabilidade genética em progênies de meiosirmãos de coentro. Horticultura Brasileira 27: 325-329.
PEREIRA RS; MUNIZ MFB; NASCIMENTO WM. 2005. Aspectos relacionados à qualidade
de sementes de coentro. Horticultura Brasileira 23:703-706.
ROHLF FJ. 2000. NTSYS-PC Numerical taxonomy and multivariate analysis system. Version
2.1. Manual. Applied Biostatistics, New York, USA.
SOKAL RR; ROHLF FJ. 1962. The comparison of dendrograms by objective methods.
Taxonomy 11: 30-40.
WANDERLEY JR LJG; MELO PCT. 2003. Tapacurá: nova cultivar de coentro adaptada às
condições subtropicais do Brasil. Horticultura Brasileira, v.21, Suplementos CD-Rom, Julho.
WILLIAMS JG; KUBELIK AR; LIVAK KJ; RAFALSKI LA; TINGEY SV. 1990. DNA polymorphism
amplified by arbitrary primers are useful as genetic markers. Nucleic Acids Research 18:65316535.
Hortic. bras., v. 28, n. 2 (Suplemento - CD Rom), julho 2010
S 210
Divergência genética entre genótipos de coentro com marcadores RAPD.
Asteca
HTV-9299
Palmeira
Português
Santo
Supéria
Tabocas
Tapacurá
Asteca
HTV-9299
Palmeira
Português
Santo
Supéria
Tabocas
Tapacurá
Verdão
Americano
Tabela 1. Matriz de similaridade genética entre 10 cultivares de coentro, com base em dados
de marcadores moleculares RAPD, calculados com base no coeficiente de Jaccard.
0,23
0,14
0,10
0,09
0,04
0,04
0,11
0,00
0,19
0,26
0,17
0,17
0,13
0,10
0,07
0,22
0,37
0,22
0,21
0,14
0,10
0,08
0,00
0,25
0,17
0,36
0,13
0,16
0,09
0,08
0,13
0,21
0,16
0,00
0,25
0,23
0,29
0,08
0,14
0,33
0,00
0,14
0,10
0,11
0,08
Figura 1. Dendograma de similaridade genética entre 10 cultivares de coentro, obtido a partir de marcadores
RAPD, utilizando o método UPGMA. A linha pontilhada indica o ponto de corte com base na similaridade
média calculada de 15 %.
Hortic. bras., v. 28, n. 2 (Suplemento - CD Rom), julho 2010
S 211