Análise de Mistura Genética em Campos de Multiplicação de

Cerrados
ANÁLISE DE MISTURA GENÉTICA EM CAMPOS DE MULTIPLICAÇÃO
DE SEMENTES DE SOJA COM BASE EM
MARCADORES MOLECULARES
Fábio G. Faleiro; Plínio I. M. Souza; Solange R. M. Andrade; Graciele Bellon; Sérgio Abud,
Claudete T. Moreira; Ferdinando Barbosa; Jõao B. Santos
1
Embrapa Cerrados, CP 08223, 73310-970 Planaltina-DF;
e-mail: [email protected]
Introdução
2
MateriaL e métodos
O programa de melhoramento da soja para o Cerrado realizado na Embrapa, conta com a
participação da Embrapa Cerrados, Embrapa Soja, Centro Tecnológico para Pesquisas
Agropecuárias (CTPA) e Agência Rural. Os materiais desenvolvidos pela pesquisa são testados em
aproximadamente 45 pontos nos Estados de Goiás, Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, Minas Gerais,
Maranhão, Bahia, São Paulo, Rondônia, Roraima, além do Distrito Federal (Figura 1). Muitos pontos
de teste são utilizados na rede de multiplicação de sementes que conta com aproximadamente 40
produtores.
Marcadores moleculares são ferramentas auxiliares com aplicações em diferentes etapas de
programas de melhoramento genético. Uma das aplicações, utilizada neste trabalho, é a
identificação de mistura genética em campos de multiplicação de sementes. Tal mistura foi
verificada no campo de multiplicação da variedade de soja Flora, onde foram observadas plantas
mais tardias, com características fenotípicas idênticas à variedade Pétala.
Objetivo
Analisar uma possível mistura genética em campos de multiplicação de sementes da variedade
Flora pela variedade Pétala, utilizando marcadores RAPD.
Os materiais genéticos analisados no presente trabalho foram a variedade Flora, a variedade Pétala
e as plantas tardias observadas no campo de multiplicação da variedade Flora com características
fenotípicas da variedade Pétala. O DNA genômico de cada material foi extraído e amplificado para
obtenção de marcadores 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 11 primers decâmeros: OPD-04, OPD-07,
OPD-08, OPD-16, OPE-18, OPE-20, OPF-01, OPF-14, OPG-08, OPG-17 e OPH-12. As
amplificações foram aplicadas em gel de agarose (1,2%), corado com brometo de etídio. 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 distâncias genéticas e coeficientes de similaridade entre os diferentes materiais
genéticos, utilizando-se o coeficiente de Nei e Li com o auxílio do Programa Genes (CRUZ, 1997).
Com base na matriz de distâncis, foi realizada uma análise de agrupamento por métodos hierárquicos
utilizando como critério o método do UPGMA (Unweighted Pair Group Method with Arithmetic Mean),
com auxílio do Programa Statistica (STATSOFT Inc., 1999). A Figura 2 ilustra campos de
multiplicação das variedades Flora e Pétala e a metodologia de análise utilizada no presente trabalho.
D
A
B
C
Figura 1. Região do Cerrado e pontos de
teste e de multiplicação de sementes de
soja desenvolvidas pelo programa de
melhoramento genético.
E
Figura 2. Campos de multiplicação de sementes da variedade Pétala (A), Flora (B e C) e metodologia de análise de DNA utilizada no trabalho (D e E).
RESULTADOS
Os 11 primers utilizados nas amplificações geraram um total de 158 marcadores
RAPD, dos quais 66 (41,8%) foram polimórficos. A média de marcadores RAPD por
primer foi de 14,4 (Tabela 1). A Figura 3 ilustra alguns produtos de amplificação
analisados no presente trabalho.
A distância genética entre a variedade Flora e as plantas tardias foi de 0,269,
sendo o coeficiente de similaridade de 0,731 (Tabelas 2 e 3). Tais valores
confirmam a mistura genética no campo de multiplicação de sementes da variedade
Flora.
A distância genética entre a variedade Pétala e as plantas tardias foi de apenas
0,043, sendo o coeficiente de similaridade de 0,957. A distância da entre as
variedades Flora e Pétala foi de 0,221 (Tabelas 2 e 3).
Osvalores de distância, juntamente com as análises de agrupamento
evidenciaram a alta similaridade genética entre a variedade Pétala e as plantas
tardias da mistura genética e a distância destas com relação à variedade Flora
(Figura 4).
Tabela 2. Matriz de distâncias genéticas entre três materiais genéticos
de soja, calculados com base no complemento do coeficiente
de similaridade de Nei e Li, baseado em 158 marcadores
RAPD.
Acessos
1 Flora
2 Mistura (Pétala?)
3 Pétala
1 2 3
1 2 3
1
2
3
0,000
0,269 0,000
0,221 0,043 0,000
1 2 3
Tabela 3. Matriz de coeficientes de similaridade entre três materiais
genéticos de soja, calculados com base no coeficiente de
similaridade de Nei e Li, baseado em 158 marcadores
RAPD.
Acessos
1 Flora
2 Mistura (Pétala?)
3 Pétala
1
2
3
1,000
0,731 1,000
0,779 0,957 1,000
1 2 3
Tabela 1. Primers utilizados para obtenção dos marcadores RAPD e
respectivos número de bandas polimórficas e monomórficas.
Primer
OPD-04
OPD-07
OPD-08
OPD-16
OPE-18
OPE-20
OPF-01
OPF-14
OPG-08
OPG-17
OPH-12
Seqüência 5´®3´
TCTGGTGAGG
TTGGCACGGG
GTGTGCCCCA
AGGGCGTAAG
GGACTGCAGA
AACGGTGACC
ACGGATCCTG
TGCTGCAGGT
TCACGTCCAC
ACGACCGACA
ACGCGCATGT
TOTAL
Nº de bandas Nº de bandas
polimórficas monomórficas
3
6
7
6
10
6
7
7
2
10
2
66
5
3
10
5
6
10
9
10
11
8
15
92
Figura 3. Produtos de amplificação de DNA genômico das variedades Flora (1),
Mistura Pétala? (2) e Pétala (3) utilizando-se os primers decâmeros
OPG17, OPE-20, OPF-14, OPE-18.
CONCLUSões
Figura 4. Análise de agrupamento de três materiais genéticos de soja
com base na matriz de distâncias genéticas calculadas
usando 158 marcadores RAPD. O método do UPGMA foi
utilizado como critério de agrupamento.
Literatura citada
CRUZ, C.D. Programa Genes: aplicativo computacional em genética e estatística. Viçosa: Editora UFV, 1997. 648p.
Os marcadores moleculares confirmaram a mistura genética no campo de multiplicação de
sementes da variedade Flora e mostraram que tal mistura correspondia à variedade Pétala ou um
material F7, F8, etc., extremamente próximo geneticamente da mesma.
FALEIRO, F.G.; PINTO, A.C.Q.; CORDEIRO, M.C.R.; RAMOS, V.H.V.; BELLON, G. ANDRADE, S.R.M.; PINTO, J.F.N.
Genetic variability of mango (Mangifera indica L.) varieties used in Embrapa Cerrados breeding program using RAPD
markers. Acta Horticulturae, The Hague-Holanda. 2004. (in press).
th
STATSOFT Inc. Statistica for Windows [Computer program manual]. Tulsa, OK. StatSoft Inc. 2300 East 14 Street,
Tulsa. 1999.