Variabilidade genética entre acessos de batata

ANDRADE, LNT; NUNES, MUC; PINHEIRO, LR; SANTOS, ARF; SILVA, AVC; AMORIM,
JA; FEITOSA, RB. 2011. Variabilidade genética entre acessos de batata-doce de película e polpa
com cores variadas. Horticultura Brasileira 29: S39-S44
Variabilidade genética entre acessos de batata-doce de película e polpa com
cores variadas
Luzia Nilda Tabosa Andrade1; Maria Urbana Corrêa Nunes2; Lucas Rezende Pinheiro2;
Allivia Rouse Ferreira dos Santos3; Ana Veruska Cruz da Silva2; Julie Anne Amorim2;
Rosana Barroso Feitosa2
1
EMDAGRO-Empresa de Desenvolvimento Agropecuário de Sergipe. Aracaju, Sergipe, Brasil, CEP 49.080.190
Embrapa Tabuleiros Costeiros. Aracaju, Sergipe, Brasil, CEP 49025-040. [email protected].
[email protected]. [email protected]. [email protected]. [email protected].
[email protected].
3
Universidade de Santiago de Compostela. Departamento de Producción Vegetal. Lugo, Espanha, Caixa Postal 27002.
[email protected]
2
RESUMO
A
batata-doce
(Ipomoea
batatas
Lam.)
Os acessos avaliados indicam que o Banco
constitui uma rica fonte de nutrientes para
Ativo
alimentação humana e animal. No Estado de
de Germoplasma de batata-doce da
Sergipe, a produção da batata-doce é de 37mil
toneladas/ano.
Costeiros
A
possui
Germoplasma
Embrapa
um
(BAG)
Banco
dessa
Tabuleiros
Embrapa Tabuleiros Costeiros apresenta alto
Ativo
de
nível de diversidade genética.
espécie
no
município de Umbaúba (Sergipe). O objetivo
PALAVRAS-CHAVE:
do trabalho foi analisar a diversidade genética
Sergipe, Ipomoea batatas Lam.
entre 20 acessos de película e polpa com
ABSTRACT
cores
BAG pertencente a
Genetic variability among accessions of
Embrapa Tabuleiros Costeiros. A extração do
sweet-potato with peel and pulp in assorted
DNA
colors
variadas
foi
do
feita
pelo
método
Fenol-
BAG,
RAPD,
de
The sweet potato (Ipomoea batatas Lam.) is a
RAPD foram utilizados, quais geraram um
rich source of nutrients for food and feed. In
total de 50 fragmentos, todos polimórficos. A
the state of Sergipe (Brazil), the production of
similaridade genética, medida pelo índice de
sweet potato is 37mil tonnes/year. The
Jaccard, variou entre 0, 172 e 0, 741. A partir
Embrapa
do dendrograma gerado pelo método UPGMA
Germplasm Bank (BAG) of this species in
foi possível a identificação de três grupos. A
Umbaúba city (Sergipe). The objective was to
técnica RAPD foi eficiente para identificar a
analyze the genetic diversity between 20
variabilidade e a distância genética entre os
accessions with peel and pulp in assorted
acessos de película e polpa de cores variadas.
colors from BAG. DNA extraction was made
Clorofórmio,
nove
oligonucleotideos
Hortic. bras., v.29, n. 2 (Suplemento - CD ROM), julho 2011
Tabuleiros
Costeiros
has
a
S39
ANDRADE, LNT; NUNES, MUC; PINHEIRO, LR; SANTOS, ARF; SILVA, AVC; AMORIM,
JA; FEITOSA, RB. 2011. Variabilidade genética entre acessos de batata-doce de película e polpa
com cores variadas. Horticultura Brasileira 29: S39-S44
using Phenol-Chloroform, nine primers of
accessions with peel and pulp in assorted
RAPD
were
used.
We
accounted
50
colors. The BAG of sweet potato from
fragments, all polymorphic. The genetic
Embrapa Tabuleiros Costeiros shows high
similarity as measured by the Jaccard index,
genetic variability and the accessions may be
and we observed a ranged between 0.172 and
promising to recommend use in breeding
0.741. From the dendrogram, generated by
programs of the species.
UPGMA method, we identified three groups.
RAPD technique was effective to identify, to
Keywords: BAG, RAPD, Sergipe, Ipomoea
measure
batatas Lam.
the
genetic
distance
between
A batata-doce (Ipomoea batatas (L.) Lam.) é uma dicotiledônea da família convolvulaceae.
Acredita-se que surgiu na América tropical, e o centro de diversidade está na região noroeste da
América do Sul, faixa compreendida entre a península de Yucatán, no México, e a foz do rio
Orinoco, na Venezuela. A batata-doce é uma hortaliça rústica, adapta-se as mais variadas regiões e
climas do globo terrestre, desde ao nível do mar até 3000m de altitude, regiões de clima temperado,
subtropical, tropical e até desértico, e com solos pobres em nutrientes. Apesar de sua origem ser as
Américas, atualmente os maiores produtores mundiais são os países asiáticos, como China,
Indonésia, Índia e Japão, dentre estes a China produz 89,9% da produção mundial. O Estado de
Sergipe apresenta uma produção de 37.000 toneladas/ano em uma área de 3.600 hectares de cultivo
sendo produzido principalmente por pequenos agricultores.
As variedades que apresentam coloração laranja em seus tubérculos apresentam elevada
concentração de betacaroteno, que convertido pelo organismo a vitamina A, torna-se um excelente
antioxidante, e também apresenta alto teor de vitamina E (Fonseca et al., 2008). Em Sergipe, há o
Banco de Germoplasma (BAG) da Embrapa Tabuleiros Costeiros, onde apresenta cultivares com
produção de 31 t/ha (Nunes et al, 2009). Algumas cultivares inclusive foram desenvolvidas na
própria região em associação com produtores locais.
Contudo, é essencial a caracterização dos seus acessos de um BAG, tanto morfologicamente como
geneticamente, a fim de promover informações para futuros projetos de melhoramento. A avaliação
da diversidade genética entre os acessos de um BAG resulta em informações de potenciais genitores
a serem utilizados em programas de melhoramento, possibilita a identificação de duplicatas e o
intercâmbio de germoplasma entre pesquisadores e, de acordo com Nass (2007), constituem formas
de conciliar os esforços da conservação da agrobiodiversidade com o desenvolvimento sustentável.
A caracterização genética detecta diferenças na seqüência de DNA e quantifica a diversidade.
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ANDRADE, LNT; NUNES, MUC; PINHEIRO, LR; SANTOS, ARF; SILVA, AVC; AMORIM,
JA; FEITOSA, RB. 2011. Variabilidade genética entre acessos de batata-doce de película e polpa
com cores variadas. Horticultura Brasileira 29: S39-S44
Vários marcadores moleculares estão disponíveis para este tipo de estudo, como os marcadores tipo
RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA) (Ferreira & Grattapaglia, 1998).
Com base no exposto o objetivo da presente pesquisa consiste em de mensurar a distância genética
entre 20 acessos de batata-doce do Banco Ativo de Germoplasma da Embrapa Tabuleiros Costeiros.
MATERIAL E MÉTODOS
O presente trabalho foi realizado no Laboratório de Biologia Molecular, da Embrapa Tabuleiros
Costeiros (CPATC), Aracaju, Sergipe. Foram analisados 20 acessos de batata-doce de película e
polpa com cores variadas (Tabela 1) presentes no Banco Ativo de Germoplasma no Campus
Experimental da Embrapa Tabuleiros Costeiros, localizado no município de Umbaúba (Sergipe).
O DNA genômico foi extraído de 100mg de tecido vegetal jovem pelo método Fenol-Clorofórmio
de acordo com o protocolo de Sharma et al., (2008). A concentração e qualidade de cada amostra de
DNA foi estimada em gel de agarose por comparação com padrões gerados pelo marcador de peso
molecular de 1Kb.
As reações de amplificação do DNA foram realizadas em um volume total de 20 uL contendo 2uL
do DNA genômico, 0,4 mM de primer; 0,2 mM de dNTPs; 1,0 unidade de Taq polymerase; 10 mM
de Tris-HCl (pH 8,0); 1,5 mM de MgCl2 e 50 mM de KCl.
Foram utitilizados nove
oligonucleotideos (Tabela 2). O programa utilizado na amplificação consistiu de uma desnaturação
a 96°C por 5 minutos, seguidos de 35 ciclos constando de uma desnaturação a 94°C por 45
segundos, anelamento a 36°C por 45 segundos e extensão a 72°C por 45 segundos, seguidos de uma
extensão final a 72°C por 10 minutos.
O padrão eletroforético de cada oligonucleotídeo utilizado foi codificado em uma base binária, onde
a presença foi representada por "1", e a ausência por "0", e calculado a similaridade genética de
Jaccard. Os acessos foram agrupados pelos métodos UPGMA com base na matriz de similaridade
para obtenção do dendrograma.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
O polimorfismo observado para o marcador RAPD neste trabalho foi alto, os 9 iniciadores
utilizados geraram 50 bandas(Tabela 2) sendo 100% polimórficas.
Considerou-se que a técnica do RAPD foi eficiente para acessar a variabilidade genética dos
acessos do BAG de batata-doce, conforme constatado em outros trabalhos com a cultura
(Thompson et al., 1997; Gichuki et al., 2003; He et al., 2006).
O alto nível de diversidade constatado nos acessos de batata-doce pode estar associado a mutações
espontâneas muito comuns na espécie, seleção, fatores geográficos e ambientais, o que torna a
espécie um importante recurso genético (He et al., 2006).
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com cores variadas. Horticultura Brasileira 29: S39-S44
Por intermédio do Índice de Jaccard foi possível constatar que os genótipos mais distantes foram os
acesso 24P40 e a cultivar Beauregard, enquanto os acessos 1219, 1194 foram considerados os mais
próximos. A similaridade de Jaccard entre os 20 acessos de película e polpa com cores variadas,
apresentou uma variação de 0,172 a 0,741 (Figura1).
A técnica RAPD foi eficiente para identificar a variabilidade e a distância genética entre os acessos
de película e polpa de cores variadas. Os acessos avaliados indicam que o Banco Ativo de
Germoplasma de batata-doce da Embrapa Tabuleiros Costeiros apresenta alto nível de diversidade
genética.
AGRADECIMENTOS
Os autores agradecem a Embrapa Tabuleiros Costeiros, Emdagro, Capes.
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análise genética. Brasília, DF: Embrapa/CENARGEN, 1998. 220p.
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diferentes colorações de polpa em sistema de produção orgânico em Sergipe. Aracaju; Embrapa
Tabuleiros Costeiros, 2009, 16p (Boletim de Pesquisa/Embrapa Tabuleiros Costeiros).
Hortic. bras., v.29, n. 2 (Suplemento - CD ROM), julho 2011
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ANDRADE, LNT; NUNES, MUC; PINHEIRO, LR; SANTOS, ARF; SILVA, AVC; AMORIM,
JA; FEITOSA, RB. 2011. Variabilidade genética entre acessos de batata-doce de película e polpa
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SILVA, JBC; LOPES, CA; MAGALHÃES, JS. 2002. Cultura da batata-doce. In: Cereda, M. P.
Agricultura: tuberosas amiláceas latino americanas. São Paulo: Cargill. 2:449-503.
SHARMA, K; MISHRA, A K; MISRA, RS. 2008. A simple and efficient method for extraction of
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THOMPSON, PG; HONG, LL; UKOSKIT, K; ZHU, Z. 1997. Genetic linkage of random amplified
polymorphic DNA (RAPD) markers in sweet potato. Journal of the American Society for
Horticultural Science, 122:79-82.
Tabela 1. Características morfológicas de cor observadas em 20 acessos presentes no Banco Ativo
de Germoplasma no Campus Experimental da Embrapa Tabuleiros Costeiros, no município de
Umbaúba (Sergipe).
Acesso
24P40
P3
1208
1197
1194
1203
1204
P7
1193
Beauregard
Cor
Película
Polpa
Roxa
Rosa
Roxa
Rosa
Laranja
Rosa
Roxa
Creme
Roxa
Rosa
Laranja
Creme
Branca
Creme
Laranja
Creme
Creme
Creme
Laranja
Laranja
Acesso
1231
1229
1223
1219
1220
1221
1232
1230
1226
1234
Cor
Película
Polpa
Roxa
Roxa
Rosa
Roxa
Roxa
Roxa
Roxa
Roxa
Rosa
Rosa
Creme
Creme
Creme
Creme
Amarelo
Creme
Creme
Creme
Creme
Branca
Tabela 2. Oligonucleotideos utilizados para avaliar a diversidade genética entre 20 acessos de
película e polpa com cores variadas presentes no Banco Ativo de Germoplasma no Campus
Experimental da Embrapa Tabuleiros Costeiros (Umbaúba, Sergipe).
Oligonucleotídeo
Sequência
A02
5' - TGCCGAGCTG - 3'
A04
5' - AATCGGGCTG - 3'
A08
5' - GTGACGTAGG - 3'
A09
5' - GGGTAACGCC - 3'
A19
5' - CAAACGTCGG - 3'
IDT09
5' - CCCAAGGTCC - 3'
IDT17
5' - ACCTGGACAC - 3'
K20
5' - GTGTCGCGAG - 3'
W4
5' - CAGAAGCGGA - 3'
Total de Fragmentos
NB1
3
5
3
5
5
7
10
8
4
50
1 – Número de bandas
Hortic. bras., v.29, n. 2 (Suplemento - CD ROM), julho 2011
S43
ANDRADE, LNT; NUNES, MUC; PINHEIRO, LR; SANTOS, ARF; SILVA, AVC; AMORIM,
JA; FEITOSA, RB. 2011. Variabilidade genética entre acessos de batata-doce de película e polpa
com cores variadas. Horticultura Brasileira 29: S39-S44
Figura 1. Dendrograma gerado pelo coeficiente de similaridade de Jaccard e agrupamento UPGMA
para 20 acessos de película e polpa com cores variadas presentes no Banco Ativo de Germoplasma
no Campus Experimental da Embrapa Tabuleiros Costeiros, no município de Umbaúba (Sergipe).
Hortic. bras., v.29, n. 2 (Suplemento - CD ROM), julho 2011
S44