UFV - Teses

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Diversidade genética, ganhos com seleção e seleção genômica ampla na espécie Coffea canephora
(Universidade Federal de Viçosa, 2017-07-31) Alkimim, Emilly Ruas; Caixeta, Eveline Teixeira; Silva, Felipe Lopes da; Resende, Marcos Deon Vilela de
A presença de variabilidade genética associada a estratégias mais eficientes de seleção são imprescindíveis para se obter sucesso nos programas de melhoramento. Nesse sentido, o uso de marcadores moleculares em estudos de diversidade, bem como a seleção baseada em dados fenotípicos por meio do uso de procedimentos genético-estatísticos mais refinados têm se mostrado ferramentas úteis nos programas de melhoramento. Além disso, com o avanço das plataformas de NGS (Next Generation Sequencing), um novo método de seleção, que visa utilizar dados fenótipos e moleculares, denominado Seleção Genômica Ampla foi proposto. O objetivo do trabalho foi identificar marcadores SNP (Single Nucleotide Polymorphism) e validá-los em estudos de diversidade genética; estimar os parâmetros genéticos e os ganhos com a seleção utilizando a metodologia de modelos mistos (REML/BLUP); aplicar o princípio da GWS (Genome Wide Selection) e avaliar sua eficiência em população de C. canephora. A população em estudo, inicialmente, foi composta por 72 genótipos nos quais os marcadores SNP foram identificados e validados. A seleção fenotípica, por meio do procedimento REML/BLUP, foi realizada em 192 genótipos de cafeeiros. Por fim, a população avaliada por meio da GWS foi composta por 165 genótipos. Utilizando a plataforma de sequenciamento da empresa RAPiD Genomics foram identificados 117.450 SNP em 72 indivíduos de C. canephora. Após análises de qualidade, 33.485 SNP foram selecionados e validados em análises de diversidade e estrutura genética de populações. Os marcadores foram eficientes na avaliação da diversidade e estrutura genética de C. canephora e com base em nessas análises foi possível selecionar possíveis cruzamentos promissores dentro e entre os grupos varietais e Híbridos geneticamente mais distantes. Com base nas análises utilizando o método REML/BLUP foi possível selecionar genótipos Conilon e Robusta promissores por serem geneticamente divergentes pela análise de agrupamento e por proporcionarem ganhos elevados com a seleção. Estes podem ser intercruzados para obter cultivares dentro de cada grupo varietal e/ou como genitores em cruzamentos interpopulacionais. Além disso, foi possível selecionar famílias híbridas que se destacaram nas análises. Estas podem ser testadas em diferentes regiões e as promissoras utilizadas como variedade propagada por semente. As famílias híbridas selecionadas podem também ser intercruzadas (cruzamento intrapopulacional) para avanço da seleção recorrente. Por fim, a GWS mostrou-se ferramenta útil para o melhoramento de C. canephora, por predizer com alta acurácia os valores genéticos genômicos dos indivíduos e possibilitar a redução no tempo necessário para completar o ciclo de seleção, proporcionando ganhos significativos em eficiência seletiva por unidade de tempo.
Seleção assistida por marcadores moleculares para resistência múltipla à ferrugem e à antracnose dos frutos do cafeeiro
(Universidade Federal de Viçosa, 2013-07-29) Alkimim, Emilly Ruas; Caixeta, Eveline Teixeira
Marcadores moleculares intimamente ligados a dois genes maiores (SH3 e SH?) que conferem resistência à ferrugem, e marcadores moleculares ligados ao gene Ck-1 que confere resistência à antracnose dos frutos do cafeeiro também conhecida por Coffee Berry Disease (CBD), foram previamente identificados. Estes marcadores apresentam potencial para serem usados em programas de melhoramento visando identificar e monitorar genótipos contendo genes de resistência a esses patógenos (Hemileia vastatrix e Colletotrichum kahawae). Dessa forma, o objetivo do trabalho foi utilizar a estratégia de seleção assistida por marcadores moleculares associados aos genes SH3 (proveniente de Coffea liberica), SH? (proveniente do Híbrido de Timor-UFV 443-03) e Ck-1, no programa de melhoramento do cafeeiro da Empresa de Pesquisa Agropecuária de Minas Gerais (Epamig)/Universidade Federal de Viçosa (UFV). Inicialmente os marcadores moleculares disponíveis na literatura foram validados e então utilizados na seleção assistida de 160 genótipos. Esses cafeeiros fazem parte do germoplasma da UFV/Epamig e foram introduzidos do CIFC por serem potencialmente portadores de resistência à ferrugem. Por meio dos marcadores validados foi possível identificar onze indivíduos resistentes homozigotos para o gene SH3, UFV311-48 (F2), UFV311-49 (F2), UFV 311-56 (F2), UFV313-133 (F2), UFV329-72 (F2), UFV329-78 (F2), UFV334-65 (F2), UFV335-12 (F2), UFV335-77 (F2), UFV399-45 (F2) e UFV409-08 (F2). O gene SH3 confere resistência a diferentes raças de H. vastatrix e a sua incorporação em variedades de interesse tem sido sugerida como importante estratégia para obter resistência à ferrugem. Também foram identificados cafeeiros que além se serem portadores do gene SH3 em homozigose, apresentaram o gene SH? proveniente do Híbrido de Timor (UFV443-03). Tais genótipos são o UFV311-48 (F2), UFV311-49 (F2), UFV 311-56 (F2), UFV313-133 (F2), UFV334-65 (F2), UFV399-45 (F2) e UFV409-08 (F2). Para o gene Ck-1 que confere resistência à CBD, foi observado que o genótipo UFV328-60 (F2) foi homozigoto resistente quando analisado com os dois marcadores, apesar de não apresentar bandas ligadas aos genes SH3 e SH?. Entretanto UFV317-12 (F1) se mostrou resistente heterozigoto com o marcador CBD-Sat235 (marcador do Ck-1) e resistente homozigoto com o marcador CBD-Sat207 (outro marcador do Ck-1), e portador do gene SH? que confere resistência à ferrugem. Logo, por meio da Seleção Assistida por Marcadores Moleculares foram identificados cafeeiros portadores de diferentes genes de resistência à ferrugem e à CBD. Esse germoplasma, apesar de ser derivado de C. liberica, apresentou além do gene SH3 o gene SH?, até então identificado apenas em genótipos derivados de C. canephora. Os cafeeiros identificados poderão ser utilizados em cruzamentos para a introdução desses genes em outros materiais genéticos de interesse nos programas de melhoramento. A utilização dos marcadores moleculares validados, nos programas de melhoramento, serão imprescindíveis para monitoramento dos genes nas diferentes gerações e cruzamentos.