Caracterização e análise de diversidade genética em algodoeiro herbáceo por marcadores microssatélites e genealogia

Abstract

A vulnerabilidade genética tornou-se preocupação constante no melhoramento de qualquer espécie vegetal. A manutenção da diversidade genética entre genótipos em uma cultura torna-se medida de proteção contra potenciais perdas devido ao ataque de pragas e doenças. A diversidade genética entre genótipos também facilita a criação de populações segregantes a partir das quais plantas contendo combinações de genes superiores podem ser selecionadas. Com a aprovação da Lei de Proteção de Cultivares no Brasil (1997), a caracterização genética de cultivares tornou-se importante na proteção do direito intelectual do melhorista, bem como para auxiliar os programas de melhoramento dessas cultivares. Os objetivos gerais desse trabalho foram caracterizar e avaliar a diversidade genética de algumas cultivares de importância tanto comercial quanto para os programas de melhoramento do Brasil, bem como de linhagens, por meio de marcadores microssatélites (SSR). Dessa forma, neste trabalho foram utilizadas cultivares de algodoeiro herbáceo indicadas para plantio em diferentes regiões do Brasil, bem como cultivares provenientes da Argentina e Paraguai. Linhagens de algodoeiro, provenientes do programa de melhoramento da COODETEC, também foram utilizadas. Os resultados evidenciaram que o sistema eletroforético com gel desnaturante de poliacrilamida 7% foi o recomendado para realização de caracterização e análise de diversidade genética de cultivares de algodoeiro herbáceo, por apresentar maior poder de resolução. Ademais, constatou-se o potencial dos marcadores microssatélites em estudos de diversidade genética entre indivíduos da espécie Gossypium hirsutum L., uma base genética estreita entre as cultivares e entre as linhagens de algodoeiro e, como conseqüência a necessidade de se introduzir novos alelos no pool gênico dos algodoeiros melhorados. O conjunto de primers SSR selecionados para as cultivares (11 pares de primers SSR) e linhagens (14 pares de primers) poderão ser úteis nos processos de proteção de cultivares, nas análises de pureza genética e nos programas de melhoramento. A correlação entre as distâncias genéticas obtidas pelos coeficientes de parentesco e marcadores microssatélites tanto para as cultivares quanto para as linhagens foi positiva e significativa (P < 0,001). Entretanto, a magnitude das correlações não foi elevada, com valores iguais a 0,25 entre as cultivares e a 0,29 entre as linhagens. A estimativa da diversidade genética com base em marcadores microssatélites forneceu mais informações sobre as relações genéticas entre os indivíduos. A constatação de que poucos ancestrais contribuem para a constituição genética das cultivares de algodoeiro usadas no Brasil, sugere maior preocupação em introgredir novos alelos no pool gênico dessas cultivares e, assim, aumentar sua base genética.

The genetic vulnerability is a constant concern breeding of any vegetal species. Maintaining genetic diversity among crop genotypes offers a measure of protection against potential widespread losses from crop pests and facilitates the creation of segregating populations from which plants with superior gene combinations can be selected. Along with the development of new cultivars, there has been a growing interest in the genetic characterization, for commercial protection provided by the Brazilian Cultivar Protection Low and regulations (1997). The general purpose of this work were to characterize and to evaluate the genetic diversity of some important cultivars used in breeding program in Brazil through microsatellites (SSR) markers and genealogy. In this work we used cotton cultivars developed and released by Brazilian public and private institutions and cotton cultivars developed in Argentina and Paraguay. Cotton lines from breeding program developed by COODETEC also were used at present work. In conclusion, was evidenced that the eletrophoretic system with denaturing gel of 7% was recommended for characterization and analyze of genetic diversity of cotton cultivars because they present higher resolution. The results revealed the potential of the markers for genetic diversity studies among Gossypium hirsutum L. genotypes, a narrow genetic base among cultivars and among lines and the necessity to introduce new alleles in improved cotton germplasm. The selected SSR primers for the cultivars (11 primers pairs) and lines (14 primers pairs) will be useful for cultivars protection process, analyzes of genetic purity and in breeding program. The correlation evidenced between the estimation used to calculate the genetic distance among cultivars and among lines was positive and significant. However, the correlations are not so high, with values equal to 0,25 among cultivars and 0,29 among lines. The genetic diversity estimation based in molecular markers provided more information about the genetic relationships among individuals. The evidence that few ancestral contribute to genetic constitution of the cotton cultivars used in Brazil suggest a need of introducing new alleles into the gene pool of these cultivars and in this way to increase the cotton genetic base.