Relação da estrutura genética com a eficiência no uso de nitrogênio e com a acurácia de GWAS em milho tropical

• Ano de defesa: 2015
• Autor(a) principal: Sant’ana, Gustavo César
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Milho - Melhoramento genético; Planta - Efeito do nitrogênio; Genética Vegetal
• Link de acesso: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/6369

Os marcadores moleculares SNP (Single Nucleotide Polymorphism) têm sido utilizados com sucesso em estudos de diversidade e estrutura genética de populações de milho. Os SNPs também têm sido amplamente empregados em estudos de associação genômica ampla (Genome Wide Association Studies - GWAS). Na primeira parte desse estudo, os objetivos foram analisar a estrutura genética e estudar a relação entre a variação genômica, a estrutura genética e a variação fenotípica para eficiência no uso de nitrogênio (EUN) em linhagens de milho tropical. As linhagens foram avaliadas a campo em relação à EUN, e genotipadas com 768 marcadores moleculares SNPs (Sigle Nucleotide Polymorphisms). O conjunto de 62 linhagens analisado apresentou elevado grau de diversidade genética, comparável à de painéis maiores analisados em outros estudos. Isso indica que essas linhagens podem ser incluídas em painéis úteis para estudos de associação genômica ampla para EUN. Houve forte relação entre o desempenho fenotípico para a EUN e a estruturação genética das linhagens de milho tropical com base nos marcadores SNPs pelo método bayesiano, principalmente quando a população foi subdividida em quatro grupos. Foram observados alelos exclusivos, ausentes ou com grandes diferenças de frequências entre os grupos fenotípicos com diferentes níveis de EUN, e as diferenças alélicas foram maiores entre os grupos mais distintos fenotipicamente. Foi possível identificar genitores superiores quanto à EUN e geneticamente divergentes, o que pode possibilitar a exploração mais eficiente da heterose na produção de híbridos a partir de cruzamentos entre essas linhagens de milho tropical. A segunda parte desse estudo teve como objetivos analisar o efeito da estrutura vigenética da população, do número de subgrupos em que a população é estruturada e do número ótimo de grupos com base no critério de Evanno sobre a acurácia em GWAS para características oligogênicas e poligênicas em linhagens de milho tropical. Para isso, 62 linhagens foram genotipadas com 768 SNPs e fenotipadas para altura de planta e produtividade de grãos. Foi realizada a análise da estruturação da população em diferentes números de grupos (K=1 a 9), com auxílio do programa STRUCTURE. As análises de GWAS foram realizadas usando o programa TASSEL. O número de grupos e o valor de ΔK influenciaram de forma distinta a acurácia dos modelos de GWAS para as diferentes características. No caso da altura de planta, a inclusão da matriz Q nos modelos levou a um maior ajuste destes, principalmente nos casos em que os números de grupos apresentaram valores de ΔK mais elevados. Para a produtividade de grãos, a inclusão da matriz Q reduziu a acurácia do modelo para todos os valores de K, independentemente dos valores de ΔK. Portanto, os resultados indicam que a escolha do número ótimo de grupos geneticamente estruturados, com base no critério de Evanno, pode não levar a maiores acurácias dos modelos em GWAS. Além disso, ficou evidente que a estruturação influencia de maneira distinta características oligogênicas e poligênicas.