Caracterização fenotípica e molecular e análise de GWAS e GWS para caracteres de raiz em um conjunto de linhagens endogâmicas de milho tropical

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Faria, Sirlene Viana de
• 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; Diversidade Genética; Desequilíbrio de ligação; Polimorfismo de Nucleotídeo Unico; Melhoramento Vegetal
• Link de acesso: https://locus.ufv.br//handle/123456789/28160

A arquitetura de raiz do milho é importante para a ancoragem das plantas e para a absorção de nutrientes e água. Ferramentas como a associação genômica ampla (GWAS) e a seleção genômica ampla (GWS) podem ajudar os melhoristas a tomar decisões sobre quais genótipos devem avançar em seus programas de melhoramento. Foi realizada a caracterização fenotípica e molecular de um conjunto de 187 linhagens endogâmicas de milho tropical do programa de melhoramento público da Universidade Federal de Viçosa e posteriormente a análise de GWAS para identificar polimorfismo de nucleotídeo único (SNP) associados a caracteres de morfologia de raiz relacionados a eficiência no uso de nitrogênio e possíveis genes candidatos que afetam o desenvolvimento das raízes e avaliar a acurácia da seleção genômica (GWS). Os resultados mostraram que existe uma grande variação fenotípica e genotípica no conjunto de linhagens. Também foi encontrado alta diversidade genética (GD = 0,34) e baixos coeficientes de parentesco entre as linhagens de milho. O declínio do LD com o aumento da distância física em todos os dez cromossomos em todo o conjunto de linhagens de milho com r2 = 0,2 foi de 86.899 pb. Em relação à estrutura populacional, os resultados do STRUCTURE e da análise de componentes principais distinguiram as linhagens endogâmicas em três subpopulações, com muita consistência entre os dois resultados. Além disso, os resultados da análise de agrupamento com base em dados fenotípicos e moleculares agruparam as linhagens em 14 e 22 agrupamentos de divergência genética, respectivamente. Na GWAS, um total de 10 SNPs acima do limite de significância foi detectado. Esses SNPs levaram a 16 genes candidatos. Na GWS, as acurácias para o modelo que incorpora todos os 3.083 SNPs variaram de -0,22 a 0,16. Quando foi considerado apenas os SNPs associados significativamente as acurácias variaram de -0,17 a 0,46. A análise de GWAS revelou marcadores associadas aos caracteres de morfologia de raiz, localizados em regiões que contém genes ou modelos de genes com funções celulares relacionados de proteção das plantas a estresses ambientais, incluindo estresse de nitrogênio. Na GWS, as acurácias do modelo que utilizaram apenas os SNPs associados aos caracteres foram significativamente maiores do que as acurácias obtidas no modelo que incorporaramtodos os SNPs para todos os 14 caracteres avaliados nas condições de BN e AN. Os genes encontrados podem ser mais estudados para ajudar a entender a base genética do desenvolvimento radicular e auxiliar no desenvolvimento de cultivares de milho mais eficientes no uso de nitrogênio. Palavras-chave: Diversidade genética. Estrutura de população. Desequilíbrio de ligação. Associação genômica ampla. Seleção genômica.