Repetibilidade, correlações fenotípicas e mapeamento de QTLs em populações segregantes de café arábica - Machado, Cristina de Fátima (2004)
Três populações de retrocruzamento 1 (RC 1 ) e uma população F 2 foram obtidas a partir do cruzamento “Mundo Novo IAC 464-18 x Híbrido de Timor UFV 440-22”, sendo elas: população 1, RC 1 - [(“Mundo Novo IAC 464-18 x Híbrido de Timor UFV 440-22”) x (“Mundo Novo IAC 464-18”)], com 28 plantas; população 2, RC 1 - [(“Mundo Novo IAC 464-18”) x (“Mundo Novo IAC 464-18 x Híbrido de Timor UFV 440-22”)], com 40 plantas; população 3, RC 1 - [(“Mundo Novo IAC 464-18 x Híbrido de Timor UFV 440-22”) x (“Híbrido de Timor UFV 440-22”)], com 86 plantas; e população 4, F 2 - com 47 plantas, obtida a partir da autofecundação controlada de uma planta F 1 (H 464-2). Inicialmente foram estimados os coeficientes de repetibilidade e seus respectivos coeficientes de determinação, por meio dos métodos dos componentes principais e análise estrutural, a partir das matrizes de covariância e correlação. As características agronômicas avaliadas foram: altura da planta (ALTP), diâmetro da copa (DICP), vigor vegetativo (VIVG), posição da ramificação principal (PRAP), número de ramos laterais (NRAL), número de nós no ramo principal (NNRP), número de nós nos ramos laterais (NNRL), altura do primeiro ramo (ALPR) e diâmetro do caule (DIAC). As avaliações fenotípicas foram realizadas em cinco sucessivas épocas de avaliação (novembro de 2002 a novembro de 2003), com intervalo de três meses entre avaliações, exceto para o DIAC que foram quatro, sendo estas iniciadas a partir da segunda época de avaliação das demais características. As populações 1 e 2 (RC 1 s) e 4 (F 2 ) foram avaliadas, a partir de 17 meses e a população 3, RC 1 a partir de 50 meses. As altas estimativas de repetibilidade das nove características (épocas 1 a 5) nas quatro populações segregantes de café arábica, além da existência de correlações significativas a 1% de probabilidade, apontam tais características como bons indicadores da acurácia na identificação dos locos controladores das características quantitativas (QTLs) para a seleção precoce. Neste sentido, marcadores do tipo RAPD foram utilizados para construção de dois mapas de ligação, utilizando-se LOD escore mínimo (logaritmo na base 10 da razão entre a probabilibildade de que os marcadores estejam ligados e a probabilidade de que eles não estejam ligados) de 3,0 e r (freqüência máxima de recombinação entre o QTL e o marcador) de 0,40. Para a população 3, RC 1 um dos objetivos foi aumentar o número de marcas no mapa de ligação do cafeeiro, construído pelo programa de melhoramento do cafeeiro da Universidade Federal de Viçosa (UFV)/Empresa de Pesquisa Agropecuária de Minas Gerais (EPAMIG). Tais mapas foram construídos, visando caracterizar e identificar os possíveis QTLs candidatos associados a essas características. Cinqüenta marcadores RAPD foram acrescentados ao mapa parcial da população 3, RC 1 . Um total de 137 marcadores RAPD foram obtidos, dos quais 124 (90,51%) apresentaram segregação 1:1 (P < 0,01), 13 (9,49%) segregação (2:1). Para a construção do mapa, foram utilizados os 124 marcadores, que segregaram 1:1, sendo que 26 não mostraram-se ligados aos grupos formados. Noventa e oito marcadores RAPD resultaram em 10 grupos de ligação (GLs) cobrindo 789,55 cM. Os quatro primeiros grupos obtidos tiveram boa densidade de marcadores. O maior intervalo entre dois marcadores adjacentes foi 33,42 cM, sendo que 88,64% dos intervalos não excederam 20 cM. Na população segregante 4, F 2 , 97 marcadores RAPD foram utilizados para construção do mapa, sendo que 35 não mostraram-se ligados aos grupos formados. Sessenta e dois marcadores RAPD resultaram em 13 GLs cobrindo 339,71 cM. O maior intervalo entre dois marcadores adjacentes foi 20,58 cM, sendo que 97,96% dos intervalos não excederam 20 cM. As metodologias de marca simples, mapeamento por intervalo simples e mapeamento por intervalo composto foram empregadas, para detectar e mapear regiões genômicas associadas às nove características agronômicas mencionadas anteriormente. A metodologia de marca simples além de indicar marcadores consistentes, que explicam as variações das características ALTP, DICP, VIVG, PRAP, NRAL, NNRL e ALPR (população 3, RC 1 ) e ALTP, DICP, PRAP, NRAL, NNRP, NNRL e ALPR (população 4, F 2 ) (épocas 1 a 5), apontaram dois e três marcadores, respectivamente, associados a mais de uma característica nessas populações. Tais marcadores são: a) OPZ09 associado ao VIVG e a ALPR; e OPAK08b associado ao NNRL e a ALPR (população 3, RC 1 ); e b) OPAL12 associado a PRAP e a ALPR; OPAX20 associado ao NRAL e ao NNRP; e OPAR02 associado ao NNRL e a ALPR (população 4, F 2 ). As metodologias de marca simples e mapeamento por intervalo composto detectaram e identificaram um QTL associado a PRAP e um outro ligado a ALPR. Tais QTLs foram consistentes (épocas 1 a 5), e estão presentes nos GLs 5 e 9 do mapa parcial de ligação da população 3, RC 1 , respectivamente, para a PRAP e a ALPR. Estes QTLs explicam de 12,25% a 16,48% e de 8,27 a 8,44% da variação fenotípica da característica PRAP, associada aos locos OPV17 e OPS10a, além da ALPR associada ao loco OPAK08b. Para a população 4, F 2 , um QTL consistente (épocas 1 a 5), associado a ALPR foi detectado e identificado por meio das metodologias de marca simples, mapeamento por intervalo simples e mapeamento por intervalo composto. Tal QTL está presente no GL 4 do mapa parcial de ligação da população 4 (F 2 ). Este QTL explica entre 29,14% a 29,41% (épocas 1 e 2) e entre 30,32 a 30,45% (épocas 3 a 5) da variação fenotípica da característica ALPR associada aos locos OPAE05 e OPG14. O número reduzido de QTLs detectados no presente estudo é devido à baixa saturação do mapa, número reduzido das progênies e a utilização de um só tipo de marcador (dominante). O número de grupos de ligação, obtidos para as duas populações segregantes mapeadas, é inferior ao correspondente número haplóide de cromossomos (22). Sendo assim, o genoma de Coffea arabica L. foi parcialmente explorado e muitas regiões ainda não foram identificadas.