Phenotypic and molecular characterization of cactus pear accessions from Mediterranean and Brazil collections - NEFZAOUI, Meriam (2016)
Cerca de 2,5 milhões de pessoas - 30% da população mundial - vivem nas áreas secas que cobrem mais de 40% da superfície terrestre do mundo. Os recursos naturais escassos, a degradação da terra e secas frequentes desafiam severamente a produção de alimentos nessas áreas. Tanto o Norte da África (Marrocos, Argélia, Tunísia) quanto o Nordeste do Brasil se encontram nestas condições. Cactus desenvolveram adaptações fenológicas, fisiológicas e estruturais para o crescimento e a sobrevivência em ambientes áridos onde eles possuem múltiplas funções de uso (alimento, pasto, conservação do solo, etc). Cactus são bem posicionados para lidar com futuras alterações climáticas globais já que eles podem gerar, sob condições áridas, um sequestro de carbono equivalente a 30 toneladas de CO2 por hectare ao ano. A palma é o cactus mais comumente cultivado, pertence ao gênero Opuntia e em comparação com outras espécies, Opuntia ficus-indica é a mais encontrada por todos os continentes. A variação morfológica dentro do gênero, a falta de descritores claros para cada espécie, e a facilidade relativa de hibridação cruzada levou a uma designação de espécies errada. Para superar estes problemas, os marcadores moleculares podem ser ferramentas úteis para ajudar a desvendar incertezas na classificação que não são abordadas pela caracterização morfológica. O objetivo desta contribuição é avaliar a diversidade genética de duas coleções de palma utilizando características morfológicas e moleculares. As coleções in-situ estão localizadas no IPA no Nordeste do Brasil com 300 acessos orientados para a produção de forragem e no INRA - estação de Agadir com 20 acessos representante da Bacia do Mediterrâneo. A caracterização fenotípica foi realizada usando descritores da FAO CactusNet enquanto que a caracterização molecular foi efetuada através da técnica SSR (Simple Sequence Repeats) com 8 marcadores recomendados recentemente (Opuntia 3, Opuntia 5, Opuntia 9, Opuntia 11, Opuntia 12, Opuntia 13, Ops 9 and Ops 24). Os dados fenotípicos foram submetidos à análise de componentes principais (PCA) e ao Agrupamento Hierárquico Aglomerativo (AHC) usando o pacote XLSTAT 2015. O dendrograma obtido pelo UPGMA (método de média aritmética não ponderada), com base na distância genética de Nei, foi usado para as análises moleculares. Já a relação entre as características morfológicas e moleculares foi avaliada pelo teste de Mantel. Os resultados mostram que os acessos podem ser discriminados pelos descritores morfológicos. Muitos destes descritores são significativamente correlacionados como o número de cladódios e o número de frutos (r=0.73), o número de cladódios e o diâmetro da planta (r=0.73), o comprimento do cladódio e a altura da planta (r=0.7), o comprimento do espinho e o número de auréolas (r=0.67). A análise em componentes principais (ACP) e o agrupamento hierárquico aglomerativo (AHC) são boas ferramentas para distinguir acessos utilizando um número reduzido de descritores morfológicos. A forma do cladódio, o número de espinhos e auréolas são os descritores recomendados, sendo capazes de discriminar acessos com precisão adequada. A análise SSR revelou 72 alelos com um número médio de 9 alelos por locus. Todos os microssatélites utilizados se revelaram discriminativos com um valor médio de conteúdo de informação polimórfica (PIC) de 0,458. As similaridades genéticas estimadas entre os acessos variaram muito, o que sugere que existe uma importante variabilidade genética na coleção. Todos os marcadores utilizados foram informativos ou altamente informativos, podendo ser recomendados para detectar a diversidade genética em espécies de Opuntia, sendo que os mais são Ops 24 e Opuntia 9 e Opuntia 5 é o menos discriminante. A relação entre as características fenotípicas e as distâncias genéticas baseadas nos alelos da análise SSR foi altamente significativa (r=0.4, p=0.01) e obtida pela primeira vez na caracterização molecular pela técnica SSR. Consequentemente, esta última é uma das melhores ferramentas para avaliar o nível de diversidade genética nas coleções de germoplasma Opuntia; complementa caracterização fenotípica e recomenda-se para o planejamento de programas de melhoramento genético e induz a rever a classificação taxonômica atual.