Associação genômica ampla para caracteres relacionados à eficiência no uso de nitrogênio em linhagens de milho tropical

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Morosini, Julia Silva
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: GWAS; MAS; Nitrogen; Nitrogênio; SNP
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11137/tde-18052017-153422/

A expansão dos locais e da época de cultivo do milho faz com que uma fração significativa da produção do cereal ocorra em condições de estresses abióticos. Grande parte desse cenário edafoclimático remete ao cultivo do milho safrinha, semeado entre janeiro e março e atualmente responsável por 65% da produção total. Dentre os diversos tipos de estresses abióticos, a deficiência de nitrogênio é comum e crítica nos solos brasileiros. Evidencia-se, portanto, a necessidade do desenvolvimento de genótipos mais eficientes no uso de nitrogênio, resultando em benefícios econômicos e ambientais. Caracteres morfofisiológicos podem auxiliar no processo seletivo de genótipos superiores para essas condições, como a mensuração do sistema radicular e a análise da taxa fotossintética. Nesse contexto, o objetivo do trabalho foi identificar regiões do genoma do milho tropical associadas ao comprimento de raiz, à fluorescência de clorofila e ao índice de resposta da planta ao estresse por nitrogênio. Para isto, foram avaliadas 64 linhagens endogâmicas de milho tropical em baixa e alta disponibilidade nitrogênio no solo e em dois locais de cultivo na Região de Piracicaba-SP, nas safras 2014/15 e 2015/16. Foram considerados o comprimento de raiz, a eficiência fotossintética do fotossistema II e o Índice de Tolerância à Baixa disponibilidade de nitrogênio (ITBN). As linhagens foram genotipadas com a plataforma Affymetrix® Axiom® Maize Genotyping Array de 616.201 marcadores SNP. A qualidade da informação genômica foi controlada pelos procedimentos Minor Allele Frequency e Call Rate e pela eliminação de heterozigotos. Os valores genotípicos foram preditos por meio de equações de modelos mistos do tipo REML/BLUP. Os dados de marcadores moleculares e fenotípicos foram analisados por Associação Genômica Ampla (GWAS). Verificou-se maior comprimento radicular em condições de baixa disponibilidade de nitrogênio. No total, sete marcadores significativos foram identificados, sendo quatro referentes ao ITBN, dois referentes ao comprimento de raiz em disponibilidade ideal e um referente ao comprimento de raiz em disponibilidade baixa do nutriente. Entre os principais processos biológicos identificados através da anotação funcional, estão o controle e regulação da transcrição, detectado para todos os caracteres avaliados, e a síntese de Guanosina Monofosfato Sintetase (GMP), enzima diretamente envolvida na disponibilização e reciclagem de nitrogênio. Também foi observada coincidência de região cromossômica entre marcadores significativos identificados e QTL potencialmente relacionados com a eficiência no uso de nitrogênio já reportados na literatura. Conclui-se que a técnica GWAS apresenta eficiência na detecção de marcadores associados aos caracteres de interesse, neste caso evidenciando processos e funções celulares relacionados aos diferentes processos da síntese e reciclagem de nitrogênio.