Caracterização da diversidade molecular de Nogueira-pecã (carya illinoinensis) baseada em marcadores moleculares

• Main Author: Nagel , Jordana Caroline
• Publication Date: 2022
• Format: Doctoral thesis
• Language: por
• Source: Repositório Institucional da UNIPAMPA
• Download full: https://repositorio.unipampa.edu.br/jspui/handle/riu/8545
• topic: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS; cpDNA; nDNA; Marcadores SSR; Cloroplastos; Sequenciamento de DNA; Plastoma; SSR markers; Chloroplasts; DNA sequencing

A nogueira-pecã (Carya illinoinensis [Wangenh.] K. Koch) pertence à família Juglandaceae, e tem distribuição predominante nas regiões temperadas do Hemisfério Norte. O interesse pelos seus frutos tem apresentado um crescimento exponencial no Brasil e outros países, especialmente por seu alto valor nutricional. Além disso, é uma opção de renda para agricultores familiares, devido ao seu potencial de uso em áreas de reserva legal, tornando-se uma espécie de interesse econômico e social, principalmente no Sul do Brasil. Devido à carência de informações genéticas, falta de controle de polinização, e de registro de coleta de propágulos nos pomares, os materiais genéticos em cultivo, geralmente, não têm procedência completamente conhecida. Nesse sentido, a caracterização molecular a partir de marcadores moleculares pode solucionar esse problema, identificando e distinguindo cultivares, e propiciando, simultaneamente, as bases para o planejamento de um eventual programa de melhoramento genético da espécie. Além disso, contribuiria, ainda, para a melhoria do sistema de manejo dos pomares, com repercussão direta na produtividade. O presente trabalho objetivou sequenciar o DNA plastidial da cultivar Imperial, utilizando este, para desenvolver marcadores microssatélite e posteriormente avaliar concomitantemente com marcadores microssatélites plastidiais universais e marcadores microssatélites nucleares espécie-específicos a diversidade genética existente entre as cultivares plantadas no Rio Grande do Sul. No sequenciamento completo do DNA (cpDNA) de C. illinoinensis cv Imperial, constatou-se que o genoma possui 160.818 pares de base (pb) de comprimento, estrutura quadripartida com LSC de 90.041 pb, SSC de 18.791 pb e dois IRs de 25.993 pb. Um total de 78 regiões codificadoras de proteínas, 37 codificadoras de tRNA e oito regiões codificadoras de rRNA foram previstas. Para a prospecção, caracterização e validação dos primeiros marcadores microssatélites plastidiais para a espécie foram utilizados dados obtidos no sequenciamento do plastoma C. Illinoinensis cv Imperial. Para a validação dos marcadores, foi realizado o isolamento do DNA genômico de folhas coletadas de 13 cultivares e os 10 pares de primers plastidiais prospectados foram amplificados via reação de PCR e os alelos separados via eletroforese em gel de agarose. O teste de transferibilidade in silico dos marcadores resultou em amplificação de 10 loci nas cultivares de C. illinoinensis, nove em espécies do gênero Carya e sete no gênero Juglans, sugerindo seu potencial para aplicação em estudos genéticos dessas espécies. Na validação dos marcadores em cultivares de C. illinoinensis, apenas o locus cpCil1 não amplificou para a cultivar Choctaw, e não houve amplificação para os loci cpCil8 e cpCil9 na cultivar Chickasaw. Para a análise da divergência genética das cultivares foram testados 10 marcadores microssatélites nucleares (SSR) e 13 plastidiais (cpSSR). Através da análise de coordenadas principais (PCoA) dos nSSR, os dois componentes explicaram, no total, 21,39% da variabilidade total observada, enquanto para os cpSSR o total de 84,65%. Apesar do valor de correlação cofenética alto (cpSSR= 0,9931 e nSSR= 0,9791), os valores de bootstrap nos agrupamentos maiores foram baixos. Os resultados obtidos neste estudo evidenciaram alta diversidade genética tanto para marcadores nucleares (I= 2,365) quanto plastidiais (I= 2,183). Esta estimativa de diversidade genética é bem significativa, e este resultado pode ser utilizado para determinar o padrão genético das cultivares analisadas. Este é o primeiro estudo de desenvolvimento e caracterização de marcadores microssatélites plastidiais espécie-específico para C. illinoinensis com potencial aplicabilidade para gerar informações a respeito da diversidade genética entre as cultivares da espécie. Os dados obtidos até o momento nos permitem auxiliar no aprofundamento de análises da diversidade genética, pois por meio de estudos recentes a polinização aberta promove alta segregação genética, e a propagação através de sementes pode ter introduzido centenas de variedades de nogueira-pecã pelo mundo. Essa grande diversidade na forma dos frutos, das árvores, a qualidade das nozes e suas diferentes formas de se reproduzir, ainda causa uma grande confusão quanto à nomenclatura e a identificação.