Linkage fine-mapping, GWAS and QTLs affecting morpho-agronomic traits of a common bean RIL population

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Silva, Leonardo Corrêa da
• Orientador(a): Carneiro, José Eustáquio de Souza
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Área do conhecimento CNPq: Melhoramento Vegetal
• Link de acesso: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/16357

O feijão comum (Phaseolus vulgaris L.) é uma das leguminosas mais cultivadas e consumidas em todo o mundo. É uma fonte relativamente barata de proteínas e nutrientes, firmando-se como um importante alimento na manutenção da segurança alimentar no planeta. Nesse sentido, o melhoramento genético é fundamental para a obtenção de cultivares mais produtivas, com arquitetura de plantas mais adequada aos sistemas de colheita, com ciclo compatível com às regiões de produção e de aspecto de grãos que atenda às exigências do mercado consumidor. Uma ferramenta auxiliar no melhoramento genético de plantas é a seleção assistida por marcadores moleculares do DNA. O mapeamento de ligação (Linkage Mapping, LM) é a abordagem mais comum no melhoramento para detectar marcadores moleculares associados a QTLs (Quantitative Trait Loci, ou locos controladores de características quantitativas). A abundância de marcadores no genoma das espécies fez do mapeamento de associação (Association Mapping, AM) uma nova estratégia pra detecção de QTLs. Uma importante metodologia do mapeamento de associação é o estudo de associação genômica ampla (Genome Wide Association Study, GWAS). Neste contexto, o Programa de Melhoramento do Feijoeiro da Universidade Federal de Viçosa (UFV) desenvolveu uma população formada por 376 RILs (Recombinant Inbred Lines, ou linhagens endogâmicas recombinantes) de feijão comum, obtidas do cruzamento entre Rudá e AND 277, para a obtenção de um mapa genético e detecção de QTLs relacionados a sete características morfo-agronômicas usando essas duas metodologias. Essa população foi denominada de RILs RA. Outro objetivo foi conhecer a função biológica destes QTLs pela sua localização em relação a genes candidatos com função biológicas que se relacionassem às características destes QTLs. A população foi genotipada com 3.098 marcadores do tipo SNP (Single Nucleotide Polymorphism, polimorfismo a partir de um único nucleotídeo) e fenotipada em campo para as características número de dias até o florescimento (DF) e até a maturação (DM), arquitetura de plantas (ARC), produtividade de grãos (YLD), grau de achatamento (SF) da semente, forma da semente (SS) e massa de cem grãos (SW). Pelo mapeamento de ligação (LM), foi obtido uma mapa genético com 1.962 SNPs e tamanho total de 1.065,48 cM. Também foram detectados 29 QTLs, para as sete características, distribuídos nos 11 cromossomos, que explicaram de 3,83 a 32,92% da variação fenotípica. Na anotação gênica, quatro sequências de SNPs identificados como ligados aos QTLs foram relacionados a 18 genes com função biológica conhecida. Pelo estudo de associação genômica ampla (GWAS), foram detectados 112 SNPs/QTLs em todos os cromossomos, com exceção dos cromossomos 06 e 07, relacionados a todas as características avaliadas. Alguns destes QTLs estavam posicionados próximos ou dentro de genes candidatos com função biológica que se relacionava com as características morfo-agronômicas avaliadas. Conclui-se que o tamanho da população de RILs RA (376 linhagens) permitiu a obtenção de um mapa genético com estimativas de frequência de recombinação acurada. O número de marcadores utilizados propiciou boa saturação em todos os cromossomos, o que permitiu a detecção de QTLs com mais eficiência e confiabilidade pelo mapeamento de ligação e pela GWAS. Os genes candidatos localizados nas regiões destes QTLs corroboram o potencial destes na seleção assistida por marcadores moleculares para as características morfo-agronômicas avaliadas.