Validação de uma plataforma de genotipagem (Coffee Axiom Chip - 26K) com aplicação em seleção genômica ampla e GWAS, em Coffea canephora

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Carneiro, Fernanda de Araújo
• Orientador(a): Andrade, Alan Carvalho
• Banca de defesa: Gonçalves, Flávia Maria Avelar, Balestre, Márcio, Marraccini, Pierre Roger Rene, Silva Júnior, Orzenil Bonfim da
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Lavras
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia Vegetal
• Departamento: Não especifica vinculação com nenhum departamento
• País: brasil
• Palavras-chave em Português: Coffea canephora; Genomic Wide Association Study (GWAS); Seleção genômica; Chip de genotipagem de DNA; Single Nucleotide Polymorphisms (SNP); Genomic selection; DNA array
• Área do conhecimento CNPq: Ciências Biológicas
• Link de acesso: https://repositorio.ufla.br/handle/1/38495

O cafeeiro é uma espécie perene, de ciclo longo e, portanto, os programas de melhoramento genético convencional dessa espécie são demorados (vários anos) e de custo elevado. A geração de cultivares superiores via melhoramento genético ainda lida com o desafio de agregar simultaneamente, diversas características quantitativas de relevância agronômica e de qualidade de bebida. As plataformas de genotipagem em larga escala e, em especial, os chips de DNA, possibilitaram a identificação de uma alta densidade de SNPs cobrindo todo o genoma, e aliado a isso, os avanços recentes na genômica do cafeeiro, como o sequenciamento do genoma de referência de C. canephora, proporcionaram os recursos necessários para o avanço do melhoramento da espécie por seleção genômica e descoberta de genes por GWAS, embora os estudos no gênero Coffea utilizando as metodologias de genotipagem em larga escala ainda sejam poucos. O desenvolvimento e a validação de um chip de SNP 26K Axiom para C. canephora foi possível, cobrindo a maior parte da diversidade genética conhecida da espécie, incluindo também uma grande parte dos genótipos pertencentes aos principais programas de melhoramento do Brasil. De um total de 25.456 SNPs presentes no chip, 25.411 SNPs foram convertidos com sucesso e mais de 85% classificados como polimórficos. Unindo os dados de genotipagem em larga escala, utilizando o chip desenvolvido, e os dados fenotípicos gerados para 1.319 indivíduos de C. canephora, cultivados na Embrapa Cerrados (Planaltina-DF), realizou-se nesse trabalho: (i) estudo de associação genômica ampla (GWAS) e (ii) seleção genômica ampla para diversas características importantes no melhoramento do cafeeiro. A GWAS tem sido amplamente utilizada na análise genética de características complexas e a SG tem sido estudada para aumentar o ganho genético e reduzir a duração dos ciclos de reprodução, especialmente em se tratando de plantas perenes como é o cafeeiro. Uma grande quantidade de marcadores associados foi identificada na GWAS para diversas características, sugerindo a utilidade dos SNPs identificados no chip como um recurso potencial para a identificação de alvos genômicos e de genótipos superiores que seriam fontes de genes de interesse As análises de SG foram realizadas com o método G-BLUP e estimaram-se as herdabilidades e as acurácias. As características avaliadas nesse estudo apresentaram alta complexidade, pois são controladas por diversos genes, e baixa herdabilidade. A SG é uma abordagem promissora e inovadora a ser aplicada para o melhoramento de C. canephora, Na prática, comparando com a avaliação fenotípica tradicional, espera-se que GWAS e SG acelerem o ciclo de reprodução, mantenham a diversidade genética e aumentem o ganho genético por unidade de tempo, uma vez que indivíduos elite seriam selecionados em fase de muda.