Diversidade, estrutura populacional e análise da variabilidade do gene CytB em populações de "Phakopsora pachyrhizi"

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2018
Autor(a) principal: Campos, Jaqueline Bueno, 1991-
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: [s.n.]
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Ferrugem asiática
Soja
Genotipagem por sequenciamento
Polimorfismo de nucleotídeo único
Marcadores moleculares
Phakopsora pachyrhizi
Soybean
Genotyping by sequencing
Single nucleotide polymorphism
Molecular markers
Link de acesso: https://hdl.handle.net/20.500.12733/15514
Resumo: Orientadores: Maria Imaculada Zucchi, Lucimara Junko Koga
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Em 2001/2002 a ferrugem asiática foi identificada no Brasil, causada pelo fungo "Phakopsora pachyrhizi" Syd. & Syd.. Atualmente, a ferrugem está presente em todas as regiões brasileiras, causando grandes perdas nas lavouras da cultura. As medidas de controle da doença se resumem em variedades resistentes, manejo e controle químico. Um dos principais grupos de fungicidas utilizados no combate à ferrugem é o das estrobirulinas, que atuam através da inibição da respiração mitocondrial. A resistência as estrobirulinas ocorre a partir de mutações no gene do citocromo b. Uma vez que a resistência aos QoI - Quinone outside Inhibitors ocorre dentro de uma população fitopatogênica, a pressão de seleção imposta conduzirá a resistência da população inteira, e consequentemente, a qualquer outra estrobilurina. Portanto estudar a variabilidade bem como mutações encontradas nesse gene é de grande importância para o monitoramento da resistência. Dessa forma, o objetivo desse trabalho foi identificar mutações presentes no gene CytB bem como a variabilidade desse gene, e realizar um estudo da estrutura populacional de P. pachyrhizi, utilizando marcadores moleculares microssatélites e SNPs obtidos pela metodologia de GBS – Genotyping by sequencing. Para tanto, coletas do patógeno foram realizadas em 39 localidades produtoras de soja do Brasil, Estados Unidos e Paraguai sendo obtidos 210 isolados. Com a amplificação do gene CytB, e sequenciamento, obteve-se apenas 1 sítio polimórfico, resultando em 2 haplótipos. Com os 11 SSRs polimórficos genotipados foi possível quantificar a diversidade genética entre as populações dos 3 países, resultando em uma alta estruturação entre países (FST = 0,494), mas baixa estruturação dentro de estados brasileiros (FST = 0,017). Já com o desenvolvimento da biblioteca GBS foi possível identificar 171 SNPs em 170 isolados, e alta estruturação entre países (FST = 0,332) e moderada entre estados brasileiros (FST = 0,115). Em ambos os marcadores a diversidade dentro de populações foi maior do que entre populações. Porém os marcadores SNPs demonstraram melhor quantificação da diversidade e estruturação entre estados brasileiros do que os SSRs, com têndencia de agrupamentos das populações do centro-oeste e nordeste separados do sul e sudeste, e a população dos EUA separada de ambas, porém, mais próxima das populações do sul. Os resultados de ambos marcadores permitiram verificar que há estruturação entre países, e dentro do Brasil, obtida apenas com os marcadores SNPs. A mutação F129L no gene CytB foi detectada em alta porcentagem em todas as regiões do Brasil e Paraguai, revelando que ela está bem estabelecida nesses dois países devido a pressão de seleção exercida pelo uso dos fungicidas do grupo das estrobilurinas. Esses dados servirão para subsidiar programas de melhoramento e de monitoramento da resistênciaAbstract: Soybean (Glycine max L. Merrill) is the most important oilseed crop grown in Brazil and worldwide. The brazilian 2017/2018 crop season area was estimated to be 35 million hectares. Despite crop and technology growth, grain production potential has been limited, mainly due to the diseases that attack soybeans. In 2001/2002 Asian soybean rust, caused by the fungus "Phakopsora pachyrhizi" Syd. & Syd., was identified in Brazil. Currently, rust is present in all Brazilian regions, causing great losses in the crop fields. The measures to control this disease are summarized in resistant varieties, cultural control and chemical control. One of the main groups of fungicides used to combat rust is strobirulins, which act by inhibiting mitochondrial respiration. Resistance to strobirulins occurs from mutations in the cytochrome b gene. Once the resistance to QoI (Quinone outside Inhibitors) occurs within a phytopathogenic population, the pressure of selection imposed will lead to resistance of the entire population, and consequently, to any other strobilurin. Therefore, the study of the variability as well as of mutations found in this gene is of great importance for the monitoring of resistance. Thus, the objective of this work was to identify mutations present in the CytB gene as well as the variability of this gene, and to carry out a study of the population structure of P. pachyrhizi, using microsatellite markers and SNPs obtained by the GBS methodology (Genotyping by Sequencing). In order to achieve the objectives, pathogen collections were carried out in 39 soybean producing locations in Brazil, the United States and Paraguay, and 210 isolates were obtained. After amplification of the CytB gene, and sequencing, only 1 polymorphic site was obtained, resulting in 2 haplotypes. With the 11 genotyped polymorphic SSRs, it was possible to quantify genetic diversity among the populations of the three countries, resulting in a high cross-country structure (FST = 0.494), but low structure within Brazilian states (FST = 0.017). By developing of the GBS library, it was possible to identify 171 SNPs in 170 isolates, and high cross-country structure (FST = 0.332) and moderate among Brazilian states (FST = 0.115). In both markers the diversity within populations was higher than among populations. However, the SNP markers demonstrated a better quantification of the diversity and structuring between Brazilian states than the SSRs, with the aggregation of populations of the midwest and northeast separated from the south and southeast, and the US population separated from both but closer of southern populations. The results of both markers allowed to verify that there is structuring between countries, and within Brazil, obtained only with the SNPs markers. The CytB mutation was detected in high percentage in all regions of Brazil and Paraguay, revealing that it is well established in these two countries due to the selection pressure exerted by the use of strobilurin fungicides. This data will be used to subsidize breeding and resistance monitoring programsMestradoGenética Vegetal e MelhoramentoMestra em Genética e Biologia Molecular[s.n.]Zucchi, Maria Imaculada, 1971-Koga, Lucimara JunkoPriolli, Regina Helena GeribelloSouza, Anete Pereira deUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de BiologiaPrograma de Pós-Graduação em Genética e Biologia MolecularUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASCampos, Jaqueline Bueno, 1991-20182018-08-30T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (85 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/15514CAMPOS, Jaqueline Bueno. Diversidade, estrutura populacional e análise da variabilidade do gene CytB em populações de "Phakopsora pachyrhizi". 2018. 1 recurso online (85 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/15514. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1374800Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2024-02-24T16:36:41Zoai::1374800Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2024-02-24T16:36:41Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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