Estudo de associação genômica ampla aplicada ao conteúdo de macronutrientes em grãos de Coffea arabica L.

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Felicio, Mariane Silva
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Imputação; Dados ausentes; Espécies não-modelo; Estresses bióticos e abióticos; Imputation; Missing genotypes; Non-model species; Biotic and abiotic stress
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/192701

O café é uma das commodities agrícolas tropicais mais comercializadas no mundo. Coffea arabica é a principal espécie utilizada para a produção comercial de café. A espécie é originária da Etiópia. Ela é única espécie alotetraploide do gênero (2n = 4x = 44) e se reproduz predominantemente por autofecundação. As cultivares comerciais de C. arabica possuem baixa diversidade genética, o que indica a necessidade de introgressão de alelos de germoplasma para o melhoramento dessas cultivares. Acessos do centro de origem da espécie possuem maior diversidade que as cultivares comerciais e podem ser utilizados para a identificação de novos alelos. O conteúdo de macronutrientes em grãos do cafeeiro tem impacto direto na qualidade do produto. No entanto, a base molecular da composição mineral de grãos de cafeeiro ainda é pouco conhecida. Com isso, o objetivo desse trabalho foi identificar marcadores SNP possivelmente associados com a composição de macronutrientes em grãos de C. arabica. Para alcance deste objetivo, foram comparados três métodos de imputação de genótipos, bem como foi realizado o mapeamento associativo em estudo de associação genômica ampla (GWAS). Foi utilizado um painel de 110 genótipos de C. arabica, composto por genótipos elite do programa de melhoramento do Instituto Agronômico do Paraná (3), cultivares comerciais (11) e acessos selvagens (96). Foram realizadas análises da composição de cinco macronutrientes (N, P, K, Ca e Mg) em grãos de cafeeiro coletados de 70 e 105 genótipos de C. arabica nos anos de 2017 e 2018, respectivamente. Foram calculados valores de BLUP para 65 genótipos, para os quais foram realizadas coletas nos dois anos. Foi identificado que os acessos selvagens de C. arabica possuem maior variabilidade genética e de composição de macronutrientes nos grãos que as cultivares comerciais. Foram identificados mais marcadores SNPs quando o mapeamento dos dados de GBS foi realizado com o genoma de referência da cultivar Caturra (11.230 SNPs) do que com o diaploide Et39 (9.991 SNPs). O método Beagle apresentou o melhor desempenho para a imputação dos painéis de marcadores e a imputação contribuiu para reduzir a taxa de associações espúrias identificadas nas análises de GWAS. Foram identificados 5, 12, 13, 6, 6 e 1 marcadores em regiões codificantes associados a composição de N, P, K, Ca, Mg, Mg e K em grãos de C. arabica, respectivamente. As regiões genômicas identificadas foram relacionadas a diversas rotas metabólicas em plantas, incluindo o transporte de nutrientes, a germinação de sementes, o controle da época de florescimento e algumas vias de resposta a estresses bióticos e abióticos. As proteínas identificadas nesse trabalho podem ser utilizadas como alvos em futuros estudos para a caracterização de vias metabólicas que atuam no controle do acúmulo de macronutrientes em plantas da espécie C. arabica. Além disso, os genótipos selvagens de C. arabica utilizados nesse trabalho podem ser utilizados para identificação de alelos favoráveis a serem introduzidos em cultivares comerciais.