Mapeamento genético de região genômica associada ao controle de arquitetura de panícula de arroz (oryza sativa L.).

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2008

RESUMO

Genótipos de arroz apresentando agrupamento de espiguetas exibem um fenótipo peculiar, em que as espiguetas aparecem em grupos de duas ou três unidades, modificando a arquitetura da panícula. Recentemente, no Brasil, duas plantas apresentando o fenótipo Espiguetas Agrupadas foram encontradas e descritas independentemente pela Epagri e pela Embrapa. Análises de vínculo e diversidade genética de linhagens e variedades de arroz foram realizadas com o objetivo de melhor compreender a origem deste fenótipo. Para isto, foram selecionados 46 acessos de arroz, incluindo genótipos comerciais das subespécies indica e japonica, que estavam plantados nas áreas da Epagri e da Embrapa no período de identificação das plantas apresentando o fenótipo. A análise incluiu ainda as linhagens originais e derivadas com a característica Espiguetas Agrupadas, desenvolvidas pela Epagri e Embrapa. Painéis multiplex de marcadores microssatélites possibilitaram a genotipagem de 31 locos hipervariáveis, com ampla distribuição genômica. Os dados indicaram que as duas linhagens derivadas das plantas com a característica Espiguetas Agrupadas da Epagri e Embrapa são geneticamente distintas, sendo que ambas as linhagens agruparam com variedades típicas da subespécie indica. A linhagem CNA10928 (Embrapa) e as linhagens com Espiguetas Agrupadas da Epagri não agruparam com nenhuma variedade de arroz plantada à época da identificação da característica. Isto sugere que a característica Espiguetas Agrupadas é uma mutação ocorrida em uma variedade diferente de todos os outros acessos de arroz avaliados no presente estudo. Análises preliminares indicaram que a característica Espiguetas Agrupadas da linhagem CNA10928 tem dominância parcial, mas com variação na morfologia do agrupamento de espiguetas ao longo da panícula influenciada pelo ambiente. Para compreender melhor o controle genético da característica, foi construído um mapa genético baseado em marcadores microssatélites através da análise de populações F2 e F3 derivadas do cruzamento entre as linhagens IRGA 417 e CNA10928. O mapa é composto de 104 marcadores distribuídos nos 12 cromossomos da espéci, cobrindo 2.026,7 cM do genoma e com distância média entre marcadores de 20,21 cM. A análise de QTLs das populações F2 e F3 permitiu concluir que a característica Espiguetas Agrupadas é controlada por um QTL de forte efeito na região flanqueada pelos locos RM6446 e RM20330 no cromossomo 6, correspondendo a um intervalo de aproximadamente 130 kpb. Estes dados são estimulantes para potencial iniciativa de clonagem deste gene. A identificação de plantas de arroz com a característica Espiguetas Agrupadas por diferentes instituições, a herança monogênica (gene maior) e o mapeamento do gene responsável no cromossomo 6 indicam que Espiguetas Agrupadas é uma mutação recorrente na espécie. A avaliação de Porcentagem de Grãos Cheios, Número de Grãos por Panícula e Produtividade em casa de vegetação, embora preliminar, indica que plantas com a característica Espiguetas Agrupadas apresentam um efeito positivo da mudança de arquitetura no incremento de componentes de produtividade em arroz. O desenvolvimento de linhagens puras recombinantes (RILs) a partir deste cruzamento possibilitará uma melhor compreensão do papel desta característica na produtividade de arroz. Os dados das famílias F3 segregantes para a característica Espiguetas Agrupados possibilitaram a detecção de dois QTLs para a variável Porcentagem de Grãos Cheios e um QTL para a variável produtividade. Nenhum dos QTLs detectados foi localizado na mesma região do cromossomo 6 que controla a característica Espiguetas Agrupadas.

ASSUNTO(S)

melhoramento molecular outros multiespigueta microssatélites clustered spikelets microsatellite markers, genetic mapping espiguetas agrupadas mapeamento genético molecular breeding

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