Melhoramento molecular do feijão-comum para resistência múltipla a viroses

Página do item simplificado
dc.contributor.advisor-co1Faria, Josias Correa de
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5616359873902028pt_BR
dc.contributor.advisor1Souza, Thiago Lívio Pessoa Oliveira de
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9650183308779143pt_BR
dc.contributor.referee1Souza, Thiago Lívio Pessoa Oliveira de
dc.contributor.referee2Melo, Patrícia Guimarães Santos
dc.contributor.referee3Pinheiro, Patricia Valle
dc.contributor.referee4Vianello, Rosana Pereira
dc.contributor.referee5Oliveira, Bruna Mendes de
dc.creatorSilva, Rodrigo de Souza
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/8214418923193582pt_BR
dc.date.accessioned2021-08-31T10:50:40Z
dc.date.available2021-08-31T10:50:40Z
dc.date.issued2021-06-14
dc.description.abstractAmong the diseases that affect the common bean (Phaseolus vulgaris L.), viruses deserve to be highlighted, since they are difficult to control and cause partial or total yield and grain quality losses. In Brazil, the main viruses of beans are: the common mosaic, caused by the Bean common mosaic virus (BCMV), the golden mosaic, whose causal agent is the Bean golden mosaic virus (BGMV) and the soybean stem necrosis disease, caused by Cowpea mild mottle virus (CPMMV). The symptoms of CPMMV emerged in common beans more recently in agronomic performance tests with the transgenic cultivar BRS FC 401 RMD, which presents effective resistance to BGMV (event Embrapa 5.1). The symptoms of CPMMV were confused or hidden by the more severe symptoms of BGMV, and both viruses occur simultaneously in the field and are transmitted by the whitefly (Bemisia tabaci), mainly in Central region Brazil. Thus, two studies were carried out with the objectives of: i) develop, evaluate and select transgenic common bean progenies, second generation, with carioca market class, good agronomic performance and with multiple resistance to viruses BCMV, BGMV and CPMMV, and ii) to investigate genetic inheritance of the CPMMV and to genetically map loci of resistance to CPMMV in the carioca seeded cultivar BRS Sublime. In the first study, elite progenies were developed from crosses using the carioca seeded cultivars BRS Estilo and BRS Sublime (both showing resistance to CPMMV and BCMV), with the transgenic line CNFCT 16206 (event Embrapa 5.1; effective resistance to BGMV) and resistant to BCMV. The recovery of elite progenies with a greater proportion of parents was performed through the analysis of backcrosses assisted by SSR and SNP markers. Thus, 39 elite progenies were evaluated in field condition, in the rainy (2016) and dry (2017) growing seasons, and in an insect-proof screenhouse. The evaluated traits were the seed yield and mass of 100 seeds, plant architecture and tolerance to lodging, seed appearance, and virus disease severity (VS). The elite progenies in addition to the controls were mechanical inoculated at eight days after planting with the strain (CPMMV: BR:GO:14 – GenBank MK202583), and were evaluated, at 35 days after inoculation, for severity of CPMMV. These progenies and the controls were also evaluated for the presence of the event Embrapa 5.1 (marker Ahas) and gene I (marker SCAR SW13). The result of the joint analysis showed variability between the progenies for all characters evaluated, especially SV, except for ARQ, considering the two environments, with P × E interaction (P ≤ 0.01). All elite progenies showed effective resistance to BCMV and BGMV, with the exception of progeny 336-3.1 (BGMV), whereas the conventional controls were susceptible to BGMV, and the transgenic control (cv. BRS FC401 RMD,) and the progenies were susceptible to CPMMV. Thus, the severity of CPMMV was assessed in progenies and transgenic controls. Twelve elite progenies showed mean scores ≤ 3.0 for VS. Of these, the progenies 184-12.1, 356-5.1, 398-3.1, 417-22.1 and 422-39.1 showed resistance to BCMV, BGMV and CPMMV. Therefore, the use of conventional breeding strategies and marker-assisted selection (SAM) enabled the development and selection of elite transgenic carioca-seeded cultivars, second-generation, with carioca-seeded market class, better plant architecture and allowing direct mechanical harvest, with multiple resistance to viruses and presenting potential to be evaluated in agronomic performance tests. In the second study, the genotyping of SNP and SilicoDArT markers was performed using the DArTseq technology, in a mapping population in the F2 generation obtained from the crossing between the cultivar BRS Sublime (resistant) e transgenic line CNFCT 16207 (susceptible). All F1 plants were tested with molecular marker linked to the event Embrapa 5.1 to confirm the hybrid nature. The plants were conducted in an insect-proof screenhouse. Thus, a total of 180 F2 individual plants and 180 F2:3 progenies (2160 seedlings; 12 seedlings/progeny), in addition to the parents, were mechanically inoculated with the same CPMMV isolate, at eight days after planting. At 35 days after inoculation, the plants were evaluated for severity of CPMMV. The phenotypic data were subjected to the chi-square test (ꭕ2) (P ≤ 0.05), considering the expected mendelian segregation ratio for each generation. The complete genetic map was obtained with 1.695 markers segregated according to the expected frequency and distributed in the 11 chromosomes of the bean, with total length of 2.864 cM and average distance between marks of 1.8 cM. The results indicated that a single dominant gene controls the inheritance of CPMMV resistance in the cultivar BRS Sublime. The QTL – single Gene (CPMMV. Pv08) was identified in the final region of chromosome 8, associated with resistance to CPMMV and explaining ~77% of the phenotypic variation. This is the first report to study genetic inheritance and genetically map locus to CPMMV resistance in BRS Sublime. The construction of the genetically map and the QTL analysis approach generates new perspectives for common bean breeding programs, with the potential for development and validation of molecular markers to be used through SAM for reaction to CPMMV in common bean genotypes.eng
dc.description.provenanceSubmitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2021-08-30T12:03:06Z No. of bitstreams: 2 Tese - Rodrigo de Souza Silva - 2021.pdf: 1806725 bytes, checksum: cd7203c740755706dbcafbee79ec76f9 (MD5) license_rdf: 805 bytes, checksum: 4460e5956bc1d1639be9ae6146a50347 (MD5)en
dc.description.provenanceApproved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2021-08-31T10:50:39Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Rodrigo de Souza Silva - 2021.pdf: 1806725 bytes, checksum: cd7203c740755706dbcafbee79ec76f9 (MD5) license_rdf: 805 bytes, checksum: 4460e5956bc1d1639be9ae6146a50347 (MD5)en
dc.description.provenanceMade available in DSpace on 2021-08-31T10:50:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Rodrigo de Souza Silva - 2021.pdf: 1806725 bytes, checksum: cd7203c740755706dbcafbee79ec76f9 (MD5) license_rdf: 805 bytes, checksum: 4460e5956bc1d1639be9ae6146a50347 (MD5) Previous issue date: 2021-06-14en
dc.description.resumoDentre as doenças que acometem o feijão-comum (Phaseolus vulgaris L.), as viroses merecem destaque, uma vez que são de difícil controle e causam perdas parcial ou total de produtividade e de qualidade dos grãos. No Brasil, as principais viroses do feijão são: o mosaico comum, causado pelo Bean common mosaic virus (BCMV), o mosaico-dourado, cujo agente causal é o Bean golden mosaic virus (BGMV) e o mosqueado-suave-do-caupi e necrose da haste da soja, causado pelo Cowpea mild mottle virus (CPMMV). Os sintomas de CPMMV emergiram no feijão-comum mais recentemente, em ensaios de campo com a cultivar transgênica BRS FC401 RMD, que apresenta resistência efetiva ao BGMV (evento Embrapa 5.1). Os sintomas de CPMMV são confundidos ou suplantados pelos sintomas mais severos de BGMV, e ambas as viroses ocorrem simultaneamente em condição natural no campo e são transmitias pela mosca-branca (Bemisia tabaci), sobretudo na região Central do Brasil. Assim, dois estudos foram realizados com os seguintes objetivos: i) desenvolver, avaliar e selecionar progênies transgênicas de feijão-comum, de segunda geração, com grãos no padrão comercial carioca, boa performance agronômica e com resistência múltipla às viroses BCMV, BGMV e CPMMV, e ii) investigar o controle genético da resistência ao CPMMV e mapear loco(s) de resistência ao CPMMV na cultivar de grãos carioca BRS Sublime. No primeiro estudo, progênies foram desenvolvidas do cruzamento das cultivares BRS Estilo e BRS Sublime (resistentes ao CPMMV e ao BCMV), com a linhagem transgênica CNFCT 16206 (evento Embrapa 5.1; resistente ao BGMV) e ao BCMV. A recuperação de progênies elite com maior proporção dos genitores foi realizada por meio da análise de retrocruzamento assistido por marcadores SSR e SNP. As 39 progênies e as testemunhas foram avaliadas em condição de campo, nas águas (2016) e seca (2017), e em casa de vegetação, livre de insetos. Foram avaliados os caracteres produtividade e massa de 100 grãos, arquitetura e acamamento de planta (ARQ), aspecto visual de grãos e severidade de viroses (SV). As progênies elite e as testemunhas foram mecanicamente inoculadas aos oito dias após plantio com o isolado (CPMMV:BR:GO:14 – GenBank MK202583) e foram avaliadas, aos 35 dias após inoculação, para severidade de CPMMV. Essas progênies e as testemunhas foram avaliadas, também, para a presença do evento Embrapa 5.1 (marcador Ahas) e gene I (marcador SCAR SW13). O resultado da análise conjunta mostrou variabilidade entre progênies para todos os caracteres avaliados, sobretudo SV, exceto para ARQ, considerando os dois ambientes, com interação P × E (P ≤ 0,01). Todas as progênies elite apresentaram resistência ao BCMV e ao BGMV, com exceção da progênie 336-3.1 (BGMV), sendo as testemunhas convencionais suscetíveis ao BGMV, e a testemunha transgênica (cv. BRS FC401 RMD) e as progênies, suscetíveis ao CPMMV. Desse modo, a severidade de CPMMV foi avaliada nas progênies e testemunhas transgênicas. Doze progênies elite apresentaram notas ≤ 3,0 para SV. Dentre elas, as progênies 184-12.1, 356-5.1, 398-3.1, 417-22.1 e 422-39.1 apresentaram resistência ao BCMV, ao BGMV e ao CPMMV. Assim, o uso de estratégias de melhoramento convencional e a seleção assistida por marcadores (SAM), possibilitou o desenvolvimento e a seleção de progênies elite transgênicas de feijão-comum, segunda geração, com grãos no padrão comercial carioca, porte ereto e adaptadas à colheita mecanizada, com resistência múltipla às viroses e com potencial de uso em futuras avaliação agronômicas. No segundo estudo, a genotipagem de marcadores SNP e SilicoDArT foi realizada por meio da tecnologia DArTseq, em uma população de mapeamento na geração F2 obtida através do cruzamento entre a cultivar BRS Sublime (resistente) e a linhagem transgênica CNFCT 16207 (suscetível). A natureza hibrida de F1 foi confirmada por meio de marcador molecular ligado ao evento Embrapa 5.1. As plantas foram conduzidas em casa de vegetação. Assim, um total de 180 plantas individuais (F2) e 180 progênies F2:3 (2160 plantas; 12 plantas/progênie), e os genitores, foram mecanicamente inoculadas aos oito dias após plantio, com o mesmo isolado de CPMMV. Aos 35 dias após inoculação, as plantas foram avaliadas para severidade de CPMMV. Os dados fenotípicos foram submetidos ao teste de qui-quadrado (ꭕ2) (P ≤ 0,05), considerando a taxa de segregação mendeliana esperada para cada geração. O mapa genético completo foi obtido com 1.695 marcadores segregando conforme a frequência esperada e distribuídos nos 11 cromossomos do feijão, com comprimento total de 2.864 cM e distância média entre marcas de 1,8 cM. Os resultados indicaram que um único gene dominante controla a herança da resistência ao CPMMV na cultivar BRS Sublime. O QTL – Gene de efeito principal (CPMMV. Pv08) foi identificado na região final do cromossomo 8, associado à resistência ao CPMMV e explicando ~77% da variação fenotípica. Este é o primeiro trabalho de estudo da herança genética e de mapeamento do loco de resistência ao CPMMV em BRS Sublime. A construção do mapa genético e a abordagem da análise de QTL, gera novas perspectivas para os programas de melhoramento genético do feijoeiro, com o potencial de desenvolvimento e a validação de marcadores moleculares a serem utilizados por meio de SAM para reação ao CPMMV em genótipos de feijão-comum.pt_BR
dc.identifier.citationSILVA, R. S. Melhoramento molecular do feijão-comum para resistência múltipla a viroses. 2021. 100 f. Tese (Doutorado em Genética e Melhoramento de Plantas) - Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2021.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/11608
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Goiáspt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentEscola de Agronomia - EA (RG)pt_BR
dc.publisher.initialsUFGpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Genética e Melhoramento de Plantas (EA)pt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectPhaseolus vulgaris L.por
dc.subjectEmbrapa 5.1por
dc.subjectSeveridade de virosespor
dc.subjectDArTseqpor
dc.subjectMarcadores SNPpor
dc.subjectSeleção assistida por marcadorespor
dc.subjectEvent Embrapa 5.1eng
dc.subjectVirus disease severityeng
dc.subjectDArTseqeng
dc.subjectSNP markerseng
dc.subjectMarker-assisted selectioneng
dc.subjectPhaseolus vulgaris L.eng
dc.subject.cnpqCIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIApt_BR
dc.titleMelhoramento molecular do feijão-comum para resistência múltipla a virosespt_BR
dc.title.alternativeMolecular breeding for the development of multiple resistance to viruses in common beaneng
dc.typeTesept_BR

Arquivos

Pacote Original
Agora exibindo 1 - 1 de 1
Nenhuma Miniatura disponível
Nome:
Tese - Rodrigo de Souza Silva - 2021.pdf
Tamanho:
1.72 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Descrição:
Baixar
Licença do Pacote
Agora exibindo 1 - 1 de 1
Nenhuma Miniatura disponível
Nome:
license.txt
Tamanho:
1.71 KB
Formato:
Item-specific license agreed upon to submission
Descrição:
Baixar

Coleções

Doutorado em Genética e Melhoramento de Plantas (EA)