Seleção de genótipos e mapeamento de QTLs para resistência à murcha de fusário em feijão carioca

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dc.contributor.advisor1Pereira, Helton Santos
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0729719587905292pt_BR
dc.contributor.referee1Pereira, Helton Santos
dc.contributor.referee2Torga, Paula Pereira
dc.contributor.referee3Ishikawa, Francine Hiromi
dc.contributor.referee4Vianello, Rosana Pereira
dc.contributor.referee5Brondani, Cláudio
dc.creatorCavalheiro, Sâmela Beutinger
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/9311796832008241pt_BR
dc.date.accessioned2023-04-05T10:40:16Z
dc.date.available2023-04-05T10:40:16Z
dc.date.issued2021-10-07
dc.description.abstractFusarium wilt, caused by the soil fungus Fusarium oxysporum f. sp. phaseoli, is a disease of great importance in the bean crop (Phaseolus vulgaris L.). Chemical control is not efficient and the use of resistant cultivars, within an integrated management strategy, is the most efficient way to control this disease. However, there is little information about the genetic control of the Fusarium wilt reaction and few carioca bean cultivars with satisfactory resistance level. Thus, three studies were carried out, with the objectives of: identifying parents and segregating populations of carioca beans with resistance to Fusarium wilt and other important characters; estimate genetic and phenotypic parameters and select carioca bean lines with resistance to fusarium wilt, high yield and mass of 100 grains and good visual appearance of grains; to study genetic control and identify molecular markers linked to QTLs that control the reaction to Fusarium wilt in the carioca bean cultivar BRS Notável. All evaluations were carried out in Santo Antônio de Goiás-GO, in the winter crop (sowing in May), in an area with high pathogen infestation, with central pivot irrigation. In the first study, 21 populations obtained from crosses in a complete diallel scheme between seven parents with grain carioca and some degree of resistance to Fusarium wilt were evaluated, together with two controls. Populations were evaluated in the F3, F4 and F5 generations, in 2012, 2013 and 2014, in a randomized block design, with three replications. The reaction to Fusarium wilt was evaluated using a grading scale, in addition to yield and mass of 100 grains. There were significant differences between populations for all traits evaluated. Additive and non-additive effects were important for Fusarium wilt reaction, yield and 100 grain mass. Cultivar BRS Notável was the most promising parent to participate in new crosses, presenting estimates of general combining ability (gi) different from zero, favoring the increase in resistance to fusarium wilt (-0.51), yield (87.90) and mass of 100 grains (0.23). The populations BRS Notável / CNFC 15872, BRS Ametista / BRS Notável, BRS Notável / BRSMG Talismã and BRS Ametista / BRSMG Talismã were the most promising for obtaining lines. In the second study, 114 lines obtained from BRS Notável / BRS Ametista and BRS Notável / CNFC 15872 populations, selected for their high resistance to Fusarium wilt, yield and mass of 100 grains, were evaluated. The 114 lines and seven controls were evaluated in experiments in triple lattice design 11 x 11, in the years 2015 and 2016, for reaction to Fusarium wilt and visual grain analysis, both using a grading scale, in addition to yield and 100 grain mass. Analysis of variance and genetic and phenotypic parameters were estimated. Genetic variability was detected among lines for the four characters. The high estimates of heritability, above 63%, and of expected gain with direct selection indicated the possibility of obtaining genetic gains for each character alone (23.0% for fusarium wilt reaction, 12.3% for yield, 9.6% for mass of 100 grains and 10.5% for visual appearance of grains). The simultaneous selection of 24 lines (21%) for the four characters showed gains of 12.9% for reaction to Fusarium wilt, 5.6% for yield, 3.4% for mass of 100 grains and 6.1% for visual aspect of grain. Three lines stood out (CNFC 19126, CNFC 19205 and CNFC 19131), being superior to BRS Notável for all characters. In the third study, the genotyping of SNPs and SilicoDArT markers was carried out using the DArTseq technology in the F2 generation of a mapping population obtained from the cross between the cultivars of Mesoamerican origin BRS Notável (resistant), of carioca grain, and BRS Supremo (susceptible), with black grains. Seventy-three progenies were evaluated for reaction to Fusarium wilt, by means of a grading scale, in the years/generations 2018/F2:4 and 2019/F2:5, together with the parents and five controls, in a block design at the random, with three repetitions. Analysis of variance and genetic and phenotypic parameters were estimated. A genetic map with 463 markers was obtained, with a total length of 1598.6 cM and average distance between markers of 3.5 cM. The analysis of phenotypic data showed variability between progenies and possibility of success with selection, with high estimates of genetic variance, heritability (90.6%) and expected gain with selection (28.5%), based on the joint analysis. Three QTLs were identified explaining between 25.1 and 50.4% of the phenotypic variation, all on chromosome 7, one in each of the evaluated years/generations (FOP7.2NS/ 2018 and FOP7.3NS/ 2019) and another based on in the joint analysis (FOP7.1NS). These three QTLs intersected between their intervals, with high stability in different years/generations. Therefore, the inheritance of the reaction in cultivar BRS Notável is quantitative, with the presence of some genes with greater effect. The additive effect for QTL FOP7.1NS was -1.24, indicating increased resistance in the presence of the BRS Notável parent allele. The SNP marker “SNP_Chr07_28294499_M12143”, present in all QTLs, explained 44.8% of the variation based on the pooled analysis. This marker is indicated to obtain probes for further validation.eng
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dc.description.resumoA murcha de fusário, causada pelo fungo de solo Fusarium oxysporum f. sp. phaseoli, é uma doença de grande importância na cultura de feijão (Phaseolus vulgaris L.). O controle químico não é eficiente e o uso de cultivares resistentes, dentro de uma estratégia de manejo integrado, é a forma mais eficiente de controle dessa doença. Entretanto, existem poucas informações sobre o controle genético da reação à murcha de fusário e poucas cultivares de feijão carioca com nível de resistência satisfatório. Assim, foram realizados três estudos, com os objetivos de: identificar genitores e populações segregantes de feijão carioca com resistência à murcha de fusário e outros caracteres importantes; estimar parâmetros genéticos e fenotípicos e selecionar linhagens de feijão carioca com resistência à murcha de fusário, alta produtividade e massa de 100 grãos e bom aspecto visual de grãos; estudar o controle genético e identificar marcadores moleculares ligados a QTLs que controlem a reação à murcha de fusário na cultivar de feijão carioca BRS Notável. Todas as avaliações foram realizadas em Santo Antônio de Goiás-GO, na safra de inverno (semeadura em maio), em área com alta infestação do patógeno, com irrigação com pivô central. No primeiro estudo, foram avaliadas 21 populações obtidas dos cruzamentos em esquema de dialelo completo entre sete genitores com grão carioca e algum grau de resistência à murcha de fusário, juntamente com duas testemunhas. As populações foram avaliadas nas gerações F3, F4 e F5, nos anos de 2012, 2013 e 2014, em delineamento de blocos ao acaso, com três repetições. Foram avaliadas a reação à murcha de fusário, por meio de escala de notas, além da produtividade e massa de 100 grãos. Houve diferenças significativas entre as populações para todos os caracteres avaliados. Os efeitos aditivos e não aditivos foram importantes para reação à murcha de fusário, produtividade e massa de 100 grãos. A cultivar BRS Notável foi o genitor mais promissor para participar de novos cruzamentos, apresentando estimativas de capacidade geral de combinação (gi) diferentes de zero, favorecendo o aumento da resistência à murcha de fusário (-0,51), produtividade (87,90) e massa de 100 grãos (0,23). As populações BRS Notável / CNFC 15872, BRS Ametista /BRS Notável, BRS Notável / BRSMG Talismã e BRS Ametista / BRSMG Talismã foram as mais promissoras para a obtenção de linhagens. No segundo estudo, foram avaliadas 114 linhagens obtidas das populações BRS Notável / BRS Ametista e BRS Notável / CNFC 15872, selecionadas por apresentarem alta resistência à murcha de fusário, produtividade e massa de 100 grãos. As 114 linhagens e sete testemunhas foram avaliadas em experimentos em delineamento látice triplo 11 x 11, nos anos de 2015 e 2016, para a reação à murcha de fusário e análise visual de grãos, ambas por meio de escala de notas, além da produtividade e massa de 100 grãos. Foram realizadas análises de variância e estimados parâmetros genéticos e fenotípicos. Foi detectada variabilidade genética entre as linhagens para os quatro caracteres. As altas estimativas de herdabilidade, superiores a 63%, e de ganho esperado com a seleção direta indicaram a possibilidade de obtenção de ganhos genéticos para cada caráter isoladamente (23,0% para reação à murcha de fusário, 12,3% para produtividade, 9,6% para massa de 100 grãos e 10,5% para aspecto visual de grãos). A seleção simultânea de 24 linhagens (21%) para os quatro caracteres apresentou ganhos de 12,9% para reação à murcha de fusário, 5,6% para produtividade, 3,4% para massa de 100 grãos e 6,1% para aspecto visual de grãos. Três linhagens se destacaram (CNFC 19126, CNFC 19205 e CNFC 19131), sendo superiores à BRS Notável para todos os caracteres. No terceiro estudo foi realizada a genotipagem de marcadores SNPs e SilicoDArT utilizando a tecnologia DArTseq na geração F2 de uma população de mapeamento obtida do cruzamento entre as cultivares de origem mesoamericana BRS Notável (resistente), de grão carioca, e BRS Supremo (suscetível), com grãos pretos. Setenta e três progênies foram avaliadas para a reação a murcha de fusário, por meio de escala de notas, nos anos/gerações 2018/F2:4 e 2019/F2:5, juntamente com os genitores e cinco testemunhas, em delineamento de blocos ao acaso, com três repetições. Foram realizadas análises de variância e estimados parâmetros genéticos e fenotípicos. Foi obtido um mapa genético com 463 marcadores, com comprimento total de 1598,6 cM e distância média entre marcas de 3,5 cM. A análise dos dados fenotípicos mostrou variabilidade entre as progênies e possibilidade de sucesso com a seleção, com altas estimativas de variância genética, herdabilidade (90,6%) e ganho esperado com a seleção (28,5%), com base na análise conjunta. Foram identificados três QTLs explicando entre 25,1 e 50,4% da variação fenotípica, todos no cromossomo 7, sendo um em cada um dos anos/gerações avaliados (FOP7.2NS/ 2018 e FOP7.3NS/ 2019) e outro com base na análise conjunta (FOP7.1NS). Esses três QTLs apresentaram intersecção entre seus intervalos, com alta estabilidade nos diferentes anos/gerações. Portanto, a herança da reação na cultivar BRS Notável é quantitativa, com a presença de alguns genes de efeito maior. O efeito aditivo para o QTL FOP7.1NS foi de -1,24, indicando aumento da resistência na presença do alelo do genitor BRS Notável. O marcador SNP “SNP_Chr07_28294499_M12143”, presente em todos os QTLs, explicou 44,8% da variação com base na análise conjunta. Este marcador é indicado para obtenção de sondas para posterior validação.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpt_BR
dc.identifier.citationCAVALHEIRO, S. B. Seleção de genótipos e mapeamento de QTLs para resistência à murcha de fusário em feijão carioca. 2021. 104 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/12730
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Goiáspt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentEscola de Agronomia - EA (RMG)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 vulgarispor
dc.subjectDialelopor
dc.subjectParâmetros genéticospor
dc.subjectSeleção assistida por marcadores molecularespor
dc.subjectFusarium oxysporum f. sp. phaseolieng
dc.subjectDialleleng
dc.subjectGenetic parameterseng
dc.subject.cnpqCIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::CIENCIA DO SOLOpt_BR
dc.titleSeleção de genótipos e mapeamento de QTLs para resistência à murcha de fusário em feijão cariocapt_BR
dc.title.alternativeGenotype selection and QTLs mapping for resistance to fusarium wilt in carioca beaneng
dc.typeTesept_BR

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