Please use this identifier to cite or link to this item: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/38495
metadata.teses.dc.title: Validação de uma plataforma de genotipagem (Coffee Axiom Chip - 26K) com aplicação em seleção genômica ampla e GWAS, em Coffea canephora
metadata.teses.dc.title.alternative: Validation of a genotyping platform (Coffee Axiom Chip – 26K) with application in genomic selection and gwas in Coffea canephora
metadata.teses.dc.creator: Carneiro, Fernanda de Araújo
metadata.teses.dc.creator.Lattes: http://lattes.cnpq.br/5245876738177934
metadata.teses.dc.contributor.advisor1: Andrade, Alan Carvalho
metadata.teses.dc.contributor.referee1: Gonçalves, Flávia Maria Avelar
metadata.teses.dc.contributor.referee2: Balestre, Márcio
metadata.teses.dc.contributor.referee3: Marraccini, Pierre Roger Rene
metadata.teses.dc.contributor.referee4: Silva Júnior, Orzenil Bonfim da
metadata.teses.dc.subject: Coffea canephora
Genomic Wide Association Study (GWAS)
Seleção genômica
Chip de genotipagem de DNA
Single Nucleotide Polymorphisms (SNP)
Genomic selection
DNA array
metadata.teses.dc.date.issued: 10-Jan-2020
metadata.teses.dc.description.sponsorship: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
metadata.teses.dc.identifier.citation: CARNEIRO, F. de A. Validação de uma plataforma de genotipagem (Coffee Axiom Chip - 26K) com aplicação em seleção genômica ampla e GWAS, em Coffea canephora. 2019. 172 p. Tese (Doutorado em Biotecnologia Vegetal) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2019.
metadata.teses.dc.description.resumo: O cafeeiro é uma espécie perene, de ciclo longo e, portanto, os programas de melhoramento genético convencional dessa espécie são demorados (vários anos) e de custo elevado. A geração de cultivares superiores via melhoramento genético ainda lida com o desafio de agregar simultaneamente, diversas características quantitativas de relevância agronômica e de qualidade de bebida. As plataformas de genotipagem em larga escala e, em especial, os chips de DNA, possibilitaram a identificação de uma alta densidade de SNPs cobrindo todo o genoma, e aliado a isso, os avanços recentes na genômica do cafeeiro, como o sequenciamento do genoma de referência de C. canephora, proporcionaram os recursos necessários para o avanço do melhoramento da espécie por seleção genômica e descoberta de genes por GWAS, embora os estudos no gênero Coffea utilizando as metodologias de genotipagem em larga escala ainda sejam poucos. O desenvolvimento e a validação de um chip de SNP 26K Axiom para C. canephora foi possível, cobrindo a maior parte da diversidade genética conhecida da espécie, incluindo também uma grande parte dos genótipos pertencentes aos principais programas de melhoramento do Brasil. De um total de 25.456 SNPs presentes no chip, 25.411 SNPs foram convertidos com sucesso e mais de 85% classificados como polimórficos. Unindo os dados de genotipagem em larga escala, utilizando o chip desenvolvido, e os dados fenotípicos gerados para 1.319 indivíduos de C. canephora, cultivados na Embrapa Cerrados (Planaltina-DF), realizou-se nesse trabalho: (i) estudo de associação genômica ampla (GWAS) e (ii) seleção genômica ampla para diversas características importantes no melhoramento do cafeeiro. A GWAS tem sido amplamente utilizada na análise genética de características complexas e a SG tem sido estudada para aumentar o ganho genético e reduzir a duração dos ciclos de reprodução, especialmente em se tratando de plantas perenes como é o cafeeiro. Uma grande quantidade de marcadores associados foi identificada na GWAS para diversas características, sugerindo a utilidade dos SNPs identificados no chip como um recurso potencial para a identificação de alvos genômicos e de genótipos superiores que seriam fontes de genes de interesse As análises de SG foram realizadas com o método G-BLUP e estimaram-se as herdabilidades e as acurácias. As características avaliadas nesse estudo apresentaram alta complexidade, pois são controladas por diversos genes, e baixa herdabilidade. A SG é uma abordagem promissora e inovadora a ser aplicada para o melhoramento de C. canephora, Na prática, comparando com a avaliação fenotípica tradicional, espera-se que GWAS e SG acelerem o ciclo de reprodução, mantenham a diversidade genética e aumentem o ganho genético por unidade de tempo, uma vez que indivíduos elite seriam selecionados em fase de muda.
metadata.teses.dc.description.abstract: Coffee is a perennial, long-cycle species and, therefore, conventional breeding programs of this species are time-consuming (several years) and costly. The generation of superior cultivars via genetic improvement still deals with the challenge of simultaneously aggregating several quantitative characteristics of agronomic relevance and the generation of superior cultivars via genetic improvement still deals with the challenge of simultaneously aggregating several quantitative characteristics of agronomic relevance and beverage quality. Large-scale genotyping platforms, and in particular DNA arrays, have enabled the identification of a high density of SNPs covering the entire genome, and in addition, recent advances in coffee genomics, such as the sequencing of the C. canephora reference genome, provided the necessary resources for the advancement of breeding of the species by genomic selection and gene discovery by GWAS, although Coffea genus studies using high-throughput genotyping methodologies are still few. The development and validation of a C. canephora 26K Axiom SNP array was possible, covering most of the known genetic diversity of the species, including also a large part of the genotypes belonging to the main breeding programs in Brazil. Of a total of 25,456 SNPs present on the array, 25,411 SNPs were successfully converted and more than 85% classified as polymorphic. Joining the high-throughput genotyping data, using the developed array, and the phenotypic data generated for 1,319 C. canephora individuals, cultivated at Embrapa Cerrados (Planaltina-DF), was carried out in this work: (i) genomic wide association study (GWAS) and (ii) genomic selection for several important characteristics in coffee breeding. GWAS has been widely used in the genetic analysis of complex traits and SG has been studied to increase genetic gain and reduce the duration of breeding cycles, especially in the case of perennial plants such as coffee. A large number of associated markers were identified in the GWAS for several characteristics, suggesting the usefulness of SNPs identified on the array as a potential resource for the identification of genomic targets and of higher genotypes that would be sources of genes of interest. GS analyzes were performed by the G-BLUP method and heritabilities and accuracy were estimated. The characteristics evaluated in this study presented high complexity, since they are controlled by several genes, and low heritability. GS is a promising and innovative approach to be applied for C. canephora breeding. In practice, in comparison with traditional phenotypic evaluation, GWAS and SG might now be employed to foster and accelerate the breeding programmes of C. canephora with a very good forecast of success in addition might maintain genetic diversity and increase the gain genetic selection per unit of time.
metadata.teses.dc.identifier.uri: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/38495
metadata.teses.dc.publisher: Universidade Federal de Lavras
metadata.teses.dc.language: por
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