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metadata.teses.dc.title: Mapeamento de genes de resistência a diferentes isolados de Colletotrichum lindemuthianum e seleção recorrente visando à resistência a antracnose do feijoeiro
metadata.teses.dc.title.alternative: Mapping of resistence genes to different strains of Colletotrichum lindemuthianum and recurrent selection aiming resistance to anthracnose in common bean
metadata.teses.dc.creator: Costa, Larissa Carvalho
metadata.teses.dc.creator.Lattes: http://lattes.cnpq.br/1222870512900955
metadata.teses.dc.contributor.advisor1: Souza, Elaine Aparecida de
metadata.teses.dc.contributor.referee1: Chiorato, Alisson Fernando
metadata.teses.dc.contributor.referee2: Abreu, Ângela de Fatima Barbosa
metadata.teses.dc.contributor.referee3: Ramalho, Magno Antônio Patto
metadata.teses.dc.contributor.referee4: Souza, Thiago Livio Pessoa Oliveira de
metadata.teses.dc.subject: Phaseolus vulgaris
Feijão - Melhoramento genético
Feijão - Resistência a doenças
Feijoeiro - Antracnose
Beans - Genetic improvement
Beans - Disease resistance
Common bean - Anthracnose
metadata.teses.dc.date.issued: 27-May-2019
metadata.teses.dc.description.sponsorship: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
metadata.teses.dc.identifier.citation: COSTA, L. C. et al. Mapeamento de genes de resistência a diferentes isolados de Colletotrichum lindemuthianum e seleção recorrente visando à resistência a antracnose do feijoeiro. 2019. 109 p. Tese (Doutorado em Genética e Melhoramento Vegetal)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2019.
metadata.teses.dc.description.resumo: A grande variabilidade do fungo Colletotrichum lindemuthianum, agente causal da antracnose do feijoeiro, tem dificultado a obtencão de cultivares com resistência durável a esse patógeno. Além da variabilidade de raças fisiológicas que tem sido identificada, variabilidade dentro de raças também tem sido relatada. Nesse contexto, os objetivos desse estudo foram: i) Identificar regiões genômicas associadas à resistência a diferentes isolados da raça 65 de C. lindemuthianum, uma das mais importantes raças deste fungo no Brasil. ii) Desenvolver e avaliar a eficiência de um programa de seleção recorrente como alternativa para a obtenção de resistência durável à antracnose do feijoeiro. Para atingir o primeiro objetivo, foram utilizadas duas abordagens de mapeamento: O mapeamento tradicional por ligação, utilizando uma população F2, derivada do cruzamento entre as cultivares de feijoeiro, BRS Estilo x Ouro Vermelho, as quais são contrastantes quanto a reação a dois isolados diferentes da raça 65 de C. lindemuthianum e, também, o mapeamento associativo, utilizando um painel diverso de 189 acessos do banco de germoplasma de feijoeiro da Universidade Federal de Lavras, com variação fenotípica para cinco isolados diferentes dessa mesma raça. As 189 linhagens do banco de germoplasma e 400 indivíduos da população F 2 do cruzamento entre BRS Estilo x Ouro Vermelho, bem como os parentais, foram genotipados, utilizando o BARCBEAN6K_3 Illumina SNP chip com 5398 SNPs. Para o desenvolvimento do programa de seleção recorrente, uma mistura de sementes de 45 populações F2 (população S 0), derivadas do cruzamento dialélico entre dez linhagens de feijoeiro, foi utilizada para a formação da população base. Essas linhagens possuem variabilidade quanto a reação a diferentes isolados de C. lindemuthianum. Cinco ciclos de avaliação, seleção e recombinação entre as plantas S0 mais resistentes a isolados das raças 65, 73, 81 e 89 foram realizados e cerca de 40 progênies S0:2 foram obtidas em cada ciclo. O resultado do mapeamento, utilizando a população biparental derivada do cruzamento entre BRS Estilo x Ouro Vermelho e dois isolados diferentes da raça 65 de C. Lindemuthianum, revelou a presença de marcadores completamente ligados a regiões genômicas associadas a resistência cada um d os dois isolados utilizados, distantes 1.8cM um do outro, no cromossomo Pv04. Pelo mapeamento associativo foram identificados Quantitative Trait Loci (QTLs) de grande efeito associados à resistência a esses dois isolados, nessa mesma posição e, também, em outras posições do Pv04. Além disso, foram identificados QTLs associados a resistência a outros três isolados da raça 65 nos cromossomos Pv04, Pv05, Pv10 e Pv11. Este é o primeiro trabalho de mapeamento de genes de resistência em Phaseolus vulgaris, que utiliza isolados diferentes pertencentes a mesma raça de C. lindemuthianum. Os resultados indicam que as regiões genômicas que controlam a resistência à raça 65 de C. lindemuthianum variam de acordo com o isolado utilizado. Algumas cultivares com alelos de resistência à raça 65 de C. lindemuthianum, já identificados, também foram avaliadas quanto à reação aos cinco isolados da raça 65 utilizados no presente trabalho, e, estas, apresentaram reação diferente a cada um desses isolados. Em relação à seleção recorrente, por este método foi possível realizar três ciclos seletivos por ano. Após cinco ciclos seletivos, foi observado progresso genético de 7,4% e 10,7% para dois isolados diferentes da raça 65 e de 9,0%, 9,0% e 8,0% para os isolados das raças 73, 81 e 89, respectivamente. Ademais, houve um aumento no número de progênies resistentes a um maior número de isolados de C. lindemuthianum no decorrer dos ciclos seletivos, evidenciando a eficiência do método. Se as progênies oriundas desse programa forem conduzidas pelo método bulk dentro de progênies S 0, sabe-se que ao final do processo as progênies serão compostas por misturas de linhas puras. Se o melhorista optar por utilizar essa mistura de linhas puras como cultivar, esta apresentará alelos de resistência piramidados entre e dentro das linhas puras que a compõe, o que pode propiciar uma maior estabilidade e durabilidade da resistência frente a grande variabilidade entre e dentro de raças de C. lindemuthianum.
metadata.teses.dc.description.abstract: The large variability of Colletotrichum lindemuthianum fungus, the causal agent of anthracnose in the common bean, has made it difficult to obtain cultivars with durable resistance to this pathogen. Variability within races has been reported in addition to the variability of identified physiological races. In this context, the objectives of this study were to i) identify genomic regions associated with the resistance to different C. lindemuthianum strains, one of the most significant races of this fungus in Brazil; and ii) develop and evaluate the efficiency o f a recurrent selection program as an alternative to obtain durable resistance to anthracnose in common bean. To reach the first objective, we employed two mapping approaches: the traditional mapping by linkage analysis, using an F2 population derived from the cross between BRS Estilo x Ouro Vermelho common bean cultivars, which are contrasting regarding the reaction to two different C. lindemuthianum strains of race 65; and the association mapping, using a panel of 189 accessions of the common bean germplasm bank of the Universidade Federal de Lavras, with phenotypic variation for five different strains of the same race. We genotyped the 189 common bean lines of the germplasm bank and 400 individuals from the F 2 population of the cross between BRS Estilo x Ouro Vermelho, as well as the parental, using the BARCBEAN6K_3 Illumina SNP chip with 5398 SNPs. For the development of the recurrent selection program, we used a mixture of seeds from 45 F2 populations (S0 population) derived from the diallelic cross among ten common bean lines to form the base population (Cycle 0).. These common bean lines present variability regarding different C. lindemuthianum strains. From cycle 0, we performed five evaluation, selection and recombination cycles among the S 0 plants most resistant to strains of races 65, 73, 81 and 89, obtaining approximately 40 S0:2 progenies in each cycle. The result of the mapping using the biparental population derived from the cross between BRS Estilo x Ouro Vermelho and two different strains of C. lindemuthianum, race 65, revealed the presence of markers completely linked to genomic regions associated with resistance to each of the two strains used, on the Pv04 chromosome, distant 1.8cM from each other. Through the association mapping, we identified significant Quantitative Trait Loci (QTLs) associated with the resistance to both strains this same position as well as in other positions of the Pv04. Furthermore, we identified QTLs associated with resistance to three other strains of race 65 on chromosomes Pv04, Pv05, Pv10, and Pv11. This is the first study about mapping of resistance genes in Phaseolus vulgaris using different strains belonging to the same race of C. lindemuthianum. The results indicate that the genomic regions that control resistance to C. lindemuthianum, race 65, vary according to the strain used. Some common bean lines with, already identified resistance alleles to C. lindemuthianum, race 65, were also evaluated regarding the reaction to the five strains of race 65 used in the present study, presenting a different reaction to each of these strains. Concerning the recurrent selection, we were able to perform three selective cycles per year using this method. After five selective cycles, we observed genetic progress of 7.4% and 10.7% for two different strains of race 65 and 9.0%, 9.0%, and 8.0% for the strains of races 73, 81, and 89, respectively. Moreover, there was an increase in the number of progenies resistant to a higher number of C. lindemuthianum strains during the selective cycles, demonstrating the efficiency of the method. If the progenies derived from this program are conducted by the bulk method within S0 progenies, the progenies will be composed of mixtures of pure common bean lines at the end of the process. If the breeder chooses to use this mixture of pure lines as a cultivar, it will present pyramided resistance alleles among and within the pure lines that compose the mixture, which can provide higher stability and durability of the resistance against the large variability among and within C. lindemuthianum races.
metadata.teses.dc.description: Arquivo retido, a pedido da autora, até maio 2020.
metadata.teses.dc.identifier.uri: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/34406
metadata.teses.dc.publisher: Universidade Federal de Lavras
metadata.teses.dc.language: por
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