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metadata.teses.dc.title: Herança genética da resistência a Fusarium verticillioides e estudo de associação genômica para resistência ao Complexo Tar Spot em milho
metadata.teses.dc.title.alternative: Genetic inheritance of resistance to Fusarium vertilciolioides and study of genomic association for resistance to Tar Spot Complex in maize
metadata.teses.dc.creator: Vieira, Paula Mikaely Henrique
metadata.teses.dc.creator.Lattes: http://lattes.cnpq.br/0423770480032897
metadata.teses.dc.contributor.advisor1: Souza, João Cândido de
metadata.teses.dc.contributor.referee1: Carvalho, Marcela Andrade
metadata.teses.dc.contributor.referee2: Souza, Vander Fillipe de
metadata.teses.dc.contributor.referee3: Santos, Heloisa Oliveira dos
metadata.teses.dc.contributor.referee4: Pereira, Welison Andrade
metadata.teses.dc.subject: Milho - Melhoramento genético
Milho - Resistência a doenças
Milho - Doenças fúngicas
Maize - Genetic improvement
Maize - Disease resistance
Maize - Fungal diseases
metadata.teses.dc.date.issued: 2-Sep-2019
metadata.teses.dc.description.sponsorship: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
metadata.teses.dc.identifier.citation: VIEIRA, P. M. H. Herança genética da resistência a Fusarium verticillioides e estudo de associação genômica para resistência ao Complexo Tar Spot em milho. 2019. 109 p. Tese (Doutorado em Genética e Melhoramento de Plantas) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2019.
metadata.teses.dc.description.resumo: O fungo Fusarium verticillioides e os que compõem o complexo tar spot, Phyllachora maydis, Monographella maydis e Coniothyrium phyllachorae, têm causado grandes prejuízos às lavouras de milho. Em virtude da resistência a esses patógenos ser um caráter quantitativo e apresentar alta influência ambiental, a obtenção de cultivares altamente resistentes é um grande desafio para o melhoramento genético. Nesse contexto, os objetivos deste estudo foram: i) Estudar a herança genética da resistência a Fusarium verticillioides, e a variabilidade genética disponível na população segregante; ii) Identificar progênies da população segregante para a resistência a F. verticillioides, com bom desempenho para produtividade; iii) Identificar, entre dois acessos com potencial para resistência a tar spot, oriundos do banco de germoplasma do CIMMYT, o que melhor contribuirá para a introgressão de genes de resistência em materiais elite e; iv) Identificar os genes associados a resistência, presentes nesses acessos via GWAS. Para o estudo da resistência a F. verticilliodes foram utilizadas duas linhagens previamente identificadas como contrastantes. A partir dessas foram obtidas as gerações F1, F2:3, RC11 e RC12. Estas gerações foram semeadas na safra 2017/2018 utilizando-se o delineamento em blocos casualizados com três repetições. No período de florescimento das plantas foi feita a inoculação artificial do patógeno. Utilizou-se o blotter test para a fenotipagem da incidência e severidade da doença. Para fins de genotipagem, foram testados 11 primers associados à resistência e foi realizada a análise de expressão pela método de RT-qPCR. Na safra de 2017/2018 as progênies F2:3 fora m amostradas para a avaliação da produtividade. No experimento para a identificação de acessos com resistência para TSC dois acessos foram cruzados com quatro linhagens elite do programa de melhoramento de milho do CIMMYT (CMLs). Foi obtida a geração F1 e esta foi retrocruzada com os parentais recorrentes, as CMLs. Ao final foram geradas oito populações que foram avaliadas em dois locais, El Portillo, México e Petén, Guatemala. As fenotipagens foram realizadas duas semanas, três e quatro semanas após a primeira avaliação. Foi obtido um bulk das progênies BC1S1 e BC1S2 de cada população e estas foram genotipados utilizando a plataforma DArT-Seq. Um total de 8.401 SNPs foram usados para o GWAS. Para ambos os experimentos a análise fenotípica foi realizada utilizando escala de notas, e foram calculadas as variâncias genéticas e fenotípicas, a herdabilidade e a acurácia. No estudo de herança da resistência a F. verticillioides ficou evidênciado que os parentais não eram totalmente contrastantes. Observou-se que existe variabilidade para a população segregante e que esta pode ser utilizada no melhoramento. O ganho com a seleção foi de -0,70. As progênies 61 e 69 obtiveram melhor desempenho tanto para resistência quanto para produtividade. No segundo experimento foi observado que o acesso GUAT153 apresentou melhor desempenho fenotípico, e foi considerado o melhor doador de alelos para a resistencia, à TSC. Verificou-se que os acessos OAXA280 e GUAT153 apresentaram diferentes alelos não encontrados nas CMLs. Foram identificados 11 SNPs de pequeno efeito envolvidos na à TSC. O acesso GUAT153 será útil na introgressão de alelos de resistência em genótipo elite, e contribu irá para o background da resistência, permitindo uma resistência duradoura dos genótipos melhorados.
metadata.teses.dc.description.abstract: Fusarium verticillioides fungi and the tar spot complex caused by the interaction of the fungi, Phyllachora maydis, Monographella maydis and Coniothyrium phyllachorae, have caused great damage to maize crops. The resistance to these pathogens is a quantitative trait and has a high environmental influence where obtain highly resistant cultivars is a major challenge for genetic improvement. In this context, the aim of this study were: i) Study the genetic inheritance of resistance to Fusarium verticillioides and the genetic variability available in the segregating population; ii) Identify progenies of the segregating population for resistance to F. verticillioides which present the best performance for productivity; iii) Identify, between two accessions with potential tar spot resistance, coming from the CIMMYT germplasm bank, which will best contribute to the introgression of resistance genes in elite materials, and identify the resistance-associated genes present in these accessions via GWAS. For the study of resistance to F. verticilliodes, it was used two lines previously identified as contrasting for resistance. From these were obtained the generations F1, F2:3, RC11 and RC12, they were sown in the 2017/2018 crop season applying the complete randomized block design with three replications. The artificial inoculation of the pathogen was made in the flowering period. The blotter test was used to phenotype the incidence and severity of the disease. For genotyping purposes, 11 previously obtained primers associated with resistance to F. verticillioides were tested. In the experiment for identification of resistant accessions to TSC, two accessions were crossed with four elite maize lines (CMLs) from the maize breeding program at CIMMYT. The F1 generation was obtained and was backcrossed with the recurrent parents, the CMLs. At the end, eight populations were generated. These were evaluated at two sites with high pathogen pressure, El Portillo, Mexico and Petén, Guatemala. The first phenotyping was performed two weeks after flowering, and then disease progression was assessed at two periods, 7 and 14 days after the first phenotyping. A bulk sample from the semi-inbred lines BC1S1 and BC1S2 for each population was obtained. The genotyping was performed using the DArT-Seq platform. A total of 8,401 SNPs were used for GWAS. For both experiments the phenotypic analysis was performed using a grade scale. The genetic and environmental variances, heritability and accuracy were calculated. The inheritance study of resistance to F. verticillioides shown that the parents were not totally contrasting. It was observed that there is variability for the segregating population and that it can be used for breeding. The gain with the selection was -0.70. The progenies 61 and 69 had better performance for both resistance and productivity. In the second experiment we observed that the GUAT153 accession presented better phenotypic performance, and that GUAT153 and OAXA280 presented different genes, not observed in the CMLs. Eleven small-effect SNPs involved in the resistance response to TSC were identified. The accessions carrying these alleles will be useful in the introgression of resistance alleles in elite germoplasm, and will contribute to the resistance background, allowing a lasting resistance of the improved genotypes.
metadata.teses.dc.description: Arquivo retido, a pedido da autora, até agosto 2020.
metadata.teses.dc.identifier.uri: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/36544
metadata.teses.dc.publisher: Universidade Federal de Lavras
metadata.teses.dc.language: por
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