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Título: Identificação de QTLs de resistência ao mofo branco e de mecanismos bioquímicos envolvidos na resposta de defesa em feijoeiro
Título(s) alternativo(s): Identification of QTLs for resistance to white mold and biochemical mechanisms involved in the defense response in common bean
Autor : Antonio, Rafaela Priscila
Primeiro orientador: Santos, João Bosco dos
Primeiro membro da banca: Nunes, José Airton Rodrigues
Abreu, Ângela de Fátima Barbosa
Guimarães, Cláudia Teixeira
Área de concentração: Genética e Melhoramento de Plantas
Palavras-chave: Sclerotinia sclerotiorum
Phaseolus vulgaris
Marcadores SSR
Proteínas relacionadas à patogênese
Compostos fenólicos
SSR markers
SSR markers
Phenolic compounds
Data da publicação: 22-Set-2014
Referência: ANTONIO, R. P. Identificação de QTLs de resistência ao mofo branco e de mecanismos bioquímicos envolvidos na resposta de defesa em feijoeiro. 2011. 155 p. Tese (Doutorado em Genética e Melhoramento de Plantas)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2011.
Resumo: The purposes of the study were to identify and to map microsatellite markers (SSR) linked to quantitative trait loci (QTL) associated with resistance to white mold and evaluate biochemical mechanisms involved in defense response of common bean genotypes to this disease. For identification and mapping of markers, the parents were crossed and subsequently obtained the F2 generation. From 223 plants obtained in the F2 generation it was extracted the DNA, for the molecular evaluation with microsatellite polymorphic primers selected on parents. It was obtained 223 progenies F2:3 and F2:4 (derived from F2 plants), and they were used for phenotypic evaluations in the winter season of 2009 and rainy season of the 2009/2010, respectively. It was used the triple lattice design 15 x 15. It was detected significant genetic differences of resistance levels (P <0.01) among the progenies in all seasons, evaluated by the "Straw test". Heritability estimates for progenies F2:3 and F2:4 were moderate 55.81% and 72.33%, respectively. There was interaction progenies by seasons (P<0.01). The molecular and phenotypic data were used in the regression analysis. Markers were identified as potential for indirect selection for resistance to white mold, especially BM175, SSR-IAC159, ATA7 and ATA9 which were more stable. Out of the 40 polymorphic primers 29 showed segregation distortion and all were used to establish the linkage groups. It was obtained a partial molecular map with a total length of 550.65 cM. The composite interval mapping analyses identified four QTLs WM2.1, WM2.2, WM2.3 and WM2.4 which were stable and that had relatively high R ². This study showed which that reaction of common bean to white mold has quantitative inheritance due to at least the four identified QTLs. These results also showed that if the objective is to obtain lines for resistance to white mold, considering its quantitative nature, the selection must be made under the same conditions, to increase the chance of successful selection. For evaluation of the biochemical mechanisms the genotypes Ex Rico 23, G122, CNFC 9506 and M20 were evaluated in two experiments. In the first experiment, it was evaluated the reaction of these genotypes to white mold and in the second experiment it was evaluated the activity of defense enzymes, and quantification of total soluble phenolics and lignin in plants inoculated and not inoculated with S. sclerotiorum. The inoculation was carried out by Straw test. The G122, CNFC 9506 and Ex Rico 23 genotypes showed greater resistance to white mold (P<0.01), differing from the susceptible genotype M20. Increased activity of peroxidase (POX) and phenylalanine ammonia-lyase (PAL) was observed in genotypes Ex Rico 23 and G 122 in relation to the susceptible genotype M20. Increased activity of polyphenol oxidase (PPO) and chitinase (CHI) was observed in Ex Rico 23 genotypes and CNFC 9506. The genotypes CNFC 9506, Ex Rico 23 and G122 presented increased activity of β-1, 3-glucanase (GLU) and higher levels of lignin. No difference was observed in total soluble phenolic content in the four genotypes, with or without inoculation with S. sclerotiorum. The increased activity of defense enzymes may be indicative of their association of these enzymes with partial resistance to white mold in common bean.
Os objetivos do trabalho foram identificar e mapear marcadores do tipo microssatélite (SSR) ligados a Quantitative trait loci (QTLs) de resistência ao mofo branco e avaliar mecanismos bioquímicos envolvidos na resposta de defesa de genótipos de feijoeiro a esta doença. Para identificação e mapeamento de marcadores, os genitores foram cruzados e posteriormente foi obtida a geração F2. Das 223 plantas F2 obtidas foi extraído o DNA para avaliação molecular com primers microssatélite polimórficos selecionados nos genitores. Das plantas F2 foram obtidas também 223 progênies F2:3 e F2:4 que foram utilizadas para as avaliações fenotípicas na safra do inverno de 2009 e das águas de 2009/2010, respectivamente. Foi utilizado o delineamento látice triplo 15 x 15. Foram detectadas diferenças genéticas significativas (P<0,01) entre as progênies em todas as safras pelo método do "Straw test". As estimativas de herdabilidade foram moderadas, 55,81% e 72,33%, para as progênies F2:3 e F2:4, respectivamente. Houve interação safras x progênies (P<0,01). Os dados moleculares e fenotípicos foram utilizados nas análises de regressão. Marcadores foram identificados como potenciais para seleção indireta visando à resistência ao mofo branco, com destaque para BM175, SSR-IAC159, ATA7 e ATA9 que foram mais estáveis. Foi obtido um mapa molecular parcial com comprimento total de 550,65 cM. O método por intervalo composto identificou quatro QTLs, WM2.1, WM2.2, WM2.3 e WM2.4 que estão localizados entre os marcadores mais estáveis e que obtiveram R² relativamente elevado. O presente trabalho demostrou que a resistência do feijoeiro ao mofo branco possui herança quantitativa devido pelo menos aos quatro QTLs identificados. Esses resultados evidenciaram também que se o objetivo é obter linhagens para resistência ao mofo branco, pela sua natureza quantitativa, a seleção deve ser realizada nas mesmas condições de cultivo da cultura, para aumentar a chance de sucesso com a seleção. Para avaliação dos mecanismos bioquímicos foram avaliados os genótipos Ex Rico 23, G122, CNFC 9506 e M20 em dois experimentos. No primeiro experimento avaliou-se a reação desses genótipos a Sclerotinia sclerotiorum e no segundo avaliou-se a atividade das enzimas de defesa, quantificação de fenóis solúveis totais e lignina em plantas inoculadas e não inoculadas com S. sclerotiorum. A inoculação foi realizada pelo método Straw test. Os genótipos G122, CNFC 9506 e Ex Rico 23 apresentaram maior resistência ao mofo branco (P<0,01), diferindo do genótipo suscetível M20. Maior atividade de peroxidases (POX) e fenilalanina amônia-liase (PAL) foi observada nos genótipos Ex Rico 23 e G122 em relação ao genótipo suscetível M20. Maior atividade de polifenoloxidases (PPO) e quitinases (CHI) foi observada nos genótipos Ex Rico 23 e CNFC 506. Nos genótipos CNFC9506, Ex Rico 23 e G122 foram observadas maior atividade de β-1,3-glucanases (GLU) e maiores teores de lignina. Não se observou diferença nos teores de fenóis solúveis totais nos quatro genótipos avaliados, com ou sem inoculação com S. sclerotiorum. O aumento da atividade das enzimas de defesa pode ser indicativo da associação dessas enzimas com a resistência parcial ao mofo branco em feijoeiro.
URI: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/3875
Publicador: UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS
Idioma: pt_BR
Aparece nas coleções:DBI - Genética e Melhoramento de Plantas - Doutorado (Teses)



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