Caracterização fenotípica e molecular da diversidade genética em linhagens elite de arroz de terras altas

dc.contributor.advisorBotelho, Flávia Barbosa Silva
dc.contributor.co-advisorSouza, Lucimara Cruz de
dc.contributor.co-advisorSimão, Janine Magalhães Guedes
dc.contributor.refereeFerreira, Márcio Elias
dc.contributor.refereeRodrigues, Luana Alves
dc.contributor.refereeCastro, Adriano Pereira de
dc.creatorMoretti, Gabriel Noronha
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/8127215627397170
dc.creator.orcidhttps://orcid.org/0009-0002-2390-9439
dc.date.accessioned2025-10-06T14:35:17Z
dc.date.issued2025-07-23
dc.description.abstractRice (Oryza sativa L.) is one of the most cultivated and consumed cereals worldwide. In Brazil, to face the challenge of maintaining rice grain production, genetic breeding stands out as one of the most effective strategies. Genetic variability corresponds to the raw material for breeders to carry out selections in breeding programs. In addition, knowledge of this variability allows for the positioning of contrasting and complementary lines with greater precision for crossbreeding blocks. Thus, the objective is to study the genetic diversity existing among the elite lines of the Upland Rice Genetic Breeding Program of the Federal University of Lavras. In total, in the Cultivation and Use Value (VCU) trials including the 2023/24 and 2024/25 harvests, 27 lines were evaluated, whose characterization involved phenotypic and molecular analyses. For phenotypic analyses, the experiments were conducted in two locations during the 2023/2024 season: Lambari/MG and Patos de Minas/MG. In the 2024/25, the experiment was conducted only in the city of Lavras/MG. A randomized block design (DBC) with three replications was used, and the plots consisted of five 4 m rows, with 0.25 m spacing and a sowing density of 90 seeds/m. During the trials, the following characteristics were evaluated: number of days to flowering (DEF), grain yield (kg.ha-1 ), plant height (cm), milling rice yield and head rice yield (%). The data generated were subjected to joint analysis and analyzed using the mixed models approach. The BLUP averages were estimated to predict the performance of the genotypes using the R software. The 27 lines were grown in trays in the greenhouse of UFLA until the ideal stage for leaf collection. DNA extraction took place at the Molecular Genetics Laboratory of UFLA, and samples were sent to Embrapa Rice and Bean for amplification via PCR in three multiplex SSR panels, with eight markers each. Genotyping was performed by capillary electrophoresis (3500xL sequencer) and the fragments were analyzed in GeneMapper. The data were processed using the R software. Of the 24 microsatellite markers (SSR) initially used, 22 showed satisfactory amplification, a total of 81 alleles were detected, with a variation of 1 to 7 alleles per locus, resulting in an average of 3.68 alleles per marker. The observed heterozygosity (0.13) was lower than expected (0.45), and the inbreeding coefficient was high (0.72), indicating the presence of a large number of homozygous loci. The results obtained in this study demonstrate the existence of broad genetic diversity and phenotypic variability among the elite upland rice lines evaluated. It was possible to identify genotypes with superior performance for the characteristics of interest in rice cultivation, evidencing their potential use as future commercial cultivars or strategic parents in breeding programs, due to the assured genetic diversity, due to the use of phenotypic data in selection by independent levels of elimination, associated with molecular grouping, ensuring the choice of lines with good performance and distinct genetic groups. Among the highlights are the lines BRS-Esmeralda, BRSMG Caçula, CNAx20665-B-10, CNAx20665-B-1, CNAx20658-B-12, CNAx20650-B-17, CNAx20665-B-5, CNAx20651-B-29, CNAx20665-B-15, CNAx20651-B- 7, MP2021-129-3, MP1920-39-4, MP1920-43-3, MP1819-106-8, MP1920-86-5.
dc.description.areastematicasdaextensaoMeio ambiente
dc.description.areastematicasdaextensaoTecnologia e produção
dc.description.notesArquivo retido a pedido da autoria, até outubro de 2026.
dc.description.odsODS 2: Fome zero e agricultura sustentável
dc.description.odsODS 12: Consumo e produção responsáveis
dc.description.odsODS 13: Ação contra a mudança global do clima
dc.description.odsODS 15: Vida terrestre
dc.description.resumoO arroz (Oryza sativa L.) é um dos cereais mais cultivados e consumidos mundialmente, e diante do desafio de manter a produção sustentável, o melhoramento genético destaca-se como uma das estratégias mais eficazes. A variabilidade genética é a matéria-prima para a seleção, e permite o posicionamento estratégico de linhagens contrastantes e complementares em blocos de cruzamentos. Assim, objetivo foi avaliar a diversidade genética existente entre as linhagens elite do Programa de Melhoramento Genético de Arroz de Terras Altas da Universidade Federal de Lavras (UFLA). Ao todo, nos ensaios de Valor de Cultivo e Uso (VCU) incluindo as safras 2023/24 e 2024/25, foram avaliadas 27 linhagens, cuja caracterização envolveu análises fenotípicas e moleculares. Para as análises fenotípicas, os experimentos foram conduzidos em dois locais durante a safra 2023/2024, sendo eles: Lambari/MG e Patos de Minas/MG. Já na safra 2024/25, foi conduzido no munícipio de Lavras/MG. O delineamento utilizado foi de blocos casualizados (DBC) com três repetições, e as parcelas foram constituídas por cinco linhas de 4 m, com espaçamento de 0,25m e densidade de semeadura de 90 sementes/m. Durante a realização dos experimentos foram avaliadas as seguintes características: número de dias até o florescimento (DFL), produtividade de grãos (kg.ha-1 ), altura de plantas (cm), renda e rendimento de grãos inteiros (%). Os dados gerados foram submetidos a análise conjunta, e analisados utilizando a abordagem de modelos mistos. Estimou-se as médias BLUPs para predizer os desempenhos dos genótipos, por meio do software R. Para a caracterização molecular, as 27 linhagens foram cultivadas em bandejas na casa de vegetação da UFLA até o estágio ideal para coleta foliar. A extração de DNA ocorreu no Laboratório de Genética Molecular da UFLA, e amostras foram enviadas à Embrapa Arroz e Feijão para amplificação via PCR em três painéis multiplex de SSR, com oito marcadores cada. A genotipagem foi realizada via eletroforese capilar e os fragmentos analisados no GeneMapper. Os dados foram processados no software R. Dos 24 marcadores microssatélites (SSR) inicialmente utilizados, 22 amplificaram, foram detectados 81 alelos, com variação de 1 a 7 alelos por loco, resultando em uma média de 3,68 alelos por marcador. A heterozigosidade observada (0,13) foi inferior a esperada (0,45), e o coeficiente de endogamia elevado (0,72), indicando a presença de uma grande quantidade de locos em homozigose. Os valores de conteúdo de informação de polimorfismo (PIC) variaram de 0,00 (RM252) a 0,78 (4653), com média de 0,41. Osresultados evidenciam a existência de uma moderada diversidade genética entre as linhagens elite de arroz de terras altas avaliadas, sendo possível identificar genótipos com desempenho superior para as características de interesse na cultura do arroz, evidenciando seu potencial uso como futuras cultivares comerciais ou genitores estratégicos em programas de melhoramento, em função da diversidade genética assegurada, devido a utilização dos dados fenotípicos associados ao agrupamento molecular, garantindo a escolha de linhagens com bom desempenho e de grupos genéticos distintos. Entre os destaques, encontram-se as linhagens BRS-Esmeralda, BRSMG Caçula, CNAx20665-B-10, CNAx20665-B-1, CNAx20658-B-12, CNAx20650-B-17, CNAx20665-B-5, CNAx20651-B-29, CNAx20665-B-15, CNAx20651-B-7, MP2021-129-3, MP1920-39-4, MP1920-43-3, MP1819-106-8, MP1920-86-5.
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)
dc.description.tipodeimpactoSociais
dc.description.tipodeimpactoTecnológico
dc.description.tipodeimpactoEconômicos
dc.identifier.citationMORETTI, Gabriel Noronha. Caracterização fenotípica e molecular da diversidade genética em linhagens elite de arroz de terras altas. 2025. 72 p. Dissertação (Mestrado em Genética e Melhoramento de Planta) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2025.
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufla.br/handle/1/60365
dc.language.isopt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Lavras
dc.publisher.collegeInstituto de Ciências Naturais (ICN)
dc.publisher.countrybrasil
dc.publisher.initialsUFLA
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Genética e Melhoramento de Plantas
dc.rightsAttribution-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
dc.subjectOryza sativa L
dc.subjectDiversidade genética
dc.subjectMicrossatélites (SSR)
dc.subjectGenetic diversity
dc.subjectMicrosatellites (SSR)
dc.subject.cnpqCiências Naturais
dc.titleCaracterização fenotípica e molecular da diversidade genética em linhagens elite de arroz de terras altas
dc.title.alternativePhenotypic and molecular characterization of genetic diversity in elite lineages of upland rice
dc.typedissertação

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