tese
Identificação de região genômica associada à resistência do feijão-comum à Pseudocercospora griseola em condições de campo
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Universidade Federal de Lavras
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Departamento de Biologia
Programa de Pós-Graduação
Programa de Pós-graduação em Genética e Melhoramento de Plantas
Agência de fomento
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
Tipo de impacto
Áreas Temáticas da Extenção
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Dados abertos
Resumo
O feijão-comum (Phaseolus vulgaris L.) é uma das culturas mais importantes para a segurança
alimentar mundial, especialmente em países em desenvolvimento, onde é uma das principais
fontes de proteína vegetal. A mancha angular, causada pelo fungo Pseudocercospora griseola,
é uma das principais doenças que afetam a cultura, podendo causar perdas expressivas. O uso
de cultivares resistentes é uma das principais estratégias de controle dessa doença, reduzindo
significativamente as perdas de produção. Um dos exemplos disso foi a obtenção da linhagem
MAIII-16.159 resistente a isolados de P. griseola, a partir da parceria do programa de Genética
e Melhoramento de Plantas da Universidade Federal de Lavras com a EMBRAPA, no Brasil.
A identificação dos genes envolvidos na resistência é importante para compreender melhor os
mecanismos de defesa da planta e interação entre patógeno e hospedeiro, o que possibilita a
identificação e compreensão dos genes envolvidos nessa resposta de defesa. Logo, o objetivo
deste estudo foi identificar regiões genômicas associadas à resistência à P. griseola. Para isto,
utilizamos linhagens endogâmicas obtidas a partir de um cruzamento biparental de genitores
puros e contrastantes para resistência à P. griseola. O painel de estudos para identificar a resis-
tência à Mancha Angular foi composto por 180 linhagens endogâmicas derivadas do cruza-
mento entre MAIII-16.159 (resistente) e BRS Horizonte (suscetível), o qual apresentou um des-
vio significativo na proporção de segregação. As linhagens foram submetidas a fenotipagem e
genotipagem para a identificação de marcadores moleculares. A avaliação fenotípica da seve-
ridade da mancha angular das linhagens foi realizada em campo no estádio R8 conduzido em
DBC com duas repetições, em condições naturais de ocorrência do patógeno durante a safra das
águas de 2022/2023. Esse estádio fisiológico representa o ponto de maturação das vagens, in-
dicando o período em que ocorre o enchimento delas. A genotipagem foi realizada empregando
marcadores SNPs (Single Nucleotide Polymorphisms) e silico-DArT (Diversity Arrays
Technology). Os genes foram identificados utilizando a v2.1 da sequência genômica do feijão-
comum no Phytozome v1.16.9. Foi identificado um marcador significativo, o marcador
DART3819, localizado na posição 14.329.208 pb do cromossomo PV04. Esse marcador reve-
lou uma associação estatisticamente significativa com a resistência à mancha angular, apresen-
tando um efeito negativo (-0,92) que contribuiu para a redução da severidade da doença, expli-
cando 47% da variação fenotípica observada. Portanto, a linhagem MAIII-16.159 possui uma
região no cromossomo Pv04 associada a alelos de genes responsáveis pela resistência à P. gri-
seola no estádio R8 de desenvolvimento do feijão-comum.
Abstract
Common bean (Phaseolus vulgaris L.) is one of the most important crops for global food secu-
rity, especially in developing countries, where it is of the main sources of vegetable protein.
Angular leaf spot, caused by the fungus Pseudocercospora griseola, is one of the major diseases
affecting this crop, leading to significant losses. The use of resistant cultivars is a primary strat-
egy for disease control, reducing significantly crop production losses. An example of this is the
development of the MAIII-16.159 line, resistant to P. griseola isolates, through a partnership
between the Plant Genetics and Breeding Program at the Universidade Federal of Lavras and
EMBRAPA in Brazil. The identification of genes involved in resistance is important to better
understand the plant's defense mechanisms and interaction between pathogen and host, which
makes it possible to identify and understand the genes involved in this defense response. There-
fore, the objective of this study was to identify genomic regions associated with resistance to
P. griseola. For this, we used inbred lines obtained from a biparental cross of pure and con-
trasting parents for resistance to P. griseola. The study panel to identify resistance to Angular
Spot was composed of 180 inbred lines derived from the cross between MAIII-16.159 (re-
sistant) and BRS Horizonte (susceptible), which presented a significant deviation in the segre-
gation proportion. The lines were subjected to phenotyping and genotyping to identify molec-
ular markers. The phenotypic assessment of the severity of the angular spot of the strains was
carried out in the field at the R8 stage, conducted in DBC with two replications, under natural
conditions of occurrence of the pathogen during the 2022/2023 water harvest. This physiolog-
ical stage represents the point of maturation of the pods, indicating the period in which they fill.
Genotyping was carried out using SNPs (Single Nucleotide Polymorphisms) and silico-DArT
(Diversity Arrays Technology) markers. Genes were identified using v2.1 of the common bean
genomic sequence in Phytozome v1.16.9. A significant marker was identified, the DART3819
marker, located at position 14,329,208 bp of the PV04 chromosome. This marker revealed a
statistically significant association with resistance to angular spot, presenting a negative effect
(-0.92) that contributed to reducing the severity of the disease, explaining 47% of the observed
phenotypic variation. Therefore, the MAIII-16.159 line possesses a region on chromosome
Pv04 associated with gene alleles responsible for resistance to P. griseola at stage R8 of com-
mon bean development.
Descrição
Área de concentração
Agência de desenvolvimento
Palavra chave
Marca
Objetivo
Procedência
Impacto da pesquisa
Resumen
ISBN
DOI
Citação
MIRANDA, R. N. de. Identificação de região genômica associada à resistência do feijão-comum à Pseudocercospora griseola em condições de campo. 2023. 69 p. Tese (Doutorado em Genética e
Melhoramento de Plantas)–Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2023.
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