Estudo de associação genômica ampla no melhoramento genético de milho para resistência a doenças

dc.contributor.advisorSouza, João Cândido de
dc.contributor.co-advisorSilva, Maikon Guerith Baptistella da
dc.contributor.refereeMarcal, Tiago de Souza
dc.contributor.refereeBaba, Viviane Yumi
dc.creatorCarmo, Camila Maria do
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/6271987696634475
dc.creator.orcidhttps://orcid.org/0009-0004-2909-9929
dc.date.accessioned2025-12-02T21:04:45Z
dc.date.issued2025-05-21
dc.description.abstractMaize (Zea mays L.) is one of the main agricultural crops in Brazil, with significant economic and social importance. However, diseases such as red and pale stunting, white spot, and southern corn leaf blight can severely compromise productivity, especially under conditions favorable to the development of pathogens or vectors. The use of genotypes with genetic resistance is an effective and sustainable strategy for managing these diseases. In this context, the present study aimed to conduct a genome-wide association study (GWAS) with 292 maize inbred lines, in order to identify potential genomic regions associated with responses to infections caused by red and pale stunting, white spot, and southern corn leaf blight. Field trials were carried out during the 2023 and 2024 growing seasons at GDM Genética do Brasil, in Cambé-PR, with phenotypic evaluations based on disease severity scales. Genotyping of the lines was performed using the high-density Illumina Maize 25K XT Infinium Array, containing 23,908 single nucleotide polymorphisms (SNPs). After obtaining the genotypic data, quality filters were applied using the ASRgwas package, excluding SNPs with a minor allele frequency (MAF) below 5% and markers or samples with a call rate below 90%. The genome-wide association analysis was also conducted using the ASRgwas package, employing the False Discovery Rate (FDR) method to reduce false positives. SNPs with an adjusted p-value below 0.05 were considered significant. Four SNPs significantly associated with susceptibility to stunting diseases were identified, located on chromosomes 2, 9, and 10. These markers explained approximately 14% of the observed phenotypic variation. No field occurrence of white spot or southern corn leaf blight was recorded. The results contribute to the identification of candidate genomic regions that may be explored in marker-assisted selection strategies in maize breeding programs. Continued studies with additional evaluations across more years, environments, and growing conditions are necessary to validate the identified regions, ensure the consistency of the observed associations, and enable the discovery of new genomic regions related to disease resistance, thereby expanding the genetic base available for the management of the target diseases.
dc.description.areastematicasdaextensaoTecnologia e produção
dc.description.notesArquivo retido a pedido da autoria, até novembro de 2026.
dc.description.odsODS 2: Fome zero e agricultura sustentável
dc.description.odsODS 12: Consumo e produção responsáveis
dc.description.resumoO milho (Zea mays L.) é uma das principais culturas agrícolas do Brasil, com grande relevância econômica e social. Entretanto, doenças como enfezamentos vermelho e pálido, a mancha branca e helmintosporiose comprometem significativamente a produtividade, principalmente sob condições favoráveis ao desenvolvimento dos patógenos ou vetores. O uso de genótipos com resistência genética constitui uma estratégia eficaz e sustentável para o manejo dessas doenças. Diante desse contexto, o presente trabalho tem por objetivo realizar um estudo de associação genômica ampla com 292 linhagens de milho, visando identificar potenciais regiões genômicas associadas a respostas a infecções causadas pelas doenças de enfezamento vermelho, enfezamento pálido, mancha branca e helmintosporiose. Os ensaios a campo foram conduzidos nas safras de 2023 e 2024, na empresa GDM Genética do Brasil, em Cambé-PR, com avaliações fenotípicas baseadas em escalas de severidade. A genotipagem das linhagens foi realizada por meio do chip de alta densidade Illumina Maize 25K XT Infinium Array, contendo 23.908 nucleotídeos de polimorfismo únicos (SNPs). Após a obtenção dos dados genotípicos, utilizando o pacote ASRgwas, aplicaram-se filtros de qualidade, excluindo SNPs com frequência do alelo minoritário (MAF) inferior a 5% e marcadores ou amostras com Call Rate abaixo de 90%. A análise de associação genômica ampla (GWAS) foi conduzida utilizando o mesmo pacote, empregando o método de controle da Taxa de Falsos Descobrimentos (FDR) para reduzir a ocorrência de associações falsas. Consideraram-se significativos os SNPs com p-valor ajustado inferior a 0,05. Foram identificados quatro SNPs significativamente associados à suscetibilidade aos enfezamentos, localizados nos cromossomos 2, 9 e 10. Esses marcadores explicaram aproximadamente 14% da variação fenotípica observada. Não foram constadas ocorrências de mancha branca e helmintosporiose a campo. Os resultados obtidos contribuem para a identificação de regiões genômicas candidatas que podem ser exploradas em estratégias de seleção assistida por marcadores em programas de melhoramento genético do milho. A continuidade dos estudos, com avaliações complementares em mais anos, ambientes e condições de cultivo, é necessária para validar as regiões identificadas, garantir a consistência das associações observadas e possibilitar a descoberta de novas regiões genômicas relacionadas à resistência, ampliando a base genética disponível para o manejo das doenças-alvo.
dc.description.sponsorshipGDM Seeds
dc.description.tipodeimpactoSociais
dc.description.tipodeimpactoTecnológico
dc.description.tipodeimpactoEconômicos
dc.description.tipodeimpactoOutros
dc.identifier.citationCARMO, Camila Maria do. Estudo de associação genômica ampla no melhoramento genético de milho para resistência a doenças. 2025. 53 p. Dissertação (Mestrado Profissional em Genética e Melhoramento de Plantas) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2025.
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufla.br/handle/1/60497
dc.language.isopt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Lavras
dc.publisher.collegeInstituto de Ciências Naturais (ICN)
dc.publisher.countrybrasil
dc.publisher.departmentDepartamento de Biologia
dc.publisher.initialsUFLA
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação Profissional em Genética e Melhoramento de Plantas
dc.rightsAttribution-ShareAlike 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/br/
dc.subjectMilho
dc.subjectMelhoramento genético
dc.subjectResistência a doenças
dc.subjectMarcadores genéticos
dc.subjectMarcadores moleculares
dc.subjectEstudo de associação genômica ampla
dc.subjectMaize
dc.subjectGenetic improvement
dc.subjectDisease resistance
dc.subjectGenomics
dc.subjectMolecular markers
dc.subjectGenetic markers
dc.subjectGenome-wide association study
dc.subjectCiências Agrárias
dc.subject.cnpqCiências Agrárias
dc.titleEstudo de associação genômica ampla no melhoramento genético de milho para resistência a doenças
dc.title.alternativeGenome-wide association study in maize breeding for disease resistance
dc.typedissertação

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