Mapping of QTLs related with wood quality and developmental characteristics in hybrids (Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla)

Abstract

The present work aimed to characterize and identify QTLs for wood quality and growth traits in E. grandis x E. urophylla hybrids. For this purpose a RAPD linkage map was developed for the hybrids (LOD=3 and r=0.40) containing 52 markers and 12 linkage groups. Traits related to wood quality and growth were evaluated in the QTL analyses. QTL analyses were performed using chi-square tests, single-marker, interval mapping and composite interval mapping analyses. All approaches led to the identification of similar QTLs associated with wood density, cellulose pulp yield and percentage of extractives, which were detected and confirmed by both the interval mapping and composite interval mapping methodologies. Some QTLs regions were confirmed only by the composite interval mapping methodology: percentage of soluble lignin, percentage of insoluble lignin, CBH and total height. Overlapping QTLs regions were detected, and these, can be the result of major genes involved in the regulation and control of the growth traits by epistatic interactions. In order to evaluate the effect of early selection using RAPD molecular data, molecular markers adjacent to QTLs were used genotype selection. The analysis of selection differential values suggests that for all the traits the phenotypic selection at seven years should generate larger genetic gains than early selection assisted by molecular markers and the combination of the strategies should elevate the selection efficiency.

O presente trabalho teve como objetivos a caracterização e identificação de QTLs para características de crescimento e de qualidade da madeira em híbridos de eucalipto derivados do cruzamento entre E. grandis e E. urophylla. Para isso foi desenvolvido um mapa de ligação RAPD pouco saturado (LOD = 3 e r = 0,40) contendo 52 marcas e 12 grupos de ligação. Características de qualidade da madeira e características de crescimento foram avaliadas quanto à presença de QTLs. Foram utilizadas metodologias de mapeamento por marca simples, mapeamento por intervalo simples e mapeamento por intervalo composto para posicionamento e caracterização dos efeitos dos QTLs. Todas as análises geraram resultados consistentes que indicaram a existência de QTLs relacionados com a expressão das características densidade, rendimento de polpa e teor de extrativos confirmados pela metodologia de mapeamento por intervalo simples e pelo mapeamento por intervalo composto e, ainda, outras regiões de menor significância confirmadas apenas pela metodologia de mapeamento por intervalo composto (teor de lignina solúvel, teor de lignina insolúvel, DAP e altura total). A sobreposição de QTLs em determinadas regiões dos grupos de ligação pode ser resultado da existência de regiões do genoma mais importantes para o crescimento e desenvolvimento da planta, indicando a existência de blocos gênicos de maior efeito relacionados com a regulação e controle das características estudadas. Visando comparar o efeito da seleção assistida, marcadores moleculares adjacentes aos QTLs detectados foram considerados como critério para a seleção individual. A comparação dos valores dos diferenciais de seleção evidenciou que a seleção fenotípica aos 7 anos resulta em ganhos superiores à seleção precoce e a combinação das duas estratégias deve contribuir para um aumento na eficiência dos métodos de seleção.