Genética e Melhoramento
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Item Herança da resistência de Solanum lycopersicum a Phytophthora infestans (Mont.) De Bary(Universidade Federal de Viçosa, 2020-07-28) Caetano, Andréia da Silva; Silva, Derly José Henriques da; http://lattes.cnpq.br/1683463657500417O tomateiro é uma cultura que possui relevante importância sócioeconômica na agricultura brasileira. Mesmo diante deste cenário favorável, a tomaticultura é considerada uma atividade de elevado risco econômico e de grande complexidade agronômica. Dentre os principais problemas, a requeima, causada por Phytophthora infestans (Mont.) De Bary, é a principal doença foliar na cultura. No manejo dessa doença, uma das estratégias mais promissora é o desenvolvimento de cultivares resistentes, havendo, portanto, a necessidade de compreensão da herança relacionada a resistência. Em programas de melhoramento os estudos dos parâmetros genéticos auxiliam na escolha do melhor método de melhoramento a ser utilizado. Para estimação desses parâmetros são empregados dados observados em linhagens contrastantes (P 1 e P 2 ) e das gerações F 1 , F 2 , RC 1 e RC 2 . Devido a elevada taxa de progresso da doença, o surgimento de isolados cada vez mais patogênicos, que são resistentes aos fungicidas existentes, estudos que buscam novas fontes de resistência ao patógeno são importantes. Assim, o objetivo deste trabalho foi estudar a herança da resistência do tomateiro a requeima em populações obtidas a partir do cruzamento entre o acesso BGH-2127 x linhagem 163A. Os experimentos foram conduzidos na Unidade de Ensino, Pesquisa e Extensão “Horta Velha” do Departamento de Agronomia da UFV. O genitor P 1 é o acesso BGH-2127 (S. lycopersicum) e o genitor P 2 é a linhagem 163A, originada do cruzamento interespecífico entre o cultivar Santa Clara (S. lycopersicum) e o acesso BGH-6902 (S. habrochaites) resistente a requeima, ambos acessos do Banco de Germoplasma de Hortaliças da UFV. As plantas F 1 , originadas do cruzamento, foram avançadas para obtenção da geração F 2 e com posterior retrocruzamento com os genitores para obtenção das gerações RC 1 e RC 2 . A inoculação das plantas ocorreu aos 45 dias após o transplante no campo. A severidade da doença foi avaliada por meio de notas, utilizando escala diagramática. Foram estimadas as médias, variância aditiva, fenotípica, genética e ambiental. Para o modelo aditivo dominante, foram estimados os efeitos aditivos, dominantes e da média. Para o modelo completo foram estimados os efeitos das médias de todos os possíveis homozigotos, aditivos, dominantes e epistáticos: aditivo x aditivo, aditivo x dominante e dominante x dominante. O modelo aditivo dominante foi adequado para explicar a característica avaliada (R 2 =82 %). Para este modelo, o desvio de dominância foi o que obteve maior estimativa e variância, demonstrando grande influência no controle do caracter. Em condições de clima tropical, a resistência a requeima em tomateiro, derivado de genitores S. lycopersicum é uma característica oligogênica recessiva. Palavras-chave: Parâmetros genéticos. Solanum habrochaites. Estudo de herança e Requeima.Item Evolutionary history of Manihot carthagenensis (Euphorbiaceae) and allied species in eastern South America(Universidade Federal de Viçosa, 2018-06-28) Silveira, Thamyres Cardoso da; Oliveira, Luiz Orlando de; http://lattes.cnpq.br/4411732208380218Manihot Mill. (Euphorbiaceae) is a Neotropical genus with approximately 100 species. Manihot carthagenensis is a very polymorphic species and associated with dry environments, mostly the caatinga and the chaco. Currently, morphological criteria associated with geographic distribution distinguish three infraspecific taxa in M. carthagenensis: M. carthagenensis subsp. carthagenensis, M. carthagenensis subsp. glaziovii, and M. carthagenensis subsp. hahnii. Herein, we assembled multilocus datasets with DNA sequence data obtained from four nuclear genes (sts, ch_metE, g3pdh, and nia-i3) for 34 samples of the three subspecies of M. carthagenensis and 14 samples from 10 closely-related species and carried out Bayesian phylogenetic analyses. We also obtained microsatellite data from 19 representative populations sampled throughout most of the known range of M. carthagenensis to investigate genetic structure and diversity. Our phylogenetic study suggested that M. carthagenensis, as presently circumscribed, does not constitute a monophyletic clade, but represents three well-differentiated lineages: M. carthagenensis, M. glaziovii and M. hahnii. These three lineages were supported based on morphological differences, genealogical relationships, and vegetation associations. Microsatellite data suggest that M. carthagenensis consists of at least three distinct gene pools partly structured according to geography. We hyphothesized that these gene pools evolved in allopatry but remained interfertile and were able to produce hybrid zones after reconnecting. Thereby the genetic admixture is of recent origin and owing to population expansion.Item The translationally controlled tumor protein is necessary for potyvirus replication(Universidade Federal de Viçosa, 2016-11-21) Bruckner, Fernanda Prieto; Zerbini Junior, Francisco Murilo; http://lattes.cnpq.br/7962672282373013The translationally controlled tumor protein (TCTP) is widely distributed among eukaryotes. It is involved in the regulation of basic processes such as cell cycle progression, cell growth, stress protection and apoptosis. During tomato (Solanum lycopersicum) and Nicotiana benthamiana infection by the potyvirus Pepper yellow mosaic virus, an increase of TCTP mRNA levels was observed. Plants silenced for TCTP accumulate fewer viruses than control plants, showing the importance of that gene for potyvirus infection. In this work, TCTP involvement in potyvirus infection was analyzed in details using the potyvirus Turnip mosaic virus (TuMV). N. benthamiana plants silenced for TCTP accumulated fewer viruses than non-silenced plants. In addition, plants overexpressing TCTP transiently accumulated more viruses than control plants, confirming that TCTP has a positive effect on infection by different potyviruses. To study TCTP subcellular localization in potyvirus infected plants, TCTP fused to GFP was co- expressed with TuMV/6K2:mCherry. Confocal analysis has shown that TCTP co- localizes with 6K2-tagged structures such as replicative vesicles and the perinuclear globular structure that is typically observed in potyvirus-infected cells. Cellular fractioning demonstrated that TCTP is mainly present in the soluble fraction but is also associated with membranes. The co-localization of TCTP with 6K2-tagged vesicles and its presence in cellular membranous fractions suggests a possible involvement of TCTP in virus replication. To test this hypothesis, protoplasts obtained from TCTP silenced plants were infected with TuMV and its mutant TuMV VNN , which is defective for replication. The results showed that TuMV accumulation is reduced in silenced protoplasts, indicating that TCTP is necessary for replication. TCTP accumulation during infection was also analyzed. Viral infection induces TCTP mRNA expression, but not protein accumulation, suggesting that the TCTP mRNA and not the protein has a role in viral infection. To check this, we expressed a non-translatable form of TCTP RNA in plants and analyzed its effect in virus accumulation. The results showed that only the expression of a translatable RNA resulting in protein production is able to increase virus infection, indicating that the protein and/or the translation of TCTP is important for potyvirus replication.Item Influência de obstáculos naturais na divergência de populações de Astyanax bimaculatus na bacia do rio Doce - MG(Universidade Federal de Viçosa, 2001-08-13) Paiva, Samuel Rezende; Santos, Jorge Abdala Dergam dos; http://lattes.cnpq.br/3512838678422159Com o objetivo de avaliar os efeitos de obstáculos naturais na estruturação de populações em espécies de peixes de pequeno porte, foram analisados os padrões de semelhança molecular (marcadores do tipo RAPD- PCR) e morfológica (caracteres morfométricos e merísticos) em cinco amostras (cada uma de N=50) isoladas por cachoeiras ou barragens da espécie Astyanax bimaculatus (lambari-de-rabo-amarelo, tambiú), em dois afluentes do rio Doce, Minas Gerais (rios Casca e Matipó). Uma amostra adicional em outro afluente do rio Doce (rio Santo Antônio) foi realizada como controle para estimar os parâmetros de divergência genética na bacia. O padrão de variação de 28 loci permitiu caracterizar uma perda de alelos (25% dos loci) no rio Casca e conseqüente diminuição da variabilidade intrapopulacional (menor índice de heterozigosidade e porcentagem de loci polimórficos) em relação aos outros afluentes. No nível interpopulacional foi observado uma diferenciação genética significativa entre todos os três afluentes do rio Doce analisados (p<0,00001), com 21% da variância total obtida na AMOVA observada entre esses três afluentes (p<0,01806). Apenas uma das barreiras geográficas analisadas (localizada no rio Casca) foi efetiva populações à jusante e à montante (p<0,0016). na diferenciação das No rio Matipó, as populações localizadas à jusante e à montante da barragem são geneticamente similares (p<0,6469), e subsidiam a recomendação de adoção de mecanismos de transposição naquele empreendimento, para permitir a continuidade de fluxo gênico. No rio Casca, o padrão de variação de dois caracteres merísticos corroboraram os resultados das análises moleculares. Contudo, a Análise Discriminante Independente do Tamanho realizada com os 15 caracteres morfométricos não foi capaz de diferenciar claramente as populações, o que sugere a presença de apenas uma espécie do complexo A. bimaculatus na bacia do rio Doce. Com base nos dados, pode-se concluir que a diferenciação genética e morfológica de A. bimaculatus do rio Doce não está necessariamente associada à presença de cachoeiras, e que depende de fatores demográficos e/ou históricos dos obstáculos geográficos.Item Metodologias biométricas para seleção de progênies no melhoramento genético do cafeeiro(Universidade Federal de Viçosa, 2002-04-08) Bonomo, Paulo; Cruz, Cosme Damião; http://lattes.cnpq.br/5525383247295958Visando definir a melhor alternativa para avaliar o valor genético de indivíduos e progênies derivadas de cruzamentos de cafeeiros, assim como avaliar repetibilidade e performance genotípica do caráter produção de grãos, foram realizadas as seguintes análises biométricas: estimação de parâmetros genéticos, de ambiente e correlações; repetibilidade e performance genotípica do caráter produção de grãos; e avaliação de diferentes critérios de seleção. Foram estudadas progênies na geração F 3 , descendentes de cruzamentos entre o Híbrido de Timor com a variedade Catuaí, pertencentes ao programa de melhoramento genético da EPAMIG e UFV. Foram avaliadas em seis blocos casualizados, 28 progênies F 3 e a variedade Catuaí. Os dados de produção de grãos em anos individuais e combinação de anos, além de alguns caracteres vegetativos obtidos nas quatro colheitas iniciais, de 1997 a 2000, foram inicialmente analisados tomando as médias de parcelas. Considerando os tratamentos de efeito fixo, foi possível comparar as progênies entre si e em relação às testemunhas. Nas análises, cujo objetivo foi selecionar indivíduos superiores, os tratamentos foram admitidos de efeito aleatório. O conjunto de progênies avaliadas apresentou média de produção superior à das testemunhas, associada a grande variabilidade genética, sugerindo assim a possibilidade de se obter linhagens produtivas. Detectou-se variabilidade genética para caracteres vegetativos, indicando que, a partir do conjunto de progênies avaliadas, é possível obter linhagens que atendam a diferentes objetivos do melhoramento do cafeeiro. A seleção de indivíduos baseada na combinação da 2 a , 3 a e 4 a colheitas apresentou os maiores valores de repetibilidade de 0,48 e coeficiente de determinação de 73,55%, estimados pela técnica dos componentes principais baseada na matriz de correlações. Concluiu-se excluir das análises a primeira colheita, onde os genótipos não expressam integralmente seus potenciais. A performance genotípica mostrou resultados satisfatórios, quando avaliada pela estatística não paramétrica proposta por Linn e Binns (P i ) ponderada pelo coeficiente de variação residual, pois esta apresenta apenas um valor para análise e mostrou-se correlacionada com a produção. Considerando o desbalanceamento dos dados, os componentes de variância foram adequadamente estimados pelos processos da ANOVA, REML e ML. Além disso, um processo de estimação por meio da ANOVA aproximada também se mostrou adequado. A seleção combinada contemplou indivíduos de poucas progênies, o que pode causar estreitamento da base genética da população selecionada. A seleção entre e dentro, embora não tenha possibilitado selecionar alguns genótipos de alta produção, pertencentes a progênies intermediárias, mostrou-se mais balanceada que a seleção combinada. Porém, considera para seleção dentro de progênies apenas o valor fenotípico do indivíduo. A seleção baseada na estatística P i permitiu selecionar indivíduos pertencentes a diversas progênies, considerando apenas o valor fenotípico do indivíduo e a sua performance genotípica.Item Caracterização da resistência genética à mancha-angular e desenvolvimento de marcadores microssatélites para regiões específicas do genoma do feijoeiro(Universidade Federal de Viçosa, 2002-04-08) Caixeta, Eveline Teixeira; Oliveira, Aluízio Borém de; http://lattes.cnpq.br/5969425230895407A alta incidência de doenças tem sido considerada um dos principais fatores responsáveis pela baixa produtividade do feijoeiro no Brasil. Dentre as doenças que ocorrem em Minas Gerais, a mancha-angular, tem sido apontada como a mais importante da parte aérea. A grande variabilidade genética do patógeno que causa a mancha-angular (Phaeoisariopsis griseola), motiva o constante desenvolvimento de novos cultivares resistentes. Visando dar subsídios a programas de m elhoramento, foram identificadas cinco fontes de resistência à mancha-angular: México 54, AND 277, MAR-2, Cornell 49-242 e BAT 332. Em trabalhos anteriores, foram conduzidos estudos independentes de caracterização genética das quatro primeiras variedades. No presente trabalho, foi estudada a herança da resistência de BAT 332, tendo sido encontrado um gene dominante responsável por essa característica. Para auxiliar programas de melhoramento, foram identificados dois marcadores moleculares do tipo RAPD, OPAA07 950 e OPAO12 950 , ligados em fase de acoplamento a esse gene a uma distância de 5,10 e 5,83 cM, respectivamente. Posteriormente, foram conduzidos testes de alelismo entre as cinco fontes de resistência com o objetivo de entender a relação entre os genes de resistência presentes nessas fontes. Os dados obtidos sugeriram maior complexidade que a encontrada demonstrado nos que estudos Cornell de 49-242 herança possui realizados apenas um anteriormente. gene Foi dominante, denominado de Phg-3, e México 54 três genes distintos, Phg-2, Phg-5 e Phg-6. Em MAR-2 foram encontrados dois genes, um independente denominado de Phg-4 e outro uma forma alélica de um dos genes de México 54, designado de Phg-5 2 . BAT 332 possui um gene dominante, Phg-6 2 , o qual é uma forma alélica de outro gene de México 54. AND 277 possui um alelo de México 54, Phg-2 2 , um de Cornell 49-242, Phg-3 2 , e um de MAR-2, Phg-4 2 . Esses resultados são de especial importância para programas de melhoramento cujo objetivo é a piramidação de genes de resistência. Conhecendo os genes de resistência presentes nas fontes e entendendo a relação entre eles, o melhorista tem a oportunidade de escolher os genitores de seu programa de forma a obter variedade com o maior número e melhor combinação possível de genes de resistência. A maioria dos marcadores moleculares disponíveis para os programas de melhoramento do feijoeiro é do tipo RAPD. A incorporação de marcadores que revelem um maior nível de polimorfismo permite que genótipos relacionados possam ser distinguidos, cruzamentos entre indivíduos aparentados possam ser analisados e marcadores mais próximos do gene de interesse sejam identificados. Os marcadores microssatélites apresentam esse alto polimorfismo e a facilidade típica de marcadores baseados em PCR, no entanto, não têm sido utilizados em feijão pela inexistência de primers microssatélites desenvolvidos para essa espécie. Propôs-se, portanto, na terceira parte deste trabalho, o desenvolvimento desses marcadores para o feijoeiro. Foram obtidos 21 pares de primers que amplificaram bandas únicas e bem definidas, sendo que 15 apresentaram bandas polimórficas e 7 monomórficas. O número de alelos por loco variou de um a seis. A disponibilidade de marcadores moleculares co-dominantes, altamente informativos e de fácil obtenção como os microssatélites será de grande utilidade para os melhoristas e geneticistas que se dedicam ao feijoeiro.Item Novas metodologias de análise de interação genótipos x ambientes: análise combinada de estratificação, adaptabilidade e estabilidade e análise de representatividade ambiental(Universidade Federal de Viçosa, 2001-11-13) Murakami, Devanir Mitsuyuki; Cardoso, Antônio Américo; http://lattes.cnpq.br/0869571065393710Vários experimentos foram avaliados em três épocas (safrinha/96, safra normal 96/97 e safrinha/97), objetivando não apenas o conhecimento da "performance" de cultivares comerciais de milho, mas, principalmente, propor duas novas metodologias de análise da interação genótipos x ambientes: análise combinada de estratificação de ambientes e da adaptabilidade, com base na análise de fatores; e análise de representatividade ambiental, adaptando-se o método da análise dialélica. A "performance" dos híbridos foi analisada, considerando-se diversas variáveis mediante a utilização de análises de variância, metodologias de adaptabilidade e estabilidade e índice de seleção. Dadas as condições experimentais, alguns híbridos se destacaram por sua produtividade média, por seus resultados nas análises de estabilidade e adaptabilidade e índice de seleção e sem grandes problemas com acamamento, mas, para quebramento, foram detectados valores considerados altos. A praga vulgarmente conhecida como broca-da-cana destacou-se por atingir proporções maiores que 15% das plantas. Ressaltam-se, também, as altas porcentagens de espigas atacadas por pragas e doenças. Dentre as doenças foliares, a Phaeosphaeria maydis foi a mais marcante. A estratificação de ambientes, segundo a metodologia proposta, mostrou-se eficiente em reunir locais por suas similaridades de desempenho genotípico, além de ter apresentado grande potencial para se estudar a adaptabilidade de genótipos de modo mais eficiente que os métodos tradicionais, por apresentar resultados de acordo com a estratificação ambiental. A metodologia proposta para avaliação da capacidade representativa de locais revelou-se eficiente na determinação da capacidade de representatividade de locais, com a vantagem da facilidade de interpretação e execução. Essa metodologia também indica qual o melhor ambiente capaz de substituir o local de melhor capacidade geral de representatividade quando este apresentar algum imprevisto ou problema.Item Polimorfismos dos genes do hormônio de crescimento (PGH) e do fator de crescimento semelhante à insulina -I (IGF-I) em suínos(Universidade Federal de Viçosa, 2001-08-28) Wenceslau, Amauri Arias; Lopes, Paulo Sávio; http://lattes.cnpq.br/5414392657020703Objetivou-se com este trabalho investigar possíveis alterações nas seqüências de nucleotídeos nos genes do hormônio de crescimento (GH) e do fator de crescimento semelhante à insulina -I (IGF-I) em suínos de raças divergentes. O GH é expresso pelos somatótrofos da hipófise anterior e o fígado é a maior fonte do IGF-I. Entre os hormônios diretamente envolvidos no crescimento e na composição corporal dos animais, o GH é o maior fator endócrino regulador do desenvolvimento muscular, e entre os fatores que mediam os efeitos do GH, está o IGF-I, cujas funções integram nutrição e o crescimento muscular dos animais. Devido à importância que desempenham na fisiologia dos animais, os genes que sintetizam esses dois hormônios são considerados candidatos para características de crescimento e composição de carcaça nos suínos. A estratégia usada neste estudo foi o seqüenciamento automático das principais regiões desses genes em raças de suínos, com diferenças quanto à taxa de crescimento e acúmulo de gordura. Foram analisados os seqüenciamentos de três varrões da raça nativa Piau (suíno tipo banha) e de dezoito matrizes comerciais, oriundas de cruzamentos entre as raças Landrace, Large White e Pietrain (suíno tipo carne). Este trabalho foi dividido em dois capítulos, que tratam dos polimorfismos observados nos genes PGH e IGF-I, respectivamente. Foi comparada a seqüência dos dois genes das raças divergentes e às depositadas no GenBank, sob os números M17704 e X64400. As seqüências do gene PGH, obtidas por seqüenciamento, apresentaram deleções, inserções e substituições quando comparadas com a do GenBank. Entre os animais, muitas dessas variações não alteraram o sítio para enzimas de restrição; entretanto, foram observadas algumas variações que mudaram o sítio, diferenciando as duas raças. Algumas variações na região do éxon mudaram os códons de síntese de aminoácidos. Verificou-se também um polimorfismo na região TATA- box do PGH. Os seqüenciamentos da região promotora e dos éxon I e II do gene IGF-I revelaram ser este muito conservado entre todos os animais da população, apresentando apenas duas variações na região 3’ do gene, que podem ser detectáveis por meio de enzimas de restrição, diferenciando os varrões da raça nativa Piau das matrizes comerciais. Observa-se pela análise de fragmentos de DNA do microssatélite localizado na região 5’ do gene IGF-I revelou que é polimórfico e que poderá, como os polimorfismos encontrados nos genes PGH e IGF-I, ser utilizado em investigações futuras, na geração filial F2, como possíveis marcadores para características de produção dos suínos.Item Analyses of sequential weights of Nellore cattle using multiple trait and random regression models(Universidade Federal de Viçosa, 2001-11-13) Nobre, Paulo Roberto Costa; Lopes, Paulo Sávio; Adair Joséhttp://lattes.cnpq.br/7892751172827491The objective of the first study was to obtain genetic parameters for sequential weights of beef cattle using RRM on data sets with missing and no missing traits, and to compare these estimates with those obtained by MTM. Growth curves of Nellore cattle were analyzed using body weights measured at ages ranging from 1 day (birth weight) to 733 days. Two data samples were created: one with 71,867 records from herds with missing traits and the other with 74,601 records from herds with no missing traits. Records preadjusted to a fixed age were analyzed by a multiple trait model (MTM), which included the effects of contemporary group, age of dam class, additive direct, additive maternal, and maternal permanent environment. Analyses were by restricted maximum likelihood (REML) with 5 traits at a time. The random regression model (RRM) included the effects of age of animal, contemporary group, age of dam class, additive direct, additive maternal, permanent environment, and maternal permanent environment. Legendre cubic polynomials were used to describe the random effects. Estimates of covariances by MTM were similar for both data sets, although those from the missing data set showed more variability from age to age. The estimates from RRM were similar to those from MTM only for the complete -trait case and showed large artifacts for the case of missing traits. Estimates of additive direct-maternal correlations under RRM for some ages approached -1.0, and most likely contained artifacts. If many traits are missing, the best approach to obtaining parameters for RRM would be conversion from smoothed MTM estimates. The purpose of the second study was estimation of parameters of models and data sets as in the first study by a Bayesian methodology – Gibbs sampling, and to make comparisons with their estimates by REML. Analyses were by a Bayesian method for all 9 traits. MTM estimated covariance components and genetic parameters for birth weight and sequential weights and RRM for all ages. Estimates of additive direct variance from herds with missing traits increased from birth weight through weight at 551 to 651 days with MTM. However, this component also increased for the sample with no missing traits after this age. Additive direct and residual estimated variance with RRM increased over all ages for both samples. For MTM, additive direct and maternal heritabilities were greater from the sample with herds with missing traits than those values from herds with no missing traits. The estimates from RRM were slightly lower than those from MTM for the sample with no missing traits; however, additive maternal heritabilities from MTM were greater than those using RRM. The estimated additive direct genetic correlations for each pair of traits were slightly higher for the first age (birth weight) using MTM than RRM. The range of additive maternal genetic correlations was lower than that for additive direct genetic correlations with MTM and RRM. Due to the fact that covariance components based on RRM were inflated for herds with missing traits, MTM should be used and converted to covariance functions. As well, for analyses with standard models where inferences on shapes of parameters are not important, analyses by REML may be more robust. The first goal of the third study was to implement the genetic evaluation of weights for a large population of beef cattle using the random regression model. The second goal was to compare these evaluations with those obtained from a multitrait evaluation. Expected progeny differences (EPD) were computed by two methods: a finite method using sparse factorization (SF) and interating (IT) by preconditioned conjugate gradient (PCG). The correlations between EPDs from MTM and RRM by SF and IT were ≤ .43 until the random regressions were orthogonalized. After orthogonalization high computing requirements of RRM were reduced by removing regressions corresponding to very low eigenvalues and by replacing the random error effects with weights. Correlations between EPDs from MTM and RRM for the additive direct effect were .87, .89, .89, .87, and .86 for W1 (weight at 60 days), W2 (weight at 252 days), W3 (weight at 243 days), W5 (weight at 426 days), and W7 (weight at 601 days), respectively. The corresponding correlations for the additive maternal effect were .85, .86, .88, .85 and .84, respectively. These low correlations were mostly due to differences in variances between the models and, to a lesser degree, due to better accounting for environmental effects and more data by RRM. The RRM applied to beef weights may be poorly conditioned numerically.Item Avaliação do potencial embriogênico de cultivares de soja e transformação com o gene citrato sintase(Universidade Federal de Viçosa, 2002-02-20) Gesteira, Abelmon da Silva; Moreira, Maurilio Alves; http://lattes.cnpq.br/2169518139803448Avaliou-se o potencial genético de nove cultivares de soja em relação à embriogênese somática utilizando 2,4-D como agente indutor a fim de selecionar os genótipos mais responsivos para serem transformados com o gene que codifica a citrato sintase (CS). Foi verificado um efeito marcante do genótipo nas respostas morfogênicas. Os cultivares Spring, CAC-1 e COODETEC 201 apresentaram as melhores respostas, com médias de produções de embriões por cotilédone de 32,63, 27,60 e 26,80, respectivamente. Cinco cultivares foram utilizados na fase de proliferação. Destes, os cultivares CAC-1 e Spring apresentaram altas freqüências de formação de agregados de embriões secundários, 90,6% e 91,6%, respectivamente. Para avaliar a fidelidade genética das plantas regeneradas por este sistema embriogênico foram utilizados marcadores RAPD. Vinte “primers” foram usados para avaliar 44 regenerantes do cultivar Spring e 28 do cultivar CAC-1. Três “primers” apresentaram bandas polimórficas para dois regenerantes do cultivar Spring, em relação à planta matriz, com uma freqüência de variação somaclonal de 4,5%. Para ‘CAC-1’, quatro “primers” mostraram polimorfismos em um regenerante, com freqüência de variação de 3,5%. Estes resultados mostram que marcadores RAPD podem ser utilizados para assegurar a estabilidade genética de plantas regeneradas via sistema de embriogênese somática em soja, garantindo a fidelidade genética dos regenerantes. A taxa de variação somaclonal, avaliada em nível molecular, foi relativamente baixa para as plantas regeneradas (menor que 5%) quando comparado às relatadas para outras espécies. Portanto, o protocolo de embriogênese somática com 180 μM de 2,4-D foi usado para obter plantas de soja geneticamente modificadas com o gene CS. Após seleção dos cultivares mais responsivos à embriogênese, seguiu-se a transformação genética. Cotilédones dos cultivares Spring e CAC-1 foram utilizados para avaliar o nível de expressão transitória em resposta à transformação mediada por Agrobacterium com o auxílio da sonicação. O tempo de sonicação foi de 2 segundos e os cotilédones foram co-cultivados em meio MSD40 suplementados e não-suplementado com acetossiringona (100 μM). A freqüência relativa da expressão transitória de gene GUS, na face adaxial dos cotilédones, foi de 13,9% e 19,3% para os cultivares CAC-1 e Spring, respectivamente, quando acetossiringona foi empregado. Porém, na ausência de acetossiringona, a freqüência relativa reduziu para 0,37% e 1,46% para CAC-1 e Spring, respectivamente. A avaliação da expressão transitória na otimização de sistemas de transformação serviu como suporte para transformação com o gene CS. Agregados de embriões do cultivar CAC-1 foram transformados com o gene (CS) de Daucus carota e de Escherichia coli. Um total de 26 embriões transformados com o gene CS de D. carota e 31 com o gene CS de E. coli chegaram à fase final para conversão em plantas. Quando colocados no meio de conversão e germinação o processo de conversão foi iniciado com a emissão dos primeiros folíolos. No entanto, logo em seguida iniciava um forte processo de necrose dos folíolos com conseqüente morte das plântulas. Sugere-se que o efeito necrótico observado nos folíolos das plântulas transgênicas poderia estar associado ao nível de expressão do gene CS. Uma superexpressão desse gene levaria ao acúmulo de citrato nas folhas, inibindo a respiração o que acarretaria acúmulo de piruvato. Piruvato em excesso na folha é utilizado na síntese de lactato, causando elevação na acidez. Este fato promoveria a necrose observada nos folíolos das plântulas de soja transformadas com o transgene CS.