Diversidade genética e estrutura populacional de progênies meios irmãos e irmãos completos de maracujazeiro azedo

Abstract

Nas últimas décadas, houve uma expressiva expansão dos cultivos de maracujazeiro azedo nas diversas regiões brasileiras. Entretanto, a produtividade média dos cultivos é considerada baixa, frente ao potencial de produção da cultura. Fatores, como falta de cultivares adaptados a diversas regiões de produção, e alta incidência de pragas e doenças, são os limitantes para aumento da produtividade da cultura. Pesquisas visando superar estes entraves, principalmente de melhoramento genético, que visam o lançamento de cultivares superiores estão sendo desenvolvidas. O sucesso desses programas está intrinsicamente ligado ao conhecimento da estrutura e diversidade genética das populações trabalhadas e, dessa forma, permitem ao melhorista traçar eficientes estratégias de seleção para obtenção de maiores ganhos. Objetivou- se com este trabalho estudar e comparar a estrutura e a diversidade genética de progênies de meios irmãos e irmãos completos de Passiflora edulis Sims, comumente utilizadas no melhoramento da cultura. Duas progênies híbridas de irmãos completos (PHA e PHB) foram obtidas por cruzamento controlado de genitores contrastantes e uma progênie de meios irmãos foi obtida a partir de polinização aberta (PPA). Um total de 36 genótipos de cada progênie de irmãos completos e 45 genótipos da progênie de meios irmãos, juntamente com seus genitores foram analisados com marcadores SSR. A estrutura genética das populações foi verificada por meio de meio de uma abordagem bayesiana no Software Structure, e da AMOVA de Excoffier. A diversidade genética das progênies foi estudada por meio de agrupamentos hierárquicos gerados a partir da matriz de distância do índice de diversidade de Nei. Ao comparar as três progênies, maior proporção da diversidade genética é encontrada dentro das progênies. Comparando as progênies aos pares, maior diversidade é também encontrada dentro das progênies, inclusive ao comparar a progênie de meios irmãos com as progênies de irmãos completos. A estruturação das progênies pela abordagem bayesiana, estruturou as três progênies em duas progênies hipotéticas geneticamente, em que PHA e PPA apresentaram estrutura genética distinta entre si. A progênie PHB apresentou uma estrutura genética intermediária entre PHA e PPA, possivelmente pela relação de parentesco com essas duas progênies. Ao estudar a diversidade genética, observou-se que as progênies de irmãos completos apresentaram maior grau de diversidade genética, do que a progênie de meios irmãos. Quando comparadas as progênies híbridas entre si, não se observou um padrão de distribuição dos indivíduos relacionados as suas progênies, onde praticamente todos os grupos formados era constituído de indivíduos de ambas as progênies, possivelmente pela relação de parentesco. Entretanto, a progênie de meios irmãos tende a se caracterizar em relação às progênies híbridas no agrupamento, possivelmente pela menor proporção de alelos comuns com estas progênies, visto que é formada pela contribuição genética de mais de um genitor masculino. Por outro lado, esta progênie apresenta menor índice de diversidade genética entre seus indivíduos, possivelmente pela ocorrência de cruzamentos correlacionados na formação da progênie, o que pode causar implicações em estratégias de melhoramento de maracujazeiro azedo.In the last decades, there was a significant expansion of the sour passion fruit crops in several Brazilian regions. However, the average yield of crops is considered low, given the potential production of the crop. Factors, such as lack of cultivars adapted to different production regions, and high incidence of pests and diseases, are the limiting factors for increased crop productivity. Researches aiming overcome these barriers, mainly genetic improvement, aimed at the release of superior cultivars are being developed. The success of these programs is intrinsically linked to the knowledge of the structure and genetic diversity of the populations used in the presente study and, thus, allows the breeder to design efficient selection strategies to obtain greater gains. The objective of this research was to study and compare the structure and genetic diversity of Passiflora edulis Sims half-sibling and full-sibling progenies, commonly used in crop improvement. Two full-sibling progenies (PHA and PHB) were obtained by controlled crossing of contrasting parents and one half-sibling progeny was obtained from open pollination (PPA). Thirty-six genotypes of each full-sibling progeny and 45 genotypes of the half sibling progeny along with their parents were analyzed with SSR markers. The genetic structure of the populations was verified by bayesian approach in Software Structure and Excoffier AMOVA. The genetic diversity of progenies was studied through hierarchical groupings generated from the distance matrix of the Nei diversity index. When comparing the three progenies, a greater proportion of genetic diversity is found within the progenies. When the progenies are compared in pairs, greater diversity is also found within the progenies, even when comparing the half- sibling progeny with the full-sibling progeny. The bayesian approach structured the three progenies into two genetically hypothetical progenies, in which PHA and PPA presented distinct genetic structure from each other. The PHB progeny presented an intermediate genetic structure between PHA and PPA, possibly due to the relationship between these two progenies. When studying genetic diversity, it was observed that the progenies of full-siblings presented a higher degree of genetic diversity than the progeny of half-siblings. When comparing the hybrid progenies with each other, there was no pattern of distribution of individuals related to their progenies, where practically all groups formed were individuals of both progenies, possibly by their kinship. However, the half-sibling progeny tends to be characterized in relation to the hybrid progenies in the cluster, possibly due to the smaller proportion of common alleles with these progenies, since it is formed by the genetic contribution of more than one male parent. On the other hand, this progeny presents lower index of genetic diversity among its individuals, possibly due to the occurrence of correlated crosses in the progeny formation, which may have implications on strategies for the improvement of sour passion fruit.