Patrocínio. Realização. Cerrados
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- Maria Clara Monteiro Madureira
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1 Patrocínio Realização Cerrados
2
3
4 x * x 3 19 Grupo 1 ( o) 1, 9, 10, 11, 16, 32, 37, 38, 39, 40, 41, 54, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 97, 107, 109, 116, 123, 124, 126, 127, 128, 129, 130, 131, 134, 137 Grupo 2 ( ) 20, 100, 101. Grupo 3 ( ) 8, 13, 15, 21, 23, 24, 26, 27, 30, 31, 43, 44, 46, 47, 48, 49, 51, 57, 58, 59, 60, 61, 64, 65, 75, 76, 77, 79, 80, 81, 86, 87, 88, 89, 91, 94, 99, 102, 103, 104, 106, 113, 117, 119, 122,132,133. Grupo 4 ( ) 5, 22, 28, 42, 45, 55, 56, 84, 85, 90, 93, 110,120, 125, 135 e 136. Grupo 5 () 14, 52, 96, 108, 111, 112, 115, 121. Grupo 6 ( ) 29, 36, 92, 118. Grupo 7 ( ) 4, 35, 82 Grupo 8 (x) 34, 114. Grupo 9 ( ) 7, 17 33, * Grupo 10 ( ) 3, 18 Aplicações práticas de análises genômicas em programas de caracterização e uso de germoplasma e melhoramento genético Fábio Gelape Faleiro G1 F1 G2 G1 F1 Cerrados
5 APRESENTAÇÃO Introdução Princípio das análises genômicas Laboratório de Genética e Biologia Molecular da Embrapa Cerrados Principais aplicações práticas das análises de DNA Conclusões
6 APRESENTAÇÃO Introdução Princípio das análises genômicas Laboratório de Genética e Biologia Molecular da Embrapa Cerrados Principais aplicações práticas das análises de DNA Conclusões
7 Análises genômicas Análises do DNA
8 Met Glu Asp Gly Ser Met Met Lys Estrutural Enzimática A T G G A A G A T G G T T C T A T G A A A A T G DNA A U G G A A G A U G G U U C U A U G A A A A U G RNAm Função biológica do DNA
9 AMBIENTE RNA PROTEÍNAS FENÓTIPO
10 Análises do DNA MARCADORES MOLECULARES ANÁLISES DE SEQUÊNCIA RAPD AFLP Microssatélites Informações úteis
11 APRESENTAÇÃO Introdução Princípio das análises genômicas Laboratório de Genética e Biologia Molecular da Embrapa Cerrados Principais aplicações práticas das análises de DNA Conclusões
12 Dados obtidos CODIFICADOS Cerrados
13 Gel A B C D E Matriz de dados A B C D E Diversidade Genética Análise Estatística Agrupamento Grupo Indivíduos < 1 > D E C < 2 > A B Distância Genética A B C D E A B C D E Dendrograma Projeção no Plano A B C D E
14 Softwares Genes Statistica SPSS NTSYS
15 Mapeamento genético P 1 X P 2 F 1 x... Resistente Suscetível
16 Softwares GQMol Joinmap JUMP/SAS QTLCartographer
17 Análises filogenéticas Seqüências Unidade de tempo tempo Unidade de distância
18 APRESENTAÇÃO Introdução Princípio das análises genômicas Laboratório de Genética e Biologia Molecular da Embrapa Cerrados Principais aplicações práticas das análises de DNA Conclusões
19 MONTAGEM DO LABORATÓRIO DE GENÉTICA E BIOLOGIA MOLECULAR 2002 Cerrados
20 Justificativas Demandas da pesquisa Aplicações práticas da Genética e Biologia Molecular Melhorar competitividade e qualidade dos projetos Fortalecer parceria com Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia
21 MELHORAMENTO GENÉTICO LINHAS PESQUISA ESTRESSES BIÓTICOS E ABIÓTICOS Laboratório Genética e Biologia Molecular MICROBIOLOGIA AGRÍCOLA RECURSOS GENÉTICOS
22 manga forrageiras maracujá soja trigo seringueira pitaya mandioca cevada
23 S. macrocephala S. guianensis Arachis Leucena Feijão guandu Panicum Capim elefante forrageiras Brachiaria
24 MELHORAMENTO GENÉTICO ESTRESSES BIÓTICOS E ABIÓTICOS Laboratório Genética e Biologia Molecular MICROBIOLOGIA AGRÍCOLA RECURSOS GENÉTICOS
25 Dist cm Marcadores SCARBA8-560 OF SCARF OX fer52 fer47 fer56 fer49 fer32 ant81 ant73 ant89 Diversidade genética de fitopatógenos Diagnóstico Molecular de fitonematóides Mapeamento de genes de resistência Tolerância à seca Fitorremediação Proteômica cigarrinha das pastagens
26 MELHORAMENTO GENÉTICO ESTRESSES BIÓTICOS E ABIÓTICOS Laboratório Genética e Biologia Molecular MICROBIOLOGIA AGRÍCOLA RECURSOS GENÉTICOS
27 Estudo da variabilidade genética de microorganismos do solo
28 MELHORAMENTO GENÉTICO ESTRESSES BIÓTICOS E ABIÓTICOS Laboratório Genética e Biologia Molecular MICROBIOLOGIA AGRÍCOLA RECURSOS GENÉTICOS
29 Características morfológicas Descritores ecológicos latitude Características agronômicas e quantitativas longitude Características moleculares Cerrados
30 Plantas nativas do Cerrado
31 APRESENTAÇÃO Introdução Princípio das análises genômicas Laboratório de Genética e Biologia Molecular da Embrapa Cerrados Principais aplicações práticas das análises de DNA Conclusões
32 CARACTERIZAÇÃO E USO DE GERMOPLASMA MELHORAMENTO GENÉTICO Caracterização de Germoplasma Estudos de Variabilidade Planejamento de Cruzamentos Seleção Recomendação PLANTAS MELHORADAS
33 APLICAÇÕES PRÁTICAS DOS MARCADORES MOLECULARES Análise da distribuição geográfica da variabilidade genética Estratégias de amostragem para coleta de recursos genéticos Análise de acessos duplicados e redundantes Análise de pureza genética e contaminação de germoplasma Análise da diversidade genética e freqüência gênica Auxílio em trabalhos de classificação botânica e filogenia Composição de coleções nucleares e de trabalho Caracterização de germoplasma Auxílio na seleção de genitores para programas de melhoramento Confirmação de hibridações e autofecundações Testes de ascendência genética e paternidade Recuperação mais rápida do genoma recorrente Desenvolvimento de mapas genéticos Mapeamento comparativo Mapeamento gênico Seleção assistida por marcadores moleculares Seleção genômica ampla Predição de desempenho de híbridos simples Análise de homogeneidade genética de sementes Análise de pureza genética de sementes e mistura varietal Análise de identidade genética ou fingerprinting Caracterizaçãoe proteção de cultivares GERMOPLASMA PRÉ-MELHORAMENTO MELHORAMENTO PÓS-MELHORAMENTO
34 Pré-melhoramento Atividades de identificação de genes/características em espécies silvestres e sua incorporação em materiais elite, adaptados Melhoramento Atividades do uso dos métodos de seleção e recombinação Pós-melhoramento Atividades de validação de cultivares, sistemas de produção e venda de sementes e mudas, marketing e transferência de tecnologia
35 APLICAÇÕES PRÁTICAS DOS MARCADORES MOLECULARES Análise da distribuição geográfica da variabilidade genética Estratégias de amostragem para coleta de recursos genéticos Análise de acessos duplicados e redundantes Análise de pureza genética e contaminação de germoplasma Análise da diversidade genética e freqüência gênica Auxílio em trabalhos de classificação botânica e filogenia Composição de coleções nucleares e de trabalho Caracterização de germoplasma Auxílio na seleção de genitores para programas de melhoramento Confirmação de hibridações e autofecundações Testes de ascendência genética e paternidade Recuperação mais rápida do genoma recorrente Desenvolvimento de mapas genéticos Mapeamento comparativo Mapeamento gênico Seleção assistida por marcadores moleculares Seleção genômica ampla Predição de desempenho de híbridos simples Análise de homogeneidade genética de sementes Análise de pureza genética de sementes e mistura varietal Análise de identidade genética ou fingerprinting Caracterizaçãoe proteção de cultivares GERMOPLASMA PRÉ-MELHORAMENTO MELHORAMENTO PÓS-MELHORAMENTO
36 Marcadores moleculares X SIG latitude longitude Cerrados
37 Análise da diversidade genética por região de Stylosanthes guianensis Costa et al. (Pesquisa Agropecuária Brasileira, 40: , 2005)
38 APLICAÇÕES PRÁTICAS DOS MARCADORES MOLECULARES Análise da distribuição geográfica da variabilidade genética Estratégias de amostragem para coleta de recursos genéticos Análise de acessos duplicados e redundantes Análise de pureza genética e contaminação de germoplasma Análise da diversidade genética e freqüência gênica Auxílio em trabalhos de classificação botânica e filogenia Composição de coleções nucleares e de trabalho Caracterização de germoplasma Auxílio na seleção de genitores para programas de melhoramento Confirmação de hibridações e autofecundações Testes de ascendência genética e paternidade Recuperação mais rápida do genoma recorrente Desenvolvimento de mapas genéticos Mapeamento comparativo Mapeamento gênico Seleção assistida por marcadores moleculares Seleção genômica ampla Predição de desempenho de híbridos simples Análise de homogeneidade genética de sementes Análise de pureza genética de sementes e mistura varietal Análise de identidade genética ou fingerprinting Caracterizaçãoe proteção de cultivares GERMOPLASMA PRÉ-MELHORAMENTO MELHORAMENTO PÓS-MELHORAMENTO
39
40 Análise da diversidade genética por região Identificação de regiões de maior e menor diversidade Cerrados
41 APLICAÇÕES PRÁTICAS DOS MARCADORES MOLECULARES Análise da distribuição geográfica da variabilidade genética Estratégias de amostragem para coleta de recursos genéticos Análise de acessos duplicados e redundantes Análise de pureza genética e contaminação de germoplasma Análise da diversidade genética e freqüência gênica Auxílio em trabalhos de classificação botânica e filogenia Composição de coleções nucleares e de trabalho Caracterização de germoplasma Auxílio na seleção de genitores para programas de melhoramento Confirmação de hibridações e autofecundações Testes de ascendência genética e paternidade Recuperação mais rápida do genoma recorrente Desenvolvimento de mapas genéticos Mapeamento comparativo Mapeamento gênico Seleção assistida por marcadores moleculares Seleção genômica ampla Predição de desempenho de híbridos simples Análise de homogeneidade genética de sementes Análise de pureza genética de sementes e mistura varietal Análise de identidade genética ou fingerprinting Caracterizaçãoe proteção de cultivares GERMOPLASMA PRÉ-MELHORAMENTO MELHORAMENTO PÓS-MELHORAMENTO
42 Manutenção de bancos ativos de germoplasma X acessos duplicados
43 APLICAÇÕES PRÁTICAS DOS MARCADORES MOLECULARES Análise da distribuição geográfica da variabilidade genética Estratégias de amostragem para coleta de recursos genéticos Análise de acessos duplicados e redundantes Análise de pureza genética e contaminação de germoplasma Análise da diversidade genética e freqüência gênica Auxílio em trabalhos de classificação botânica e filogenia Composição de coleções nucleares e de trabalho Caracterização de germoplasma Auxílio na seleção de genitores para programas de melhoramento Confirmação de hibridações e autofecundações Testes de ascendência genética e paternidade Recuperação mais rápida do genoma recorrente Desenvolvimento de mapas genéticos Mapeamento comparativo Mapeamento gênico Seleção assistida por marcadores moleculares Seleção genômica ampla Predição de desempenho de híbridos simples Análise de homogeneidade genética de sementes Análise de pureza genética de sementes e mistura varietal Análise de identidade genética ou fingerprinting Caracterizaçãoe proteção de cultivares GERMOPLASMA PRÉ-MELHORAMENTO MELHORAMENTO PÓS-MELHORAMENTO
44 Distância de Ligação PL1 PL7 PL8 PL4 PL5 PL3 PL6 PL9 PL10 PL11 Bulk PL2 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Plantas do CPAC 1043 PL1 Variações genéticas de plantas dos acessos CPAC 1043 e CPAC 2251 de Stylosanthes macrocephala Costa ( Uso de marcadores moleculares e do SIG no estudo da variabilidade genética..., Dissertação de Mestrado, Universidade Católica de Brasília, 2004) PL8 PL2 PL10 Bulk PL6 PL5 PL3 PL4 PL9 PL7 PL11 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 Distância de Ligação Plantas do CPAC 2251
45 APLICAÇÕES PRÁTICAS DOS MARCADORES MOLECULARES Análise da distribuição geográfica da variabilidade genética Estratégias de amostragem para coleta de recursos genéticos Análise de acessos duplicados e redundantes Análise de pureza genética e contaminação de germoplasma Análise da diversidade genética e freqüência gênica Auxílio em trabalhos de classificação botânica e filogenia Composição de coleções nucleares e de trabalho Caracterização de germoplasma Auxílio na seleção de genitores para programas de melhoramento Confirmação de hibridações e autofecundações Testes de ascendência genética e paternidade Recuperação mais rápida do genoma recorrente Desenvolvimento de mapas genéticos Mapeamento comparativo Mapeamento gênico Seleção assistida por marcadores moleculares Seleção genômica ampla Predição de desempenho de híbridos simples Análise de homogeneidade genética de sementes Análise de pureza genética de sementes e mistura varietal Análise de identidade genética ou fingerprinting Caracterizaçãoe proteção de cultivares GERMOPLASMA PRÉ-MELHORAMENTO MELHORAMENTO PÓS-MELHORAMENTO
46 Seleção de acessos de maracujazeiro resistentes a doenças em plantações comerciais do Distrito Federal
47 APLICAÇÕES PRÁTICAS DOS MARCADORES MOLECULARES Análise da distribuição geográfica da variabilidade genética Estratégias de amostragem para coleta de recursos genéticos Análise de acessos duplicados e redundantes Análise de pureza genética e contaminação de germoplasma Análise da diversidade genética e freqüência gênica Auxílio em trabalhos de classificação botânica e filogenia Composição de coleções nucleares e de trabalho Caracterização de germoplasma Auxílio na seleção de genitores para programas de melhoramento Confirmação de hibridações e autofecundações Testes de ascendência genética e paternidade Recuperação mais rápida do genoma recorrente Desenvolvimento de mapas genéticos Mapeamento comparativo Mapeamento gênico Seleção assistida por marcadores moleculares Seleção genômica ampla Predição de desempenho de híbridos simples Análise de homogeneidade genética de sementes Análise de pureza genética de sementes e mistura varietal Análise de identidade genética ou fingerprinting Caracterizaçãoe proteção de cultivares GERMOPLASMA PRÉ-MELHORAMENTO MELHORAMENTO PÓS-MELHORAMENTO
48 Diferenciação molecular inter-específica Costa et al. (Pesquisa Agropecuária Brasileira, 40: , 2005) CPAC1348 S. capitata 135 acessos S. macrocephala cv. Mineirão S. guianensis
49 1 Diferenciação molecular intra-específica Faleiro (Marcadores genético -moleculares aplicados a programas de conservação e uso de recursos genéticos, 2007) vulgaris Pauciflora?? canescens pauciflora 8
50 Estudos evolucionários Taxas evolutivas Tempo de divergência Estudos filogenéticos Filogenia molecular Estudos taxonômicos Muschner (2005)
51 APLICAÇÕES PRÁTICAS DOS MARCADORES MOLECULARES Análise da distribuição geográfica da variabilidade genética Estratégias de amostragem para coleta de recursos genéticos Análise de acessos duplicados e redundantes Análise de pureza genética e contaminação de germoplasma Análise da diversidade genética e freqüência gênica Auxílio em trabalhos de classificação botânica e filogenia Composição de coleções nucleares e de trabalho Caracterização de germoplasma Auxílio na seleção de genitores para programas de melhoramento Confirmação de hibridações e autofecundações Testes de ascendência genética e paternidade Recuperação mais rápida do genoma recorrente Desenvolvimento de mapas genéticos Mapeamento comparativo Mapeamento gênico Seleção assistida por marcadores moleculares Seleção genômica ampla Predição de desempenho de híbridos simples Análise de homogeneidade genética de sementes Análise de pureza genética de sementes e mistura varietal Análise de identidade genética ou fingerprinting Caracterizaçãoe proteção de cultivares GERMOPLASMA PRÉ-MELHORAMENTO MELHORAMENTO PÓS-MELHORAMENTO
52 124 Seleção de acessos de Stylosanthes macrocephala para composição de amostra nuclear Faleiro (Marcadores genético -moleculares aplicados a programas de conservação e uso de recursos genéticos, 2007) Grupo 1 (o) 1, 9, 10, 11, 16, 32, 37, 38, 39, 40, 41, 54, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 97, 107, 109, x 116, 123, 124, 126, 127, 128, 129, 130, 131, 134, 137 Grupo 2 ( ) 20, 100, 101. Grupo 3 ( ) 8, 13, 15, 21, 23, 24, 26, 27, 30, 31, 43, 44, 46, 47, 48, 49, 51, 57, 58, 59, 60, 61, 64, 65, 75, 76, 77, 79, 80, 81, 86, 87, 88, 89, 91, 94, 99, 102, 103, 104, 106, 113, 117, 119, 122, 132, x* Grupo 4 ( ) 5, 22, 28, 42, 45, 55, 56, 84, 85, 90, 93, 110, 120, 125, 135 e Grupo 5 ( ) 14, 52, 96, 108, 111, 112, 115, 121. Grupo 6 ( ) 29, 36, 92, 118. Grupo 7 ( ) 4, 35, 82 Grupo 8 (x) 34, 114. Grupo 9 ( ) 7, 17 33, Grupo 10 (* ) 3, 18 Acessos selecionados
53 APLICAÇÕES PRÁTICAS DOS MARCADORES MOLECULARES Análise da distribuição geográfica da variabilidade genética Estratégias de amostragem para coleta de recursos genéticos Análise de acessos duplicados e redundantes Análise de pureza genética e contaminação de germoplasma Análise da diversidade genética e freqüência gênica Auxílio em trabalhos de classificação botânica e filogenia Composição de coleções nucleares e de trabalho Caracterização de germoplasma Auxílio na seleção de genitores para programas de melhoramento Confirmação de hibridações e autofecundações Testes de ascendência genética e paternidade Recuperação mais rápida do genoma recorrente Desenvolvimento de mapas genéticos Mapeamento comparativo Mapeamento gênico Seleção assistida por marcadores moleculares Seleção genômica ampla Predição de desempenho de híbridos simples Análise de homogeneidade genética de sementes Análise de pureza genética de sementes e mistura varietal Análise de identidade genética ou fingerprinting Caracterizaçãoe proteção de cultivares GERMOPLASMA PRÉ-MELHORAMENTO MELHORAMENTO PÓS-MELHORAMENTO
54 Características morfológicas Descritores ecológicos latitude Características agronômicas e quantitativas longitude Características moleculares
55 Caracterização de germoplasma X aplicações dos marcadores moleculares Faleiro et al. (Maracujá: germoplasma e melhoramento genético, 2005)
56 APLICAÇÕES PRÁTICAS DOS MARCADORES MOLECULARES Análise da distribuição geográfica da variabilidade genética Estratégias de amostragem para coleta de recursos genéticos Análise de acessos duplicados e redundantes Análise de pureza genética e contaminação de germoplasma Análise da diversidade genética e freqüência gênica Auxílio em trabalhos de classificação botânica e filogenia Composição de coleções nucleares e de trabalho Caracterização de germoplasma Auxílio na seleção de genitores para programas de melhoramento Confirmação de hibridações e autofecundações Testes de ascendência genética e paternidade Recuperação mais rápida do genoma recorrente Desenvolvimento de mapas genéticos Mapeamento comparativo Mapeamento gênico Seleção assistida por marcadores moleculares Seleção genômica ampla Predição de desempenho de híbridos simples Análise de homogeneidade genética de sementes Análise de pureza genética de sementes e mistura varietal Análise de identidade genética ou fingerprinting Caracterizaçãoe proteção de cultivares GERMOPLASMA PRÉ-MELHORAMENTO MELHORAMENTO PÓS-MELHORAMENTO
57 24 Dispersão dos principais genitores utilizados no programa de melhoramento de manga da Embrapa Cerrados Faleiro et al. (no prelo)
58 1 Redução do número de 35 para 11 genitores de Stylosanthes guianensis sem reduzir muito a variabilidade genética Distância Genética Relativa
59 APLICAÇÕES PRÁTICAS DOS MARCADORES MOLECULARES Análise da distribuição geográfica da variabilidade genética Estratégias de amostragem para coleta de recursos genéticos Análise de acessos duplicados e redundantes Análise de pureza genética e contaminação de germoplasma Análise da diversidade genética e freqüência gênica Auxílio em trabalhos de classificação botânica e filogenia Composição de coleções nucleares e de trabalho Caracterização de germoplasma Auxílio na seleção de genitores para programas de melhoramento Confirmação de hibridações e autofecundações Testes de ascendência genética e paternidade Recuperação mais rápida do genoma recorrente Desenvolvimento de mapas genéticos Mapeamento comparativo Mapeamento gênico Seleção assistida por marcadores moleculares Seleção genômica ampla Predição de desempenho de híbridos simples Análise de homogeneidade genética de sementes Análise de pureza genética de sementes e mistura varietal Análise de identidade genética ou fingerprinting Caracterizaçãoe proteção de cultivares GERMOPLASMA PRÉ-MELHORAMENTO MELHORAMENTO PÓS-MELHORAMENTO
60 BB Confirmação da fecundação cruzada pólen Bb bb
61 F1
62 Confirmação da fecundação cruzada utilizando marcadores moleculares
63 APLICAÇÕES PRÁTICAS DOS MARCADORES MOLECULARES Análise da distribuição geográfica da variabilidade genética Estratégias de amostragem para coleta de recursos genéticos Análise de acessos duplicados e redundantes Análise de pureza genética e contaminação de germoplasma Análise da diversidade genética e freqüência gênica Auxílio em trabalhos de classificação botânica e filogenia Composição de coleções nucleares e de trabalho Caracterização de germoplasma Auxílio na seleção de genitores para programas de melhoramento Confirmação de hibridações e autofecundações Testes de ascendência genética e paternidade Recuperação mais rápida do genoma recorrente Desenvolvimento de mapas genéticos Mapeamento comparativo Mapeamento gênico Seleção assistida por marcadores moleculares Seleção genômica ampla Predição de desempenho de híbridos simples Análise de homogeneidade genética de sementes Análise de pureza genética de sementes e mistura varietal Análise de identidade genética ou fingerprinting Caracterizaçãoe proteção de cultivares GERMOPLASMA PRÉ-MELHORAMENTO MELHORAMENTO PÓS-MELHORAMENTO
64 Teste de ascendência genética em humanos Cerrados
65 Teste de ascendência genética na fruticultura testes de paternidade Cordeiro et al. (Revista Brasileira de Fruticultura, 28: , 2006 ) identificação de embriões nucelares e zigóticos em semente poliembriônicas Cordeiro et al. (Revista Brasileira de Fruticultura, 28: , 2006 )
66 APLICAÇÕES PRÁTICAS DOS MARCADORES MOLECULARES Análise da distribuição geográfica da variabilidade genética Estratégias de amostragem para coleta de recursos genéticos Análise de acessos duplicados e redundantes Análise de pureza genética e contaminação de germoplasma Análise da diversidade genética e freqüência gênica Auxílio em trabalhos de classificação botânica e filogenia Composição de coleções nucleares e de trabalho Caracterização de germoplasma Auxílio na seleção de genitores para programas de melhoramento Confirmação de hibridações e autofecundações Testes de ascendência genética e paternidade Recuperação mais rápida do genoma recorrente Desenvolvimento de mapas genéticos Mapeamento comparativo Mapeamento gênico Seleção assistida por marcadores moleculares Seleção genômica ampla Predição de desempenho de híbridos simples Análise de homogeneidade genética de sementes Análise de pureza genética de sementes e mistura varietal Análise de identidade genética ou fingerprinting Caracterizaçãoe proteção de cultivares GERMOPLASMA PRÉ-MELHORAMENTO MELHORAMENTO PÓS-MELHORAMENTO
67 % de recuperação média do genoma recorrente sem e com o uso de marcadores moleculares Genitor recorrente X F1 Genitor resistente Sem o uso Com o uso 50% 50% RC1F1 75% >75% RC2 87,5% >87,5% RC ,75% >93,75% Cerrados
68 Mesma metodologia está sendo utilizada no programa de melhoramento do maracujazeiro Genitor recorrente Genitores resistentes
69 RC5 RC4
70 APLICAÇÕES PRÁTICAS DOS MARCADORES MOLECULARES Análise da distribuição geográfica da variabilidade genética Estratégias de amostragem para coleta de recursos genéticos Análise de acessos duplicados e redundantes Análise de pureza genética e contaminação de germoplasma Análise da diversidade genética e freqüência gênica Auxílio em trabalhos de classificação botânica e filogenia Composição de coleções nucleares e de trabalho Caracterização de germoplasma Auxílio na seleção de genitores para programas de melhoramento Confirmação de hibridações e autofecundações Testes de ascendência genética e paternidade Recuperação mais rápida do genoma recorrente Desenvolvimento de mapas genéticos Mapeamento comparativo Mapeamento gênico Seleção assistida por marcadores moleculares Seleção genômica ampla Predição de desempenho de híbridos simples Análise de homogeneidade genética de sementes Análise de pureza genética de sementes e mistura varietal Análise de identidade genética ou fingerprinting Caracterizaçãoe proteção de cultivares GERMOPLASMA PRÉ-MELHORAMENTO MELHORAMENTO PÓS-MELHORAMENTO
71 Mapeamento de genes de resistência a doenças do feijoeiro Faleiro et al. (Fitopatologia brasileira, 28: 59-66, 2003 ) Mapeamento de QTLs no feijoeiro Faleiro et al. (Pesquisa Agropecuária Brasileira, 38: , 2003 ) Mapa genético do cacaueiro Faleiro et al. (Euphytica 149: , 2006 )
72 APLICAÇÕES PRÁTICAS DOS MARCADORES MOLECULARES Análise da distribuição geográfica da variabilidade genética Estratégias de amostragem para coleta de recursos genéticos Análise de acessos duplicados e redundantes Análise de pureza genética e contaminação de germoplasma Análise da diversidade genética e freqüência gênica Auxílio em trabalhos de classificação botânica e filogenia Composição de coleções nucleares e de trabalho Caracterização de germoplasma Auxílio na seleção de genitores para programas de melhoramento Confirmação de hibridações e autofecundações Testes de ascendência genética e paternidade Recuperação mais rápida do genoma recorrente Desenvolvimento de mapas genéticos Mapeamento comparativo Mapeamento gênico Seleção assistida por marcadores moleculares Seleção genômica ampla Predição de desempenho de híbridos simples Análise de homogeneidade genética de sementes Análise de pureza genética de sementes e mistura varietal Análise de identidade genética ou fingerprinting Caracterizaçãoe proteção de cultivares GERMOPLASMA PRÉ-MELHORAMENTO MELHORAMENTO PÓS-MELHORAMENTO
73 Facilitar construção de mapas de ligação, utilizando sondas heterólogas Informações valiosas para estudos de evolução Informações para estabelecimento de modelos e mapas únicos de referência
74 APLICAÇÕES PRÁTICAS DOS MARCADORES MOLECULARES Análise da distribuição geográfica da variabilidade genética Estratégias de amostragem para coleta de recursos genéticos Análise de acessos duplicados e redundantes Análise de pureza genética e contaminação de germoplasma Análise da diversidade genética e freqüência gênica Auxílio em trabalhos de classificação botânica e filogenia Composição de coleções nucleares e de trabalho Caracterização de germoplasma Auxílio na seleção de genitores para programas de melhoramento Confirmação de hibridações e autofecundações Testes de ascendência genética e paternidade Recuperação mais rápida do genoma recorrente Desenvolvimento de mapas genéticos Mapeamento comparativo Mapeamento gênico Seleção assistida por marcadores moleculares Seleção genômica ampla Predição de desempenho de híbridos simples Análise de homogeneidade genética de sementes Análise de pureza genética de sementes e mistura varietal Análise de identidade genética ou fingerprinting Caracterizaçãoe proteção de cultivares GERMOPLASMA PRÉ-MELHORAMENTO MELHORAMENTO PÓS-MELHORAMENTO
75 Identificação de marcadores moleculares ligados à resistência à ferrugem Faleiro et al. (Genetics and Molecular Biology, 23: , 2000 )
76 APLICAÇÕES PRÁTICAS DOS MARCADORES MOLECULARES Análise da distribuição geográfica da variabilidade genética Estratégias de amostragem para coleta de recursos genéticos Análise de acessos duplicados e redundantes Análise de pureza genética e contaminação de germoplasma Análise da diversidade genética e freqüência gênica Auxílio em trabalhos de classificação botânica e filogenia Composição de coleções nucleares e de trabalho Caracterização de germoplasma Auxílio na seleção de genitores para programas de melhoramento Confirmação de hibridações e autofecundações Testes de ascendência genética e paternidade Recuperação mais rápida do genoma recorrente Desenvolvimento de mapas genéticos Mapeamento comparativo Mapeamento gênico Seleção assistida por marcadores moleculares Seleção genômica ampla Predição de desempenho de híbridos simples Análise de homogeneidade genética de sementes Análise de pureza genética de sementes e mistura varietal Análise de identidade genética ou fingerprinting Caracterizaçãoe proteção de cultivares GERMOPLASMA PRÉ-MELHORAMENTO MELHORAMENTO PÓS-MELHORAMENTO
77 Conceito da SAMM AMBIENTE Caracter 1 DNA RNA PROTEÍNA Caracter 2... Caracter n
78 Seleção indireta de características com base em marcadores moleculares VANTAGENS: - seleção em estágios iniciais de desenvolvimento - seleção de genes de resistência sem o patógeno - seleção de características de difícil avaliação - seleção simultânea de diferentes genes Cerrados
79 APLICAÇÕES PRÁTICAS DOS MARCADORES MOLECULARES Análise da distribuição geográfica da variabilidade genética Estratégias de amostragem para coleta de recursos genéticos Análise de acessos duplicados e redundantes Análise de pureza genética e contaminação de germoplasma Análise da diversidade genética e freqüência gênica Auxílio em trabalhos de classificação botânica e filogenia Composição de coleções nucleares e de trabalho Caracterização de germoplasma Auxílio na seleção de genitores para programas de melhoramento Confirmação de hibridações e autofecundações Testes de ascendência genética e paternidade Recuperação mais rápida do genoma recorrente Desenvolvimento de mapas genéticos Mapeamento comparativo Mapeamento gênico Seleção assistida por marcadores moleculares Seleção genômica ampla Predição de desempenho de híbridos simples Análise de homogeneidade genética de sementes Análise de pureza genética de sementes e mistura varietal Análise de identidade genética ou fingerprinting Caracterizaçãoe proteção de cultivares GERMOPLASMA PRÉ-MELHORAMENTO MELHORAMENTO PÓS-MELHORAMENTO
80 Seleção genômica ampla Genome wide selection Seleção simultânea de centenas ou milhares de marcadores, os quais cobrem o genoma de uma maneira densa Técnicas que possibilitaram o desenvolvimento da SGA Desenvolvimento dos marcadores do tipo SNPs Tecnologias de sequenciamento de alto desempenho (HT e UHT) Aumento da capacidade das análises computacionais Vantagens da metodologia Não é necessário identificar e mapear marcadores com efeito significativo Não é necessário o mapeamento de QTLs
81 APLICAÇÕES PRÁTICAS DOS MARCADORES MOLECULARES Análise da distribuição geográfica da variabilidade genética Estratégias de amostragem para coleta de recursos genéticos Análise de acessos duplicados e redundantes Análise de pureza genética e contaminação de germoplasma Análise da diversidade genética e freqüência gênica Auxílio em trabalhos de classificação botânica e filogenia Composição de coleções nucleares e de trabalho Caracterização de germoplasma Auxílio na seleção de genitores para programas de melhoramento Confirmação de hibridações e autofecundações Testes de ascendência genética e paternidade Recuperação mais rápida do genoma recorrente Desenvolvimento de mapas genéticos Mapeamento comparativo Mapeamento gênico Seleção assistida por marcadores moleculares Seleção genômica ampla Predição de desempenho de híbridos simples Análise de homogeneidade genética de sementes Análise de pureza genética de sementes e mistura varietal Análise de identidade genética ou fingerprinting Caracterizaçãoe proteção de cultivares GERMOPLASMA PRÉ-MELHORAMENTO MELHORAMENTO PÓS-MELHORAMENTO
82 X X 100 A AB B C CD D ABC ABD ACD BCD ABCD
83 Métodos de predição de híbridos Capacidade Geral e Específica de Combinação Distâncias genéticas inferência sobre heterose Uso de informações de marcadores modelos mistos BLUP Estimativas do grau de parentesco
84 APLICAÇÕES PRÁTICAS DOS MARCADORES MOLECULARES Análise da distribuição geográfica da variabilidade genética Estratégias de amostragem para coleta de recursos genéticos Análise de acessos duplicados e redundantes Análise de pureza genética e contaminação de germoplasma Análise da diversidade genética e freqüência gênica Auxílio em trabalhos de classificação botânica e filogenia Composição de coleções nucleares e de trabalho Caracterização de germoplasma Auxílio na seleção de genitores para programas de melhoramento Confirmação de hibridações e autofecundações Testes de ascendência genética e paternidade Recuperação mais rápida do genoma recorrente Desenvolvimento de mapas genéticos Mapeamento comparativo Mapeamento gênico Seleção assistida por marcadores moleculares Seleção genômica ampla Predição de desempenho de híbridos simples Análise de homogeneidade genética de sementes Análise de pureza genética de sementes e mistura varietal Análise de identidade genética ou fingerprinting Caracterizaçãoe proteção de cultivares GERMOPLASMA PRÉ-MELHORAMENTO MELHORAMENTO PÓS-MELHORAMENTO
85
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89 APLICAÇÕES PRÁTICAS DOS MARCADORES MOLECULARES Análise da distribuição geográfica da variabilidade genética Estratégias de amostragem para coleta de recursos genéticos Análise de acessos duplicados e redundantes Análise de pureza genética e contaminação de germoplasma Análise da diversidade genética e freqüência gênica Auxílio em trabalhos de classificação botânica e filogenia Composição de coleções nucleares e de trabalho Caracterização de germoplasma Auxílio na seleção de genitores para programas de melhoramento Confirmação de hibridações e autofecundações Testes de ascendência genética e paternidade Recuperação mais rápida do genoma recorrente Desenvolvimento de mapas genéticos Mapeamento comparativo Mapeamento gênico Seleção assistida por marcadores moleculares Seleção genômica ampla Predição de desempenho de híbridos simples Análise de homogeneidade genética de sementes Análise de pureza genética de sementes e mistura varietal Análise de identidade genética ou fingerprinting Caracterizaçãoe proteção de cultivares GERMOPLASMA PRÉ-MELHORAMENTO MELHORAMENTO PÓS-MELHORAMENTO
90
91 Genótipo / Marcadores DNA Fenótipo / Avaliação visual
92 APLICAÇÕES PRÁTICAS DOS MARCADORES MOLECULARES Análise da distribuição geográfica da variabilidade genética Estratégias de amostragem para coleta de recursos genéticos Análise de acessos duplicados e redundantes Análise de pureza genética e contaminação de germoplasma Análise da diversidade genética e freqüência gênica Auxílio em trabalhos de classificação botânica e filogenia Composição de coleções nucleares e de trabalho Caracterização de germoplasma Auxílio na seleção de genitores para programas de melhoramento Confirmação de hibridações e autofecundações Testes de ascendência genética e paternidade Recuperação mais rápida do genoma recorrente Desenvolvimento de mapas genéticos Mapeamento comparativo Mapeamento gênico Seleção assistida por marcadores moleculares Seleção genômica ampla Predição de desempenho de híbridos simples Análise de homogeneidade genética de sementes Análise de pureza genética de sementes e mistura varietal Análise de identidade genética ou fingerprinting Caracterizaçãoe proteção de cultivares GERMOPLASMA PRÉ-MELHORAMENTO MELHORAMENTO PÓS-MELHORAMENTO
93 Impressão digital ~ Padrão de fragmentos de DNA Cerrados
94 Fingerprinting e caracterização de cultivares de manga Faleiro et al., 2007 (no prelo)
95 APLICAÇÕES PRÁTICAS DOS MARCADORES MOLECULARES Análise da distribuição geográfica da variabilidade genética Estratégias de amostragem para coleta de recursos genéticos Análise de acessos duplicados e redundantes Análise de pureza genética e contaminação de germoplasma Análise da diversidade genética e freqüência gênica Auxílio em trabalhos de classificação botânica e filogenia Composição de coleções nucleares e de trabalho Caracterização de germoplasma Auxílio na seleção de genitores para programas de melhoramento Confirmação de hibridações e autofecundações Testes de ascendência genética e paternidade Recuperação mais rápida do genoma recorrente Desenvolvimento de mapas genéticos Mapeamento comparativo Mapeamento gênico Seleção assistida por marcadores moleculares Seleção genômica ampla Predição de desempenho de híbridos simples Análise de homogeneidade genética de sementes Análise de pureza genética de sementes e mistura varietal Análise de identidade genética ou fingerprinting Caracterizaçãoe proteção de cultivares GERMOPLASMA PRÉ-MELHORAMENTO MELHORAMENTO PÓS-MELHORAMENTO
96 Proteção de cultivares 1961 Convenção Internacional para proteção de cultivares Criação da UPOV No Brasil existe o Sistema Nacional de Proteção de cultivares Para ser protegida, a variedade deve ser Distinta Homogênea Estável Como é feita a distinção entre as variedades Descritores mínimos Marcadores moleculares??? Cerrados
97 MARCADORES MOLECULARES princípio científico, infra-estrutura e diferentes tipos e diferentes aplicações Faleiro (2007)
98 Faleiro (2011)
99 APRESENTAÇÃO Introdução Princípio das análises genômicas Laboratório de Genética e Biologia Molecular da Embrapa Cerrados Principais aplicações práticas das análises de DNA Conclusões
100 ANÁLISES GENÔMICAS FISIOLOGIA PESQUISA AGROPECUÁRIA QUÍMICA E FÍSICA ESTATÍSTICA GENÉTICA
101 Principais mensagens Vários tipos de marcadores moleculares Queda de preço por análise (infra-estrutura e reagentes) Análise genética Bioinformática Várias aplicações práticas dos marcadores moleculares A cada dia surgem novas aplicações (mapeamento associativo, genome wide selection etc.) Qualquer programa de melhoramento pode ser beneficiado Uso prático dos marcadores depende da interação entre profissionais da genética molecular e aqueles ligados ao desenvolvimento tecnológico
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