Marcadores moleculares no melhoramento de plantas

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1 Marcadores moleculares no melhoramento de plantas

2 Fitopatologia Brasileira 30(04):

3 PIRAMIDAÇÃO DE GENES DE RESISTÊNCIA A DOENÇAS NO FEIJOEIRO COMUM

4 Limitações da Cultura do Feijoeiro Baixa produtividade média nacional - Safra 2004: 742,5 kg/ha (IBGE, 2005) - Produção tecnificada: > kg/ha (Vieira, 8) Cerca de 45 diferentes doenças podem acometer a cultura (Paula Júnior & Zambolim, 8)

5 Programa de Melhoramento do Feijoeiro do BIOAGRO/UFV

6 Início: 2 Apoio Financeiro: PADCT/FINEP, FAPEMIG e CNPq Responsáveis: Prof. Maurilio Alves Moreira - DBB Prof. Everaldo Gonçalves de Barros - DBG Prof. José Eustáquio de Sousa Carneiro - DFT Desenvolvimento de Recursos Humanos: (Fonte: Plataforma Lattes - CNPq, 2005) * Teses Defendidas: - Pós-Doutorado: 2 - Doutorado: - Mestrado:

7 Doenças alvo para o controle genético Ferrugem - Uromyces appendiculatus Mancha angular - Phaeoisariopsis griseola Antracnose - Colletotrichum lindemuthianum

8 Manejo integrado - Controle Cultural - Controle Químico - Controle Genético Alternativa eficiente, de menor custo e menos impactante ao ambiente

9 Piramidação de genes de resistência Ouro Negro Ferrugem Ur-ON Co-0 Rudá AB 3 Antracnose Co- TO Antracnose Co-4 AND 277 Mancha-angular Phg

10 Infraestrutura para o desenvolvimento do programa de piramidação de genes

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17 Estratégia de Melhoramento

18 Retrocruzamentos DG média = (/2) n+ SG média = - DG média RC : ~ % de recuperação do genitor recorrente Genitor recorrente Genitor doador X Geração % do recorrente F 50 X RC 75 X RC2 87,5 X RC3 3,75 X RC4,

19 Rudá Doador F F2 RC Inoculações Marcadores Plantas mais próximas ao recorrente RC2 RC4

20 RC4 Co-4 RC4 Phg- RC4 Co- RC4 Ur-ON F F DuploHíbrido Marcadores F2 com todas as marcas F3 F4 Inoculações Análise de caracteres agronômicos

21 Retrocruzamentos assistidos por marcadores moleculares - Seleção assistida por marcadores SAM - Fingerprinting molecular

22 Seleção indireta com marcadores moleculares R S Plantas F3 Phg Co-4 2 ON ON Co-4 2

23 Fingerprint Molecular

24 00 Distância genética em relação ao genitor recorrente (RC ) 80 DG média = 25% Distância genética relativa (%) Doador Plantas RC

25 Distância genética em relação ao genitor recorrente (RC 2 ) Distância genética relativa (%) DG média = 2,5% Doador Plantas RC 2

26 Distância genética em relação ao genitor recorrente (RC 3 ) 00 Distância genética relativa (%) DG média =,25% 0 Doador Plantas RC 3

27 Genitores recorrentes Rudá Pérola Diamante Negro Talismã Vermelho

28 Caracterização e escolha de genitores doadores - Obtenção de populações segregantes * Estudos de herança * Testes de alelismo

29 Identificação de marcadores moleculares de interesse - Identificação de marcadores moleculares do tipo RAPD - Conversão de marcadores RAPD em marcadores SCAR

30 Marcador* Distância (cm) Marcadores RAPD Gene de Resistência Cultivar/Fonte de Resistência Referência OPY20 830a 0,0 Co-4 TO ARRUDA et al. (2000) OPC08 00a,7 Co-4 TO ARRUDA et al. (2000) OPB03 800r 3,8 Co-4 TO ARRUDA et al. (2000) OPAZ20 40a 7,8 Co- AB 3 ALZATE-MARIN et al. (2000) OPAZ04 50a 8,5 Co- AB 3 ALZATE-MARIN et al. () OPAZ0 50r 20,4 Co- AB 3 ALZATE-MARIN et al. () OPF0 050a, Ur-ON Ouro Negro CORREA et al. (2000). OPBA08 50a,0 Ur-ON Ouro Negro CORREA et al. (2000). OPX 550a 5,8 Ur-ON Ouro Negro FALEIRO et al. (2000) OPAE 80,0 Ur- Belmidak RR-3 SOUZA et al. (2002) OPE04 500a 5,8 Phg-? MAR 2 FERREIRA et al. () OPH3 40a 5,5 Phg- AND277 CARVALHO et al. (8) OPN02 80a 5, Phg-2 Mexico 54 SARTORATO et al. () OPAC4 2400a, Phg-2 Mexico 54 SARTORATO et al. () OPBA a 0,4 Phg-ON Ouro Negro FALEIRO et al. (2003) OPAA 400a 0,0 Phg-ON Ouro Negro CORREA et al. (200) OPM02 425a 5, Phg-ON Ouro Negro CORREA et al. (200) *a: fase de acoplamento; r: fase de repulsão.

31 Conversão de marcadores RAPD em marcadores SCAR OPF-0 SCAR-F0

32 Marcador SCARY Marcadores SCAR Seqüência do primer (5 3 ) AGCCGTGGAAGGTTGTCAT CCGTGGAAACAACACACAAT Gene de Resistência Co-4 Referência QUEIROZ et al. (2004a) SCARC08 0 AGAATGCCTTTAGCTGTTGG CAGAGAGGCTAGGCTTATCG Co-4 QUEIROZ et al. (2004a) SCARAZ ACCCCTCATGCAGGTTTTTA CATAATCCATTCATGCTCACC Co- QUEIROZ et al. (2004a) SCARAZ04 57 GGCTGTGCTGATTAATTCTGG TGCTCATTTTATAATGGAGAAAAA Co- QUEIROZ et al. (2004a) SCARAE 80 CAGTCCCTGACAACATAACACC CAGTCCCTAAAGTAGTTTGTCCCTA Ur- QUEIROZ et al. (2004b) SCARF0 050 GGAAGCTTGGTGAGCAAGGA GGAAGCTTGGCTATGATGGT Ur-ON CORRÊA et al. (2000) SCARBA08 50 CCACAGCCGACGGAGGAG GCCATGTTTTTTGTCCCC Ur-ON CORRÊA et al. (2000) SCARBA 50 TTCCACGTCTATTTTGCATCA CACGCATCACGCAGAACT Phg-ON QUEIROZ et al. (2004c) SCARAA 50 TGAGGCGTGTCAATGGATATAA GAGGCGTGTTGATAATTCTGG Phg-ON QUEIROZ et al. (2004c) SCARM02 40 CAACGCCTCATTAAATTGGA CGCCTCTAAACGGGAGAAAC Phg-ON QUEIROZ et al. (2004c) SCARH3 520 GACGCCACACCCATTATGTT GCCACACAGATGGAGCTTTA Phg- QUEIROZ et al. (2004c) SCARN02 80 ACCAGGGGCATTATGAACAG ACCAGGGGCAACATACTATG Phg-2 NIETSCHE et al. (2000)

33 Produtos

34 Ouro Negro Rudá Vi 45 Vi 44 Vi 48

35 VI VI VI A linhagem Vi-48 foi recomendada para lançamento como variedade BRSMG Pioneiro pelo consórcio formado pela Embrapa/UFV/UFLA e Epamig

36 Linhagens de feijão piramidadas com genes de resistência a doenças

37 Distâncias genéticas (Linhagens com genes individuais) RUDÁ AB 74-8 AND TO ON 25- AB3 0,3,5 AND ,77 33,55 TO 4,37 3,52 ON,7 8,80 AB ,78 0,00,00,3, AND ,22,00 0,00,07 0,0 TO ,85,3,07 0,00,23 ON 25-0,38, 0,0,23 0,00

38 Reação a Uromyces appendiculatus (Ferrugem)

39 Reação de resistência à ferrugem R R 7-3- R R AND AB TO ON 25- AND 277 AB 3 TO Ouro Negro Rudá Genótipos Raças de Uromyces appendiculatus

40 Reação a Colletotrichum lindemuthianum (Antracnose)

41 R R 7-3- R R AND AB TO ON 25- AND 277 AB 3 TO 8 8 Ouro Negro Rudá Genótipos Raças de Colletotrichum lindemuthianum

42 Reação a Phaeoisariopsis griseola (Mancha angular)

43 Genótipos 3-7 Raças de Phaeoisariopsis griseola Reação de resistência à mancha-angular Rudá 8 8 Ouro Negro TO AB 3 AND 277 ON TO AB AND R R R 7-3- R

44 Produtividade das linhagens desenvolvidas

45 Linhagens com genes individuais Linhagens com genes piramidados Cultivar Kg/ha* Cultivar Kg/ha* ON ,84 b R ,2 a TO ,3 ab R ,28 a AB AN Rudá Ouro Negro Pérola 3.422,2.58, , ,3 2.54,00 a c ab ab b R-7-3- R Talismã Pérola 2.50, , , a a a a Aporé 2.2,7 ab Rudá.3,43 a Média 2.47,3 Média.7,3 CV(%) 4,07 CV(%),53 *Médias seguidas pela mesma letra na coluna não diferem pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade

46 Pirâmide de genes de resistência Co-4 (TO) Background: Rudá Fonte: Ragagnin, 2004 Co- (AB 3) Pgh- (AND 277) Co-0 e Ur-ON (Ouro Negro)

47 Pirâmide de genes de resistência Co-4 (TO) Background: Diamante Negro Fonte: Costa, 2004 Co- (AB 3) Geração: RC 3 F 4 Pgh- (AND 277) Resistência ao crestamento bacteriano e ao mosaico comum Co-0 e Ur-ON (Ouro Negro)

48 Pirâmide de genes de resistência Co-4 (TO) Background: Pérola Fonte: Ragagnin, 2004 Co- (AB 3) Pgh- (AND 277) Co-0 e Ur-ON (Ouro Negro)

49 Pirâmide de genes de resistência Co-4 2 e Co-5 (G2333) Background: Rudá Fonte: Arruda, 2005 Co- (AB 3) Pgh- (AND 277) Co-4 2 é o alelo mais efetivo entre os jáj caracterizados, sendo o único capaz de conferir resistência à raça 2047 de C. lindemuthianum. Co-0 e Ur-ON (Ouro Negro)

50 Trabalhos em andamento e novas metas Ampliar os genes de resistência à ferrugem nos backgrounds genéticos carioca e preto ; Ampliar os genes de resistência à mancha angular nos backgrounds genéticos carioca e preto ; Piramidar genes de resistência à ferrugem, antracnose e mancha angular no background genético vermelho ; Introduzir genes de resistência a outras doenças de importância econômica (fusariose, bacterioses, mosaicos); Desenvolvimento de marcadores moleculares microssatélites para o feijoeiro; Mapeamento visando a identificação de QTLs; Caracterização fenotípica e molecular de linhagens submetidas ao VCU e de cultivares recomendados para o plantio em diferentes regiões brasileiras.

51 Pessoal Envolvido

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57 Slide Maurilio

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61 Everaldo G. de Barros BIOAGRO/UFV

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