Divergência genética entre genótipos de coentro com marcadores RAPD.

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1 MELO, R.A.; MORALES, R.G.F.; BUCSAN, E.E.; COSTA, J.C. RESENDE, L.V.R.; MENEZES, D Divergência Divergência genética entre genótipos de coentro com marcadores RAPD. genética entre genótipos de coentro com marcadores RAPD Horticultura Brasileira 28: S207-S211. Divergência genética entre genótipos de coentro com marcadores RAPD. Roberto de Albuquerque Melo 1 ; Rafael Gustavo Ferreira Morales 2 ; Eduardo Emerich Bucsan 2 ; Jose Carlos da Costa 3, Luciane Vilela Resende 2 ; Dimas Menezes 3 1 Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ), robertoagronomo@yahoo.com.br, 2 Universidade Federal de Lavras, Lavras (UFLA), MG: moralescefet@yahoo.com.br; luciane.vilela@dag.ufla.br. 3 Universidade Federal Rural de Pernambuco, dimasmenezes@depa.ufrpe.br RESUMO O objetivo do presente trabalho foi avaliar a divergência genética entre 10 cultivares de coentro (Americano, Asteca, HTV-9299, Palmeira, Português, Santo, Supéria, Tabocas, Tapacurá e Verdão), utilizando marcadores moleculares RAPD. A similaridade média das cultivares foi de 15% e a cultivar Tapacurá apresentou os menores valores de similaridade. A maior similaridade foi entre as cultivares Asteca e Verdão (37 %). O coeficiente de correlação cofenética foi de r = 0,82, revelando um bom ajuste. O dendograma dividiu as cultivares em três grupos, sendo o grupo I composto pelas cultivares Americano, Asteca, Verdão, HTV e Português; o grupo II composto pelas cultivares Palmeira, Santo, Supéria e Tabocas; e o grupo III formado apenas pela cultivar Tapacurá. Com base na matriz de similaridade e no dendograma, pode-se inferir que existe grande diversidade genética entre as cultivares de coentro e que esses materiais são promissores para utilização em programas de melhoramento. Palavras-chave: Coriandrum sativum L., similaridade, melhoramento de plantas. ABSTRACT Genetic diversity in coriander genotypes based on molecular markers RAPD. The aim of this study was to evaluate the genetic divergence of 10 coriander cultivars (Americano, Asteca, HTV-9299, Palmeira, Português, Santo, Supéria, Tabocas, Tapacurá e Verdão) using RAPD markers. The average similarity of cultivars was 15% and Tapacurá cultivar showed the lowest similarity values. The greatest similarity was between cultivars and Aztec Verdão (37%). The cophenetic correlation coefficient was r = 0.82, indicating a good fit. The dendrogram divided the cultivars into three groups, with group I composed of the cultivars Americano, Asteca, Verdão, HTV-9299 e Português; group II composed by Palmeira, Santo, Supéria e Tabocas; and group III composed only by cultivar Tapacurá. Based on the similarity matrix and dendrogram, we can infer that there is great genetic diversity among cultivars of coriander and that these materials are promising for use in breeding programs. Keywords: Coriandrum sativum L., similarity, plant breeding. No Brasil, o coentro é uma hortaliça cuja importância está associada ao consumo das folhas empregadas na forma de condimento, especialmente na culinária das regiões Norte e Nordeste. No entanto, o cultivo e uso dessa folhosa vêm expandindo no Centro-Sul do país, notadamente naqueles estados onde, nas últimas décadas, formaram-se expressivas concentrações de imigrantes nordestinos (Wanderley Júnior e Melo, 2003). Hortic. bras., v. 28, n. 2 (Suplemento - CD Rom), julho 2010 S 207

2 Poucas cultivares de coentro estão disponíveis aos produtores e em algumas regiões cultivam-se materiais locais, de procedência desconhecida, com as sementes produzidas pelos próprios agricultores, com baixo nível tecnológico (Pereira et al., 2005). Essas cultivares tradicionais estão gradativamente sendo substituídas por cultivares melhoradas, que apresentam melhor desempenho agronômico. Contudo, para o sucesso de um programa de melhoramento é necessário conhecer o germoplasma disponível. Diversos estudos podem ser utilizados para avaliar a diversidade genética de uma espécie, variando em função da praticidade de uso, custos e repetibilidade dos resultados. Os caracteres morfológicos são comumente utilizados para estudos de diversidade genética, porém, apresentam baixa repetibilidade devido ao efeito ambiental. Marcadores baseados em DNA apresentam a vantagem de não sofrerem com os efeitos ambientais, aliando praticidade e confiabilidade ao baixo custo. Entre os marcadores moleculares, o RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA), proposto por Williams et al. (1990), tem sido muito empregado no estudo de divergência genética nos últimos anos. Contudo, para o coentro existem poucos estudos nesse sentido. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a divergência genética entre 10 cultivares brasileiras de coentro por meio dos marcadores moleculares RAPD. MATERIAL E MÉTODOS O trabalho foi desenvolvido em Laboratório, no Estado de Pernambuco, em latitude de S, longitude de W e altitude de 6 metros. Foram utilizados dez cultivares de coentro: Americano, Asteca, HTV-9299, Palmeira, Português, Santo, Supéria, Tabocas, Tapacurá e Verdão. O DNA foi extraído de folhas jovens que não estavam completamente expandidas. O método de extração foi baseado no protocolo proposto por Ferreira e Grattapaglia (1998). O DNA foi quantificado em gel de agarose 0,9%, na presença do marcador de massa molecular conhecida lambda 50 ng. A concentração de cada amostra foi padronizada para 20 ng ìl -1. Foram testados em duas cultivares 40 primers decâmeros da Operon Technologies, selecionando apenas os 20 de maior polimorfismo para a análise final dos dados. As reações de amplificação foram feitas em volume final de 15 ìl, contendo tris-hcl 10 Mm (ph 8,0), KCl 50 mm, MgCl 2,0 mm, 100 ìm de cada um dos dntp, 20ìM de primer, uma unidade de Taq polymerase e 20 ng de DNA. A amplificação foi feita com aquecimento inicial de cinco minutos a 94 o C para desnaturação inicial e, a seguir, 35 ciclos de um minuto a 94 o C, um minuto a 34 o C e um minuto a 72 o C, seguida de cinco minutos a 72 o C para a completa extensão de todas as cadeias complementares. Os fragmentos de DNA amplificados foram separados por eletroforese em gel de agarose 2,0 % (p/v) em tampão TBE (50 mm de Trisma base, 50 mm de ácido bórico e 2,5 mm de EDTA sódico) a 100 V. O marcador 100 pb DNA Ladder foi utilizado como padrão para estimar o tamanho dos fragmentos. Após a eletroforese, os géis foram corados com SyBr Gold (1X) e fotografados sob luz UV com foto documentador digital Vilber Loumat. Os produtos das amplificações foram tabulados como presença (1) e ausência (0) de bandas para os dez genótipos. A similaridade entre todos os genótipos foi calculada pelo coeficiente de Jaccard. O cálculo da similaridade foi feito utilizando o programa computacional Hortic. bras., v. 28, n. 2 (Suplemento - CD Rom), julho 2010 S 208

3 NTSYS pc2.1 (Rohlf, 2000) o qual gerou a matriz de similaridade genética entre todos os genótipos. Para construção do dendrograma, a partir da matriz, foram gerados grupos pelo método da média aritmética não ponderada UPGMA (Unweighted pair Group Method with Arithmetic Average), com 1000 simulações expressos na forma de um dendrograma com o auxílio do programa WinBoot. Para a verificação do ajuste, entre a matriz de similaridade e o dendrograma, foi calculado o coeficiente de correlação cofenética (r) (Sokal e Rohlf, 1962). RESULTADOS E DISCUSSÃO Dos 20 primer s RAPD testados, 13 mostraram-se altamente polimórficos, gerando 91 bandas cujos fragmentos variam de 600 a 2070 pb. Os primers OPN09 e OPA214 foram os menos e mais polimórficos, com 1 banda e 12 bandas, respectivamente. A similaridade média das cultivares de coentro foi de 15 %, valores muito baixos quando comparados com outras culturas. A cultivar Tapacurá apresentou os menores valores, apresentando 100 % de dissimilaridade com as cultivares Americano, HTV-9299, Português e Supéria (Tabela 1). Por outro lado, o maior valor de similaridade foi entre as cultivares Asteca e Verdão (37 %). O coeficiente de correlação cofenética entre a matriz de similaridade de Jaccard e a matriz cofenética foi de r = 0,82, revelando um bom ajuste entre a representação gráfica das distâncias e a sua matriz original (Rohlf, 2000), possibilitando a realização de inferências por meio da avaliação visual do dendograma. Segundo Lapointe e Legendre (1992), o melhor ajuste é encontrado quando os valores de r são superiores a 0,9; porém, valores superiores a 0,7 já são significativos para a análise em questão. O dendograma dividiu as cultivares em três grupos, utilizando como ponto de corte a similaridade média entre as cultivares (15 %). O grupo I foi composto pelas cultivares Americano, Asteca, Verdão, HTV-9299 e Português. A presença das cultivar Verdão e HTV no mesmo grupo já era esperada, pois a cultivar Verdão é uma das genitoras da HTV As cultivares Asteca e HTV-9299 apresentaram elevada similaridade em relação às demais cultivares (26 %), sendo que as mesmas apresentam diversas características peculiares em comum, como presença de antocianina, comprimento médio da quinta folha, relação comprimento largura dos cotilédones (Melo et al., 2009a). As cultivares Verdão e Português presentes no grupo I são tradicionalmente cultivadas no nordeste e sudeste, respectivamente. A cultivar Verdão foi selecionada pela empresa Hortivale dentro de populações locais do Piauí, Ceará e Pernambuco. Por outro lado, a cultivar Português é oriunda de Portugal e não se sabe ao certo se existe parentesco entre as mesmas. O grupo II é composto pelas cultivares Palmeira, Santo, Supéria e Tabocas. As cultivares Santo e Supéria apresentaram 23 % de similaridade, sendo que as mesmas apresentam comportamentos agronômicos muito parecidos, como, por exemplo, o início do pendoamento (Melo et al., 2009a). Existem poucas informações em relação às cultivares desse grupo, podendo vincular a sua formação ao compartilhamento de genes de ancestrais comuns mais distantes, o que explicaria a similaridade genética existente para a formação do grupo. O grupo III é formado apenas pela cultivar Tapacurá (Figura 1). O fato da cultivar Tapacurá ter apresentado a maior distância genética em relação às outras cultivares pode estar relacionado com a sua origem, sendo esse genótipo oriundo de seleção dentro de materiais indianos (Melo et al., 2009b). Hortic. bras., v. 28, n. 2 (Suplemento - CD Rom), julho 2010 S 209

4 Pelos valores de similaridade obtidos nas análises é possível afirmar que existe elevada divergência genética entre as cultivares em estudo. Estes resultados serão úteis para o entendimento da base genética das cultivares de coentro e também servirão de subsídios para a futura implantação de um programa de melhoramento visando o desenvolvimento de cultivares adaptadas às condições de solo e clima do Brasil. AGRADECIMENTOS À FAPEMIG pelo auxílio financeiro e concessão de bolsas; a UFRPE e UFLA pela infra-estrutura. À Hortivale Sementes pela cessão do material genético. REFERÊNCIAS FERREIRA ME; GRATTAPAGLIA D Introdução ao uso de marcadores moleculares em análise genética. 3ed. Brasília: EMBRAPA/CENARGEN, 220 p. LAPOINTE FJ; LEGENDRE P Statistical significance of the matrix correlation coefficient for comparing independent phylogenetic trees. Systematic Biology 41: MELO RA; MENEZES D; RESENDE LV; WANDERLEY JÚNIOR LJG; MELO PCT; SANTOS VF. 2009a. Caracterização morfológica de genótipos de coentro. Horticultura Brasileira 27: MELO RA; MENEZES D; RESENDE LV; WANDERLEY JÚNIOR LJG; SANTOS VF; MESQUITA JCP; MAGALHÃES AG. 2009b. Variabilidade genética em progênies de meiosirmãos de coentro. Horticultura Brasileira 27: PEREIRA RS; MUNIZ MFB; NASCIMENTO WM Aspectos relacionados à qualidade de sementes de coentro. Horticultura Brasileira 23: ROHLF FJ NTSYS-PC Numerical taxonomy and multivariate analysis system. Version 2.1. Manual. Applied Biostatistics, New York, USA. SOKAL RR; ROHLF FJ The comparison of dendrograms by objective methods. Taxonomy 11: WANDERLEY JR LJG; MELO PCT Tapacurá: nova cultivar de coentro adaptada às condições subtropicais do Brasil. Horticultura Brasileira, v.21, Suplementos CD-Rom, Julho. WILLIAMS JG; KUBELIK AR; LIVAK KJ; RAFALSKI LA; TINGEY SV DNA polymorphism amplified by arbitrary primers are useful as genetic markers. Nucleic Acids Research 18: Hortic. bras., v. 28, n. 2 (Suplemento - CD Rom), julho 2010 S 210

5 Tabela 1. Matriz de similaridade genética entre 10 cultivares de coentro, com base em dados de marcadores moleculares RAPD, calculados com base no coeficiente de Jaccard. Americano Asteca HTV-9299 Palmeira Português Santo Supéria Tabocas Tapacurá Asteca 0, HTV ,14 0, Palmeira 0,10 0,17 0, Português 0,09 0,17 0,21 0, Santo 0,04 0,13 0,14 0,36 0, Supéria 0,04 0,10 0,10 0,13 0,21 0, Tabocas 0,11 0,07 0,08 0,16 0,16 0,29 0, Tapacurá 0,00 0,22 0,00 0,09 0,00 0,08 0,00 0,10 - Verdão 0,19 0,37 0,25 0,08 0,25 0,14 0,14 0,11 0,08 Figura 1. Dendograma de similaridade genética entre 10 cultivares de coentro, obtido a partir de marcadores RAPD, utilizando o método UPGMA. A linha pontilhada indica o ponto de corte com base na similaridade média calculada de 15 %. Hortic. bras., v. 28, n. 2 (Suplemento - CD Rom), julho 2010 S 211