APLICAÇÃO DE MARCADORES MOLECULARES NA HIBRIDAÇÃO DE EUCALIPTO

Transcrição

1 IV WORKSHOP EM MELHORAMENTO FLORESTAL APLICAÇÃO DE MARCADORES MOLECULARES NA HIBRIDAÇÃO DE EUCALIPTO ANTONIO MARCOS ROSADO Eng. Florestal CENIBRA RAFAEL SIMÕES TOMAZ Doutorando em Genética e Melhoramento UFV OUTUBRO DE 1008

2 HIBRIDAÇÃO A hibridação interespecífica tem se constituído a forma mais rápida e eficiente de obtenção de ganhos genéticos no melhoramento de espécies de Eucalyptus Principal ferramenta que visa a obtenção de genótipos superiores.

3 HIBRIDAÇÃO Associado à clonagem, constitui a estratégia ideal no contexto de formação de florestas altamente produtivas para finalidades industriais

4 HIBRIDAÇÃO O grande número de espécies de compatíveis em Eucalyptus permite inúmeras combinações Grande diferenciação entre as espécies Fator importante para produção de combinações complementares Ganhos simultâneos em produtividade e qualidade

5 Combinações desejáveis Qualidade de madeira E. globulus x E. urophylla E. dunnii x E. urophylla E. smithii x E. urophylla

6 Combinações desejáveis Carvão E. camaldulensis x E. urophylla E. terenticornis x E. urophylla E. brassiana x E. urophylla cdc1 E. grandis x E. urophylla E. grandis x E. pellita cdc2

7 Slide 6 cdc1 E. saligna e urophylla apresentam densidade de madeira intermediária E. grandis apresenta baixa densidade de madeira cdc2 Todas os acima apresentam boas propriedades mecânicas para o carvão cdc; 26/9/2008 Os últimos cruzamentos apresentados têm grandes potenciais cdc; 26/9/2008

8

9 ABORDAGEM BIOMÉTRICA Vigor híbrido 2 2 Espécies com alta ; e considerável Indivíduos candidatos à clonagem Experimentos Dialelos σ a σ d

10 DIALELOS Tem por finalidade analisar o delineamento genético definido e prover estimativas de parâmetros genéticos úteis na seleção de progenitores para hibridação Visa o entendimento da natureza e magnitude dos efeitos genéticos envolvidos na determinação dos caracteres.

11 DIALELOS É dada ênfase ao comportamento per se, à capacidade combinatória e à divergência genética entre os progenitores; Efeitos de CEC constituem medidas dos efeitos gênicos não aditivos Estimado como desvio de comportamento em relação ao que seria esperado com base na capacidade geral de combinação

12 DIALELOS Fornecem informações sobre os fenômenos genéticos, como heterose, controle genético dos caracteres e limites teóricos de seleção. Espécies não relacionadas resultam em progênies com maior vigor híbrido Maior divergência Maior Vigor híbrido

13 GENÉTICA CLÁSSICA ESTATÍSTICA GENÉTICA MOLECULAR

14

15

16

17

18 Será a diversidade genética molecular uma boa informação para direcionar cruzamentos?

19

20

21

22 Condições que influenciam negativamente a escolha a priori de genitores: Falta de ligação do locos marcadores com os genes das características Diferença nas contribuições dos locos para com a característica A divergência genética e a heterose nem sempre são relacionadas linearmente

23

24 Introdução Nem sempre a correlação entre a divergência genética e performance híbrida tem sido consistente Graus de correlação baixo e médio tem sido frequentemente encontrado Resultados não tem sido úteis na predição da performance híbrida

25 Materiais e métodos 18 linhagens de milho Marcadores SSR e AFLP

26 Resultados

27

28 Foram estimadas as correlações simples entre a produtividade de grãos, a heterose, e a capacidade específica de combinação com a distância genética obtida com marcadores AFLP e SSR Utilizada a estatística de Mantel para verificar a associação entre as matrizes com diferentes tipos de distâncias

29

30 Estudo de caso - CENIBRA Relação entre diversidade molecular e a heterose entre os híbridos interespecíficos Tese de Mestrado intitulada Método melhoramento, assistido por marcadores moleculares, visando a obtenção de híbridos de Eucalyptus spp. de

31 Estudo de caso - CENIBRA Dialelo parcial Analisado segundo modelo adaptado de Griffing (1956) Grupo I E. grandis (3 genótipos) Grupo II E. urophylla (5 genótipos)

32 Estudo de caso - CENIBRA Diversidade Molecular GI / GII CEC - DAP GI / GII

33 Estudo de caso - CENIBRA Baixa correlação entre a matriz de divergência e de CEC. Razão: não associação entre as marcas e a informação do efeito de dominância entre os locos das características

34 PROBLEMA As técnicas utilizadas pela abordagem quantitativa e molecular são discordantes. Fenotipicamente, a ausência de diferença é considerada como uma similaridade; O mesmo não ocorre por meio da análise molecular

35 Medidas de dissimilaridade Distância Euclidiana: d ii ' = X X ' ) ( ij i j 2 Distância Euclidiana média padronizada: x = i j S X ij ( X j ) d ii 1 = ' ( xij xi' j ) n 2

36 Medidas de dissimilaridade Distância de Mahalanobis: D 2 ii ' = Y Y ' ) ( ij i j 2 d d d = = X i X X i X 1 1 i'1 2 2 i'2 n = X... in X i' n δ ' = [ d, d2,..., d 1 n ] 2 D ii ' = δ ' ψ 1 δ

37 Índice de similaridade para marcadores dominantes: Jaccard = a a + b + c Dice 2a = 2 a + b + c Sokal = 2( a + d) 2( a + d) + b + c

38 Exemplo teórico: AA aa 0 10 BB bb 0 5 CC 10 5 cc AABBCC AABBcc AAbbCC AAbbcc aabbcc aabbcc aabbcc aabbcc

39 Exemplo teórico:

40 Exemplo teórico: AA aa 0 15 BB bb 0 10 CC cc DD dd 0 5 EE 10 5 ee 0 1 AA BB CC DD EE AA BB CC DD ee AA BB CC dd EE AA BB cc DD EE AA bb CC DD EE aa BB CC DD EE AA BB CC dd ee AA BB cc DD ee AA bb CC DD ee aa BB CC DD ee AA BB cc dd EE AA bb CC dd EE aa BB CC dd EE AA bb cc DD EE aa BB cc DD EE aa bb CC DD EE AA BB cc dd ee AA bb CC dd ee AA bb cc DD ee AA bb cc dd EE aa BB CC dd ee aa BB cc DD ee aa BB cc dd EE aa bb CC DD ee aa bb CC dd EE aa bb cc DD EE AA bb cc dd ee aa BB cc dd ee aa bb CC dd ee aa bb cc DD ee aa bb cc dd EE aa bb cc dd ee

41 Exemplo teórico:

42 Exemplo teórico:

43 Exemplo teórico:

44 As matrizes de dissimilaridade por meio das duas abordagens não são coincidentes: Obtenção do Coeficiente de correlação entre as matrizes de divergência; Verificação por meio do teste de Mantel; teste de permutação

45 Condições para predição de heterose a partir de marcas moleculares: Ligação física entre as marcas avaliadas e regiões gênicas controladoras das características Existência de desequilíbrio de ligação gamética entre o alelo marcador e o loco controlador

46 Efeitos significativos de dominância para as características de interesse Herdabilidade elevada para a característica

47 FOCOS DE ESTUDO: Maior entendimento da cultura Maior conhecimento metodológico Investimento em pesquisa científica Construção de mapas de melhor qualidade Estudos genômicos (identificação de QTL) Desenvolvimento de marcadores

48

49

50

51

52

53

54 Estudos de detecção de QTL s Característica da madeira (NOVAES, 2006) Propriedades de fibra (THAMARUS et al., 2004) Tolerância a frio (BYRNE et al, 1997) Utilização de Marcadores que permitam acessar a informação em nível gênico

55 COMO OS MARCADORES MOLECULARES PODEM AUXILIAR NA HIBRIDAÇÃO DE EUCALIPTO? Utilização da informação molecular de forma indireta.

56 Maior similaridade genética constitui indício de parentesco entre as unidades avaliadas Depressão por endogamia Conferência da genealogia histórica entre um conjunto de genitores, validando ou corrigindo falhas existentes no processo de seleção

57 Marcadores codominantes são ideais para correta confirmação de genitores

58

59 Alto conteúdo de informação polimórfica (PIC)

60 Busca ou discriminação de genitores com alta CEC, por exemplo, dentro uma população derivada de um pomar de sementes

61

62

63

64

65 FOCOS Maior entendimento da cultura Maior conhecimento metodológico Investimento em pesquisa científica Construção de mapas de melhor qualidade Estudos genômicos (identificação de QTL) Desenvolvimento de marcadores

66 OBRIGADO!

67