Variabilidade genética entre acessos de batata-doce de película e polpa com cores variadas

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1 Variabilidade genética entre acessos de batata-doce de película e polpa com cores variadas Luzia Nilda Tabosa Andrade 1 ; Maria Urbana Corrêa Nunes 2 ; Lucas Rezende Pinheiro 2 ; Allivia Rouse Ferreira dos Santos 3 ; Ana Veruska Cruz da Silva 2 ; Julie Anne Amorim 2 ; Rosana Barroso Feitosa 2 1 EMDAGRO-Empresa de Desenvolvimento Agropecuário de Sergipe. Aracaju, Sergipe, Brasil, CEP Embrapa Tabuleiros Costeiros. Aracaju, Sergipe, Brasil, CEP tabosa@cpatc.embrapa.br. murbana@cpatc.embrapa.br. lucaspinheiro@hotmail.com. anaveruska@cpatc.embrapa.br. julie anne@hotmail.com. rosana.barroso@hotmail.com. 3 Universidade de Santiago de Compostela. Departamento de Producción Vegetal. Lugo, Espanha, Caixa Postal alliviarouse@hotmail.com RESUMO A batata-doce (Ipomoea batatas Lam.) constitui uma rica fonte de nutrientes para alimentação humana e animal. No Estado de Sergipe, a produção da batata-doce é de 37mil toneladas/ano. A Embrapa Tabuleiros Costeiros possui um Banco Ativo de Germoplasma (BAG) dessa espécie no município de Umbaúba (Sergipe). O objetivo do trabalho foi analisar a diversidade genética entre 20 acessos de película e polpa com cores variadas do BAG pertencente a Embrapa Tabuleiros Costeiros. A extração do DNA foi feita pelo método Fenol- Clorofórmio, nove oligonucleotideos de RAPD foram utilizados, quais geraram um total de 50 fragmentos, todos polimórficos. A similaridade genética, medida pelo índice de Jaccard, variou entre 0, 172 e 0, 741. A partir do dendrograma gerado pelo método UPGMA foi possível a identificação de três grupos. A técnica RAPD foi eficiente para identificar a variabilidade e a distância genética entre os acessos de película e polpa de cores variadas. Os acessos avaliados indicam que o Banco Ativo de Germoplasma de batata-doce da Embrapa Tabuleiros Costeiros apresenta alto nível de diversidade genética. PALAVRAS-CHAVE: BAG, RAPD, Sergipe, Ipomoea batatas Lam. ABSTRACT Genetic variability among accessions of sweet-potato with peel and pulp in assorted colors The sweet potato (Ipomoea batatas Lam.) is a rich source of nutrients for food and feed. In the state of Sergipe (Brazil), the production of sweet potato is 37mil tonnes/year. The Embrapa Tabuleiros Costeiros has a Germplasm Bank (BAG) of this species in Umbaúba city (Sergipe). The objective was to analyze the genetic diversity between 20 accessions with peel and pulp in assorted colors from BAG. DNA extraction was made S39

2 using Phenol-Chloroform, nine primers of accessions with peel and pulp in assorted RAPD were used. We accounted 50 fragments, all polymorphic. The genetic similarity as measured by the Jaccard index, and we observed a ranged between and From the dendrogram, generated by UPGMA method, we identified three groups. RAPD technique was effective to identify, to measure the genetic distance between colors. The BAG of sweet potato from Embrapa Tabuleiros Costeiros shows high genetic variability and the accessions may be promising to recommend use in breeding programs of the species. Keywords: BAG, RAPD, Sergipe, Ipomoea batatas Lam. A batata-doce (Ipomoea batatas (L.) Lam.) é uma dicotiledônea da família convolvulaceae. Acredita-se que surgiu na América tropical, e o centro de diversidade está na região noroeste da América do Sul, faixa compreendida entre a península de Yucatán, no México, e a foz do rio Orinoco, na Venezuela. A batata-doce é uma hortaliça rústica, adapta-se as mais variadas regiões e climas do globo terrestre, desde ao nível do mar até 3000m de altitude, regiões de clima temperado, subtropical, tropical e até desértico, e com solos pobres em nutrientes. Apesar de sua origem ser as Américas, atualmente os maiores produtores mundiais são os países asiáticos, como China, Indonésia, Índia e Japão, dentre estes a China produz 89,9% da produção mundial. O Estado de Sergipe apresenta uma produção de toneladas/ano em uma área de hectares de cultivo sendo produzido principalmente por pequenos agricultores. As variedades que apresentam coloração laranja em seus tubérculos apresentam elevada concentração de betacaroteno, que convertido pelo organismo a vitamina A, torna-se um excelente antioxidante, e também apresenta alto teor de vitamina E (Fonseca et al., 2008). Em Sergipe, há o Banco de Germoplasma (BAG) da Embrapa Tabuleiros Costeiros, onde apresenta cultivares com produção de 31 t/ha (Nunes et al, 2009). Algumas cultivares inclusive foram desenvolvidas na própria região em associação com produtores locais. Contudo, é essencial a caracterização dos seus acessos de um BAG, tanto morfologicamente como geneticamente, a fim de promover informações para futuros projetos de melhoramento. A avaliação da diversidade genética entre os acessos de um BAG resulta em informações de potenciais genitores a serem utilizados em programas de melhoramento, possibilita a identificação de duplicatas e o intercâmbio de germoplasma entre pesquisadores e, de acordo com Nass (2007), constituem formas de conciliar os esforços da conservação da agrobiodiversidade com o desenvolvimento sustentável. A caracterização genética detecta diferenças na seqüência de DNA e quantifica a diversidade. S40

3 Vários marcadores moleculares estão disponíveis para este tipo de estudo, como os marcadores tipo RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA) (Ferreira & Grattapaglia, 1998). Com base no exposto o objetivo da presente pesquisa consiste em de mensurar a distância genética entre 20 acessos de batata-doce do Banco Ativo de Germoplasma da Embrapa Tabuleiros Costeiros. MATERIAL E MÉTODOS O presente trabalho foi realizado no Laboratório de Biologia Molecular, da Embrapa Tabuleiros Costeiros (CPATC), Aracaju, Sergipe. Foram analisados 20 acessos de batata-doce de película e polpa com cores variadas (Tabela 1) presentes no Banco Ativo de Germoplasma no Campus Experimental da Embrapa Tabuleiros Costeiros, localizado no município de Umbaúba (Sergipe). O DNA genômico foi extraído de 100mg de tecido vegetal jovem pelo método Fenol-Clorofórmio de acordo com o protocolo de Sharma et al., (2008). A concentração e qualidade de cada amostra de DNA foi estimada em gel de agarose por comparação com padrões gerados pelo marcador de peso molecular de 1Kb. As reações de amplificação do DNA foram realizadas em um volume total de 20 ul contendo 2uL do DNA genômico, 0,4 mm de primer; 0,2 mm de dntps; 1,0 unidade de Taq polymerase; 10 mm de Tris-HCl (ph 8,0); 1,5 mm de MgCl2 e 50 mm de KCl. Foram utitilizados nove oligonucleotideos (Tabela 2). O programa utilizado na amplificação consistiu de uma desnaturação a 96 C por 5 minutos, seguidos de 35 ciclos constando de uma desnaturação a 94 C por 45 segundos, anelamento a 36 C por 45 segundos e extensão a 72 C por 45 segundos, seguidos de uma extensão final a 72 C por 10 minutos. O padrão eletroforético de cada oligonucleotídeo utilizado foi codificado em uma base binária, onde a presença foi representada por "1", e a ausência por "0", e calculado a similaridade genética de Jaccard. Os acessos foram agrupados pelos métodos UPGMA com base na matriz de similaridade para obtenção do dendrograma. RESULTADOS E DISCUSSÃO O polimorfismo observado para o marcador RAPD neste trabalho foi alto, os 9 iniciadores utilizados geraram 50 bandas(tabela 2) sendo 100% polimórficas. Considerou-se que a técnica do RAPD foi eficiente para acessar a variabilidade genética dos acessos do BAG de batata-doce, conforme constatado em outros trabalhos com a cultura (Thompson et al., 1997; Gichuki et al., 2003; He et al., 2006). O alto nível de diversidade constatado nos acessos de batata-doce pode estar associado a mutações espontâneas muito comuns na espécie, seleção, fatores geográficos e ambientais, o que torna a espécie um importante recurso genético (He et al., 2006). S41

4 Por intermédio do Índice de Jaccard foi possível constatar que os genótipos mais distantes foram os acesso 24P40 e a cultivar Beauregard, enquanto os acessos 1219, 1194 foram considerados os mais próximos. A similaridade de Jaccard entre os 20 acessos de película e polpa com cores variadas, apresentou uma variação de 0,172 a 0,741 (Figura1). A técnica RAPD foi eficiente para identificar a variabilidade e a distância genética entre os acessos de película e polpa de cores variadas. Os acessos avaliados indicam que o Banco Ativo de Germoplasma de batata-doce da Embrapa Tabuleiros Costeiros apresenta alto nível de diversidade genética. AGRADECIMENTOS Os autores agradecem a Embrapa Tabuleiros Costeiros, Emdagro, Capes. REFERÊNCIAS FERREIRA, ME; GRATTAPAGLIA, D Introdução ao uso de marcadores moleculares em análise genética. Brasília, DF: Embrapa/CENARGEN, p. FONSECA, MJO; SOARES, AG; FREIRE JUNIOR, M; ALMEIDA, DJ; ASCHERI, JLR Effect of extrusion-cooking in total carotenoids content in cream and orange flesh sweet potato cultivars. Horticultura Brasileira, 26: GICHUKI, ST; GICHUKI, M; ZHANG, D; HERMANN, M; SCHMIDT, J; GLOSSL, J; BURG, K Genetic diversity in sweetpotato [Ipomoea batatas (L.) Lam.] in relationship to geographic sources as assessed with RAPD markers. Genetic Resources and Crop Evolution, 50: HE, X; LIU, Q; ISHIKI, K; ZHAI, H; WANG, Y Genetic Diversity and genetic relationships among Chinese Sweetpotato landraces revealed by RAPD and AFLP markers. Breeding Science, 56: MILACH, SCK Principais tipos de marcadores moleculares e suas características. In:. Marcadores moleculares em plantas. Porto Alegre: UFRGS, p MOULIN, MM Caracterização e conservação de variedades da batata doce no norte do Rio de Janeiro. Jan Boletim de Pesquisa e Desenvolvimento. Produtividade de clones e cultivares de batata-doce com diferentes colorações de polpa em sistema de produção orgânico em Sergipe. Embrapa Dez-2009; NASS, L. L. Recursos Genéticos Vegetais. Brasília: Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, p NUNES, MUC; SANTOS, JR; SOUSA, EF. Produtividade de clones e cultivares de bata-doce com diferentes colorações de polpa em sistema de produção orgânico em Sergipe. Aracaju; Embrapa Tabuleiros Costeiros, 2009, 16p (Boletim de Pesquisa/Embrapa Tabuleiros Costeiros). S42

5 SILVA, JBC; LOPES, CA; MAGALHÃES, JS Cultura da batata-doce. In: Cereda, M. P. Agricultura: tuberosas amiláceas latino americanas. São Paulo: Cargill. 2: SHARMA, K; MISHRA, A K; MISRA, RS A simple and efficient method for extraction of genomic DNA from tropical tuber crops. African Journal of Biotechnology, 7: THOMPSON, PG; HONG, LL; UKOSKIT, K; ZHU, Z Genetic linkage of random amplified polymorphic DNA (RAPD) markers in sweet potato. Journal of the American Society for Horticultural Science, 122: Tabela 1. Características morfológicas de cor observadas em 20 acessos presentes no Banco Ativo de Germoplasma no Campus Experimental da Embrapa Tabuleiros Costeiros, no município de Umbaúba (Sergipe). Acesso Cor Cor Acesso Película Polpa Película Polpa 24P40 Roxa Laranja 1231 Roxa Creme P3 Rosa Creme 1229 Roxa Creme 1208 Roxa Branca 1223 Rosa Creme 1197 Rosa Creme 1219 Roxa Creme 1194 Laranja Laranja 1220 Roxa Amarelo 1203 Rosa Creme 1221 Roxa Creme 1204 Roxa Creme 1232 Roxa Creme P7 Creme Creme 1230 Roxa Creme 1193 Roxa Laranja 1226 Rosa Creme Beauregard Rosa Laranja 1234 Rosa Branca Tabela 2. Oligonucleotideos utilizados para avaliar a diversidade genética entre 20 acessos de película e polpa com cores variadas presentes no Banco Ativo de Germoplasma no Campus Experimental da Embrapa Tabuleiros Costeiros (Umbaúba, Sergipe). Oligonucleotídeo Sequência NB 1 A02 5' - TGCCGAGCTG - 3' 3 A04 5' - AATCGGGCTG - 3' 5 A08 5' - GTGACGTAGG - 3' 3 A09 5' - GGGTAACGCC - 3' 5 A19 5' - CAAACGTCGG - 3' 5 IDT09 5' - CCCAAGGTCC - 3' 7 IDT17 5' - ACCTGGACAC - 3' 10 K20 5' - GTGTCGCGAG - 3' 8 W4 5' - CAGAAGCGGA - 3' 4 Total de Fragmentos 50 1 Número de bandas S43

6 Figura 1. Dendrograma gerado pelo coeficiente de similaridade de Jaccard e agrupamento UPGMA para 20 acessos de película e polpa com cores variadas presentes no Banco Ativo de Germoplasma no Campus Experimental da Embrapa Tabuleiros Costeiros, no município de Umbaúba (Sergipe). S44