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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.11.2010.tde-19022010-083541
Document
Author
Full name
Berenice Kussumoto de Alcântara
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2009
Supervisor
Committee
Veasey, Elizabeth Ann (President)
Oliveira, Giancarlo Conde Xavier
Solferini, Vera Nisaka
Title in Portuguese
Caracterização da diversidade genética de Teca (Tectona grandis) de diferentes procedências usando marcadores microssatélites
Keywords in Portuguese
Marcador molecular
Melhoramento genético
Proteção de plantas
Teca
variação genética.
Abstract in Portuguese
A teca (Tectona grandis) é uma das principais espécies madeireiras do mundo, com alto valor econômico, muito famosa por sua beleza, resistência e durabilidade. A espécie ocorre naturalmente na Índia, Mianmar, Tailândia, Laos e Indonésia, onde estudos de diversidade têm sido realizados no que tange à conservação de recursos genéticos. Entretanto, existe a necessidade de estudos de diversidade genética de teca no Brasil que poderiam ser utilizados, principalmente, para a proteção de cultivares e para o melhoramento genético. Visto isso, o objetivo deste trabalho foi caracterizar a diversidade genética de genótipos de teca utilizados nos plantios brasileiros. Para tanto foram testados 10 primers de microssatélites, obtidos na literatura, para a avaliação de 60 genótipos, 33 provenientes de sementes de plantios de teca em Cáceres, 14 correspondentes a clones obtidos em Cáceres e 13 genótipos referentes a clones de procedências fora do Brasil, sendo estas, Honduras, Malásia, Índia, Indonésia, Costa do Marfim e Ilhas Salomão. Os genótipos foram divididos em oito grupos, de acordo com sua procedência, para a análise da diversidade genética. Foram realizadas análises multivariadas pelo método bayesiano no programa STRUCTURE, análises de agrupamento e coordenadas principais. Dos 10 primers testados, nove se mostraram polimórficos, sendo então utilizados para as análises estatísticas. Elevada variabilidade genética para os genótipos de teca foi detectada, sendo o número médio de alelos por loco igual a 5,22. Os genótipos de Cáceres apresentaram 100% de polimorfismo, seguido pelos clones da Índia com 90% de polimorfismo. A heterozigosidade média observada ( o= 0,352) foi menor que a heterozigosidade média esperada ( e =0,443). Coerentemente com outros estudos em teca, a maior parte da variabilidade genética concentrou-se dentro dos grupos (Hs = 0,436). Com as análises do programa STRUCTURE foi possível definir a divisão dos genótipos em três grupos, sendo 73,4% dispostos em um único grupo (vermelho) representado pela maioria dos genótipos de Cáceres, 13,3% alocados no grupo verde compostos por alguns clones da Índia, Ilhas Salomão, um clone da Malásia, um de Honduras e os clones da Costa do Marfim e os 13,3% dos genótipos restantes possuíram uma mistura dos dois grupos (vermelho e verde). A análise de agrupamento, utilizando índice de Jaccard, indicou a separação dos genótipos em seis grupos distintos: grupo I pertencente ao clone da Indonésia, grupo II possuindo dois clones da Índia, grupo III com os genótipos de Cáceres e dois clones de fora (um da Índia e outro da Malásia), grupo IV possuindo os genótipos de Honduras e Malásia, grupo V com clones da Índia e grupo VI pertencente aos clones da Costa do Marfim e das Ilhas Salomão, sendo coerente com a análise de coordenadas principais. Através do agrupamento utilizando distância de Nei, foi possível inferir duas possíveis origens da teca implantada no Brasil: Malásia e Índia. Após a avaliação das divergências genéticas, sugestões são feitas no que tange a utilização de genótipos contrastantes para o uso como parentais em programas de melhoramento genético.
Title in English
Characterization of genetic diversity of teak (Tectona grandis) from different provenances using microsatelliate markes
Keywords in English
crop protection
genetic diversity.
Molecular markers
plant breeding
teak
Abstract in English
Teak (Tectona grandis) is one of the main timber species in the world with high economic value, famous for its beauty, strength and durability. The species occurs naturally in India, Myanmar, Thailand, Laos and Indonesia, where diversity studies have been conducted with regard to the conservation of genetic resources. However, there is a need for studies of genetic diversity of teak in Brazil that could be used mainly for the protection of plant varieties and for breeding. Therefore, the objective of this study was to characterize the genetic diversity of teak genotypes used in Brazilian plantations. We tested 10 microsatellite primers, obtained in the literature, to assess 60 teak genotypes, 33 genotypes from seeds of plantations in Caceres, 14 clones obtained in Caceres and 13 clones originated from Honduras, Malaysia, India, Indonesia, Ivory Coast and Solomon Islands. The genotypes were divided in eight groups, in accordance to its origin, for the genetic diversity analysis. Multivariate analysis were conducted using the Bayesian method implemented in the program STRUCTURE, as well as cluster and principal coordinates analysis. Of the 10 primers tested, 9 showed polymorphism, and were then used for statistical analysis. High genetic variability for the teak genotypes was detected, with the average number of alleles per locus equal to 5.22. Caceres genotypes showed 100% polymorphism, followed by the clones from India with 90% polymorphism. The average observed heterozygosity ( o = 0.352) was lower than the average expected heterozygosity ( e = 0.443). Consistent with other studies in teak, most of the genetic variability was concentrated within groups (Hs = 0.436). With the analysis of the STRUCTURE software it was possible to define the division of the genotypes into three groups, 73.4% placed in one group (red) represented the majority of the genotypes of Caceres, and 13.3% allocated in the green group composed of some clones from India, a clone from Solomon Islands, Malaysia and Honduras and the clones of the Ivory Coast. The 13.3% of the remaining genotypes possessed a mixture of the two groups (red and green). Cluster analysis using Jaccard index indicated the separation of the genotypes into six distinct groups: group I belonging to the clone from Indonesia, group II having two clones from India, group III with genotypes from Caceres and two clones from India and Malaysia, group IV having the Honduras and Malaysia genotypes, group V with clones from India and group VI with clones belonging to the Ivory Coast and the Solomon Islands. This result was consistent with the principal coordinate analysis. From the results described above, together with the cluster analysis using Neis distance, it was possible to infer two probable origins of teak implemented in Brazil: India and Malaysia. After assessing the genetic divergences, suggestions were made concerning the use of contrasting genotypes as parents in breeding programs.
 
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Publishing Date
2010-03-05
 
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