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Disertación de Maestría
DOI
Documento
Autor
Nombre completo
Éderson Akio Kido
Dirección Electrónica
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
Piracicaba, 1990
Director
Título en portugués
Análises de tétrades e biométrica combinadas para o estudo da produção de etanol em Saccharomyces cerevisae
Palabras clave en portugués
ANÁLISE BIOMÉTRICA
ETANOL
LEVEDURAS
MODELOS MATEMÁTICOS
PRODUÇÃO
VARIAÇÃO GENÉTICA
Resumen en portugués
A maioria dos caracteres de interesse econômico, tanto em organismos superiores, quanto em microrganismos são de base genética quantitativa. Entretanto, poucos trabalhos dessa natureza têm sido desenvolvidos em Saccharomyces cerevisae, apesar da possibilidade de cruzamentos planejados e de análise de tétrades, o que individualiza as meioses e os seus produtos, situação esta que não é possível em organismos superiores. No entanto, as meioses e os gametas de eucariotos superiores devem comportar-se como os ascos (tétrades) e os esporos de S. cerevisiae, organismo que permite estimar e decompor a variabilidade existente entre e dentro de ascos. O presente trabalho consistiu em aproveitar os recursos biológicos de S. cerevisiae para analisar a variação contínua do caráter produção de etanol, caracterizando a sua base genética e sugerindo estratégias para o seu melhoramento. Isto foi possível comparando-se em esquema hierárquico e delineamento adequado, linhagens parentais, híbridos, linhagens haplóides (esporos) e diplóides (híbridos de retro cruzamentos ou de cruzamentos entre esporos de mesmo asco), combinados à análise de tétrades e aos princípios biométricos comumente aplicados no melhoramento animal e vegetal. As análises dos dados de produção de etanol permitiram estimar variâncias e parâmetros genéticos. Assim, os coeficientes de herdabilidade (maiores do que 70%) para as linhagens haplóides e diplóides demonstraram que a seleção fenotípica foi eficiente, correspondendo os melhores fenótipos aos melhores genótipos. Da variância genética total entre as linhagens haplóides cerca de 60% correspondeu à variância genética aditiva e os 40% restantes à variância genética aditiva por aditiva. Ao nível diploide, 55 a 65% da variância genética total foi devido à variância aditiva e 35 - 45% à variância dominante. Estimou-se também o grau médio de dominância, sugerindo dominância completa (em média) para os alelos dos locos controladores do caráter, e os ganhos esperados por seleção simuladas, aos níveis haplóide e diplóide. Efeitos de ploidia e/ou interações alélicas expressivas não foram observados, comparando-se o híbrido inicial (MXI) com linhagem homozigota (MXV) em 96% dos locos com relação ao parental maior. Os resultados indicam que para a produção de etanol, a seleção ao nível haplóide de fenótipos superiores (recombinantes com maior número de alelos favoráveis que as linhagens parentais) e sua hibridização pode resultar em acúmulo de alelos favoráveis na condição diplóide. O modelo de análise biométrica proposto pode ser aplicado para outros caracteres de variação contínua em S. cerevisiae, ou em qualquer organismo que apresente as fases n e 2n estáveis, apresente meioses individualizadas e permita a realização de cruzamentos planejados.
Título en inglés
Biometric and tetrad analysis combined for the study of ethanol production in Sacharomyces cerevisiae
Resumen en inglés
Most economically important characters of industrial organisms, superior eucariotes and microorganisms, have polygenic nature and are subject of quantitative genetic analysis. Few works in S. cerevisiae considered polygenic traits analysis although the organism is amenable for such procedure. Planned crosses and tetrad analysis can give a strong support in studying quantitative traits besides the biological favourable properties of haploid and diploid state clonal viability, which in addition permits to estimate and decompose the existent variability among and within meiotic products (ascospores of complete asci). Such studies are not possible in superior eucariotes where the gametes cannot be analysed the same way. Thus the present work aimed in developing a combined methodology of quantitative genetic analysis and tetrad analysis for the study of the polygenic trait ethanol production which can also be applied to other polygenic traits. The experimental assays were planned accordingly being present parental strains, hybrid, haploid strain from this hybrid (originated from ascospores of complete tetrads) and diploid strains originated from backcrosses to both parents and crosses among ascospores from the same asci. Ethanol production of such strain measured under standardized conditions were statistically analysed which allowed to estimate genetic variances and genetic parameters. Heritabilities estimated for haploid and diploid states were high (more than 70%) indicating good environmental control and the possibility of efficient phenotipic selection. Among haploids approximately 60% total genetic variance was related to additive effects and the remaining 40% due to the epistatic effect of additive x additive nature. At the diploid level from 55 to 65% of total genetic variance was related to additive variance and 35-45% to the dominant variance. Complete dominance in average must be predominant for the loci controlling the character and ploidy or expressive allelic interaction effects were not detected. Expected genetic gains in simulated selection at haploid and diploid were estimated. The results suggests a great possibility to obtain superior hybrids intercrossing haploid strains of high ethanol production taking advantage of the higher level of dominance. It is also to be stressed that the combined methodology of analysis developed and applyed to S. cerevisiae can be used to any other polygenic trait as well as to other organisms where plànned crosses can be made and haploid and diploid plases and stable. Such studies give also an insight on what must be happening in superior eucariotic organisms where the gametes cannot be analysed the same way.
 
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KidoEdersonAkio.pdf (18.05 Mbytes)
Fecha de Publicación
2019-08-22
 
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