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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.11.2019.tde-20191220-121456
Documento
Autor
Nome completo
José Geraldo de Aquino Assis
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 1999
Orientador
Título em português
Caracterização isoenzimática e variabilidade genética de populações de melancia (Citrullus lanatus) do nordeste brasileiro
Palavras-chave em português
CARACTERIZAÇÃO ISOENZIMÁTICA
GENÉTICA DE POPULAÇÕES VEGETAIS
MELANCIA
VARIAÇÃO GENÉTICA EM PLANTAS
Resumo em português
A melancia (Citrullus lanatus), originária da África, foi introduzida no Brasil pelos escravos durante a colonização, sendo ainda cultivada como variedades locais (etnovariedades) na agricultura de sequeiro do Nordeste do Brasil em pequenos estabelecimentos agrícolas, constituindo um germoplasma ameaçado, principalmente, pela substituição destas variedades comerciais. A EMPRABA-Semi-Árido realizou coletas desse germoplasma que apresentou ampla variabilidade em caracterização morfológica realizada previamente onde avaliou-se 39 populações (acessos) de três distintas regiões do Nordeste do Brasil: Médio Sertão Maranhense (MA), Depressão Sertaneja (DS) e Região Central da Bahia (BA). Neste trabalho, realizaram-se análises isoenzimáticas em gel de amido das mesmas populações utilizadas na caracterização morfológica, um grupo de melancias não cultivadas (melancia de cavalo) e um cultivar (Crimson Sweet), com o objetivo de quantificar a variabilidade genética existente, determinar a estrutura das populações, comparar os dois métodos de caracterização, estimar a divergência genética do germoplasma entre as três regiões e avaliar a viabilidade da técnica de eletroforese de isoenzimas na formação de coleção nuclear do banco de germoplasma de melancia. Dezoito sistemas enzimáticos foram testados sendo que apenas seis apresentaram claro polimorfismo e boa resolução (ACP, EST, CAT, PER, PGI, ME). Utilizando-se esses seis sistemas detectou-se treze locos entre os quais dez foram polimórficos. Determinou-se valores de heterozigosidade média observada médio de alelos por loco e porcentagem de locos polimórficos sugerindo que as populações de melancia coletadas no Nordeste apresentam mais variabilidade que o cultivar Crimson Sweet, aproximando-se mais dos valores da melancia de cavalo que são altos por se tratar de variedade não cultivada. Os índices de fixação encontrados diferiram pouco de zero, indicando que as populações estão próximas do equilíbrio de Hardy-Weinberg. A estatística F para locos individuais mostra excesso de heterozigotos (Fis) para alguns locos e deficiência de heterozigotos para outros, indicando presença de deriva genética. Cinco dos dez locos polimórficos apresentaram padrões bem diferenciados entre os acessos das etnovariedades de melancia e os acessos de melancia de cavalo, sugerindo a existência de dois gene pools distintos, havendo acessos das três regiões, principalmente BA e MA, com introgressão de alelos do outro “gene pool”. Assim, o fluxo gênico, evidenciado pela introgressão de alelos isoenezimáticos, decorrente da alogamia da espécie e da compatibilidade de cruzamento dos dois “gene pools”, seria a principal causa da variabilidade isoenzimática. A região DS apresentou menor variabilidade, com maior proporção de alelos comuns em relação às demais regiões, que é uma tendência dos cultivares melhorados, provavelmente, porque as coletas aí realizadas foram mais seletivas. No entanto, esta região foi apontada, a partir das análises morfológicas como a de maior variabilidade, não havendo assim relação entre variabilidade isoenzimática e morfológica. Na análise de agrupamento, as populações formadas pelos acessos das três regiões mostraram considerável identidade, divergindo do grupo das melancias de cavalo e em nível maior do cultivar Crimson Sweet. Devido ao alto nível de identidade entre os acessos das três regiões considerou-se que as análises isoenzimáticas não seriam indicadas para formação de coleção nuclear.
Título em inglês
Isozymatic characterization and genetic variability of watermelon populations (Citrullus lanatus) of Northeast Brazil
Resumo em inglês
The watermelon (Citrullus lanatus), originated from Africa, was introduced in Brazil by the African slaves during colonization, and it is still cultivated as landraces (etnovarieties) in the traditional agriculture in Northeast Brazil in small farmers, constituting a threatened germplasm, mainly by the substitution of these landraces by commercial varieties. Embrapa Semi-Árido (Agricultural Research Brazilian Enterprise, Semi-Arid) has been collecting this germplasm, which showed wide variability on previous morphological characterization of 39 populations (accessions) of three distinct regions from Northeast Brazil: Médio Sertão Maranhense (MA), Depressão Sertaneja (DS) and Região Central da Bahia (BA). This work relates isozymatic analysis in starch gel electrophoresis of practically the same populations used in previous morphological characterization and a group of non-cultivated watermelon (horse watermelon) and a cultivar (Crimson Sweet), aiming at quantifying the genetic variability, determining the genetic structure of populations, comparing both methods of characterization, estimating germplasm genetic divergence among three regions and evaluating the isozyme electrophoresis to create a watermelon germplasm bank core collection. Eighteen enzymatic systems were tested and six showed clear polymorphism and good resolution (ACP, EST, CAT, PER, PGI, ME). Using these six enzymatic systems, thirteen loci scored, ten of them being polymorphic. Mean heterozygosity, mean number of alleles per locus and percentage of polymorphy loci suggested that watermelon populations collected in Northeast Brazil showed higher variability than Crimson Sweet cultivar, being closer to the high values of non-cultivated horse watermelon. Fixation indexes were close to zero, showing that populations are near Hardy-Weinberg equilibrium. F statistics for individual loci showed excess of heterozygotes (Fis) for some loci and deficiency of heterozygotes for others, indicating the occurrence of genetic drift. Five among the ten polymorphic loci showed divergent patterns between watermelon landrace accessions and horse watermelon, suggesting the existence of two gene pools. Accessions from the three regions, mainly BA and MA, showed introgression from the other gene pool. Therefore, the gene flow, evidenced by the introgression of isozymatic alleles, as a result of allogamy and cross-compatibility between both gene pools, might be the main cause of isozymatic variability. The region DS showed less variability, with greater proportion of common alleles than the other regions, which is a tendency of improved cultivars, probably because the collections made in this region were more selective. However, this region was pointed in the morphological analysis as the most variable one. So, there was no relation between isozymatic and morphological variabilities. In the cluster analysis, populations formed by accessions from the three regions showed reasonable identity, diverging from the horse watermelon group and, in a greatest level, from the cultivar Crimson Sweet. Due to the high level of identity between accessions of the three regions, isozymatic analysis was not considered suitable for forming a core collection.
 
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Data de Publicação
2019-12-20
 
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