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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.11.2019.tde-20191220-141442
Documento
Autor
Nome completo
Fernanda Amato Gaiotto
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2001
Orientador
Título em português
Inferências sobre herança quantitativa e estrutura genética em populações naturais de Euterpe edulis Mart. utilizando marcadores microssatélites
Palavras-chave em português
GENÉTICA DE POPULAÇÕES VEGETAIS
HERANÇA GENÉTICA
MARCADOR MOLECULAR
PALMITO JUÇARA
Resumo em português
A palmeira produtora do palmito de melhor qualidade das regiões Sul e Sudeste do Brasil, Euterpe edulis Mart., vem sendo amplamente explorada nas Florestas Tropicais e matas de galeria ao longo dos anos. A conservação desta espécie pode ser efetuada por meio do manejo sustentado ou de seu plantio comercial, com a manutenção das populações naturais. Para que as estratégias de conservação in situ de qualquer espécie tropical sejam bem elaboradas, é fundamental o conhecimento das características genéticas e demográficas das populações a conservar. Uma bateria de 18 locos microssatélites (ou SSR) altamente informativos foi desenvolvida para E. edulis. Tais marcadores foram combinados seis a seis em ensaios multiplex fluorescentes, de maneira que, com apenas três géis de alta resolução, foi possível a análise dos 18 locos em um seqüenciador automático de DNA. Para o estudo detalhado da estrutura genética populacional e herança quantitativa em E. edulis, foram amostrados indivíduos adultos e regenerantes de até um ano de idade em duas populações de matas de galeria do Cerrado brasileiro na região de Brasília - DF. Também foram coletadas sementes para a obtenção de progênies maternas. Os locos SSR utilizados neste estudo apresentaram uma média de 10,8 alelos por loco. A diversidade alélica média (He) e a heterozigosidade observada (Ho) apresentaram valores elevados, 0,749 e 0,690, respectivamente. De acordo com o modelo de acasalamento misto, foi possível mostrar que as populações estudadas são altamente alogâmicas (tm=0,941). A estrutura genética parece ser o resultado do balanço entre a polinização cruzada e o longo movimento de genes, que reduz a diferenciação genética entre estas populações (FIT = 0,171; FIS = 0,117; FST =0,061 e RST =0,065). Os baixos valores de diferenciação genética sugerem um alto nível de fluxo gênico entre as populações (Nm=3,4 migrantes por geração). Além da estimativa do parâmetro Nm, o fluxo gênico foi ainda avaliado com base em testes de paternidade. Foram detectados dois indivíduos regenerantes com alta probabilidade de serem filhos de adultos distantes 22 km. A distância de fluxo gênico encontrada neste trabalho não havia sido reportada antes para espécies arbóreas tropicais. A análise da herança quantitativa em populações naturais utilizando marcadores moleculares somente foi possível a partir das estimativas dos coeficientes de parentesco entre pares de indivíduos. O estudo do parentesco com marcadores microssatélites em ensaio de progênies maternas apresentou, em média, o valor r=0,123 dentro de progênie. Esse resultado foi congruente com o esperado para meios-irmãos, indicando a eficiência deste método para inferências sobre herança quantitativa. Os coeficientes de herdabilidade (h2) para caracteres de plântulas (altura, diâmetro do coleto, número de folhas e número de folíolos da primeira folha completa) foram estimados nestas populações naturais. Os resultados foram comparados aos obtidos nos ensaios de progênie pelos métodos tradicionais de análise de variância (ANAVA). As estimativas de h2 através da análise convencional foram, em geral, maiores que as obtidas através dos marcadores genéticos. Essa diferença pode ser explicada baseando-se na pressuposição dos modelos, pois, no caso da ANAVA sob alogamia, admite-se parentesco de meios-irmãos. No entanto, parentescos superiores a esse podem existir em progênies maternas naturais. Assim, as estimativas de h2 obtidas pelo método de marcadores moleculares são, provavelmente, as que mais se aproximam dos valores verdadeiros, pois são calculados com base no parentesco real existente entre indivíduos. Este trabalho mostrou o potencial do método de análise de herança quantitativa utilizando marcadores moleculares, fornecendo subsídios para o pré-melhoramento em populações naturais.
Título em inglês
Inferences about quantitative inheritance and genetic structure on natural populanons in the Euterpe edulis Mart. with macrosatellite markers
Resumo em inglês
Euterpe edulis Mart produces the best quality heart of palm ("palmito") in the South and Southeast of Brazil, therefore this species has been heavily harvested for years. The conservation of natural populations of E. edulis could be achieved through sustainable management of forests or production of commercial crops. In order to elaborate and effective in situ conservation strategy for any tropical species the knowledge of genetics and demographic traits of their populations is fundamental. To provide this study with detailed information on genetic of population structure and quantitative inheritance adult and juvenile individuais (of up to one year of age) were sampled from two populations of E. edulis. These populations are located 22 km apart in gallery forests within Brazilian Cerrado in the urroundings of Brasília - DF. Additionally, seeds for development of maternal families were also collected. A battery of 18 microsatellite loci (or SSR) highly informative was developed for E. edulis. These markers were combined in multiplex assays and only three high-resolution gels made it possible to analyze the 18 loci in an automatic DNA sequencer. The SSR loci used ln this study had an average of 10.8 alleles per locus. Average gene diversity (He) and observed heterozygosity (Ho) presented high values: 0.749 and 0.690 respectively. A multilocus mixed mating model was used to evaluate the mating system of the natural populations of E. edulis. Results showed that the studied populations are highly outcrossed (tm=0.941). Genetic structure may be the result of a balance between cross-pollinatton and long movement of genes that reduce genetic differentiation between these populations (FIT = 0.171; FIS = 0.117; FST = 0.061 and RST =0.065). These low values of genetic differentiation suggest high leveis of gene flow between these populations (Nm=3.4 migrants per generation). In addition to estimated Nm, gene flow was also evaluated using patemity test. It was found out that two juvenile individuais presented high probability of being fathered by two adult individuais located 22 km apart. The gene flow detected in this work has never been reported before for any tropical forest species. Quantitative inheritance analysis using molecular markers was just possible because we have estimated the coefficient of relatedness between pairs of individuais. The inferences of relatedness with microsatellite markers within maternal progenies showed average values of r=0.123. This result was congruent with expected values for half-sibs indicating the efficiency of this method for estimation of quantitative inheritance. Narrow sense heritability (h2) among juvenile traits (height, diameter, number of leaves and number of leaflets at first complete leaf) were estimated for these natural populations. The results were compareci to that obtained by traditional methods of analysis of variance (ANAVA) at progeny assays. In general, the estimates of h2 by ANAVA were higher than those obtained by genetic markers. This difference can be explained by the models which (for ANAVA) admit half-sibs relatedness under allogamy. However, relatedness higher than half-sibs can occur in natural maternal progenies. Therefore, estimates of h2 obtained by marker-inferred relatedness are probably the nearest to the real value of h2 2 because they are calculated on the real relatedness between individuais. This work showed the potential of quantitative inheritance analysis using molecular markers providing subsidies for pre-breeding on natural populations.
 
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Data de Publicação
2019-12-20
 
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