QTLs identification in common bean through SSR markers affected by natural selection

Para identificar QTLs para produtividade de grãos e peso de 100 sementes em feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.), foram usados microssatélites influenciados pela seleção natural, identificados na população derivada do cruzamento 'Carioca MG' x 'ESAL 686', conduzida pelo método da população até a geração F24. Foram avaliadas 107 linhagens da geração F8 e 107 da F24 em três épocas distintas: inverno de 2001 (F8:9 e F24:25) em Ijaci; águas de 2001 (F8:10 e F24:26) e secas de 2002 (F8:11 e F24:27) ambos em Lavras. Utilizou-se o delineamento látice simples 18 x 18 em Ijaci, e triplo nas duas outras épocas. Entre os 105 pares de primers utilizados, 30 foram polimórficos nos genitores e no bulk de DNA das linhagens F24 e utilizados, juntamente com as avaliações experimentais, na análise de regressão linear múltipla - Stepwise. Foram identificados sete QTLs para a produtividade de grãos em F8 e seis QTLs em F24, sendo o marcador derivado do 'ESAL686' (BM156) o que exibiu maior efeito para aumentar a produtividade. Para peso de 100 sementes foram identificados cinco marcadores em F8 e dois em F24, todos provenientes do genitor 'ESAL686' e o que contribuiu com o maior peso foi o X61293. A maioria dos QTLs se expressou em um só ambiente. _________________________________________________________________________________ ABSTRACTAiming to identify QTLs for grain yield and for 100 seed weight of common bean (Phaseolus vulgaris L.), microsatellite markers (SSR) affected by natural selection were selected in a population derived from the cross 'Carioca MG' x 'ESAL 686', advanced by the bulk breeding until F24. One hundred and seven F8 lines, and 107 F24, were evaluated in three environments: Winter of 2001 (F8:9 and F24:25) at Ijaci county; spring/summer of 2001 (F8:10 and F24:26) and summer/fall of 2002 (F8:11 and F24:27), both at Lavras county. Simple lattice 18 x 18 experimental design was used at Ijaci, and triple lattice in the others environments. Thirty polymorphic pair of primers were selected among 105, through the parents and a bulk of the F24 lines. The molecular and the experimental data were used in the multiple linear regression analysis (stepwise). Seven QTLs for grain yield were identified in F8 and six in F24, and the BM156 marker (derived from 'ESAL 686') showed the major effect. For 100 seed weight five QTLs were identified in F8 and two in F24, all of them derived from 'ESAL 686', and the major effect was exhibited by X61293 marker. Most of the QTLs expressed in only one environment

Melhoramento genético da bananeira: estratégias e tecnologias disponíveis

A banana cultivada 107 países, em uma área de 4,1 milhões de hectares e produção de 95 milhões de toneladas, é segunda fruta mais produzida do mundo. A bananeira é atacada por vírus (CMV e BSV), fungos (Sigatoka amarela e negra, mal-do-Panamá), bactéria (Moko), nematoide e insetos (Broca do rizoma). No entanto, por meio do melhoramento genético é possível obter resistência a maioria das pragas e doenças. O centro de origem de grande parte do germoplasma de Musa spp. é o Continente Asiático, onde são encontradas bananeiras diploides, triploides tetraploides, com genomas de Musa acuminta e M. balbisiana. No melhoramento de banana, feito principalmente para resistência às doenças, são usados os seguintes métodos: introdução e seleção de clones; hibridação (cruzamentos de diploides com diploides, triploides com diploides e diploides com tetraploides); duplicação de cromossomos; mutação e transgenia. Os métodos que envolvem hibridação, embora sejam os mais usados, apresentam limitações como a partenocarpia, a esterilidade; o número variável de ploidia e a baixa produção de sementes. Todo material produzido no programa, é depois avaliado nas regiões produtoras de banana. Atualmente novas técnicas de melhoramento, baseadas em informações genéticas de Musa spp. estão sendo incrementadas

Rapid plant DNA and RNA extraction protocol using a bench drill

Plant DNA and RNA extraction methods are well established, with a wide range of protocols, depending on the purposes of each laboratory/research. Nowadays, quick, inexpensive and easy plant DNA and RNA extraction methods are highly sought after. We developed an optimized protocol for plant DNA and RNA extraction that uses an inexpensive bench drill and plastic bags and does not require liquid nitrogen. DNA from leaves and RNA from leaves and roots of banana, pineapple, citrus, papaya, passion fruit and cassava, were extracted using a basic cetyltrimethylammonium bromide method. Both nucleic acids were quantified and evaluated for quality based on agarose gel electrophoresis. The DNA and RNA extractions were successful for all species, and RNA quality in pellets was maintained after storage at room temperature for three weeks. This protocol can reduce costs considerably in laboratories with ongoing routine activities of DNA and RNA extraction for genetic diversity and gene expression analyses, where other conventional methods have not been successful due to explant, condition of samples and quantity and quality of nucleic acids. This is especially relevant for many laboratories in developing countries where the cost and availability of liquid nitrogen may be a constraint

Caracterização agronômica de mutantes de\ud bananeira obtidos por meio da radiação gama

Banana is one of the most economically important fruit, explored almost exclusively by small producers as a continuous source of food and income. Although Brazil is one of the main banana producers, the national banana production is undergoing serious problems especially in the phases of production and post-harvest limiting its participation in the international market. One of the main factors leading to great production losses is the toppling over due to the tall height of plants of main commercial cultivars. A strategy to solve this problem is reducing height by inducing mutation. The objective of the present work was to characterize irradiated Prata type banana mutants (cvs. Pacovan and Preciosa) during two production cycles in order to select short plants in height with good agronomic characteristics. In vitro plants of both cultivars were irradiated with gamma rays in the doses of 20 Gy ('Pacovan', 200 plants) and 30 Gy ( 'Preciosa', 200 plants) subcultivated four times and afterwards evaluated in the field during two production cycles. Four possible mutants were selected from each cultivar with height smaller than the average height of the controls after two evaluation cycles. It was observed that some of these mutants presented greater precocity and bunch weight compared to the controls. From the results obtained it is possible to select mutant plants with superior agronomic characteristics for 'Pacovan' as well as 'Preciosa' submitted to gamma radiation.A bananeira é uma das fruteiras de maior importância econômica, explorada quase exclusivamente por pequenos produtores.\ud Constitui-se em fonte contínua de alimento e renda. Embora o Brasil figure como um dos maiores produtores de banana, a\ud bananicultura nacional enfrenta sérios problemas nas fases de produção e pós-colheita, que limitam sua inserção no mercado\ud internacional. Um dos fatores que levam a grandes perdas na produção é o tombamento resultante da altura elevada da\ud planta das principais cultivares comerciais. Uma estratégia para a solução deste problema é a redução do porte por indução\ud de mutação. O objetivo deste trabalho foi caracterizar mutantes de banana tipo Prata (cv´s Pacovan e Preciosa) irradiadas,\ud durante dois ciclos de produção, visando à seleção de plantas com porte baixo e boas características agronômicas. Plantas\ud in vitro das duas cultivares foram irradiadas com raios gamas nas doses de 20 Gy (‘Pacovan’ – 200 mudas) e 30 Gy (‘Preciosa’\ud – 200 mudas), subcultivadas por quatro vezes e posteriormente avaliadas em campo durante dois ciclos de produção.\ud Foram selecionados quatro mutantes de cada cultivar com altura inferior à média de altura das testemunhas, após dois\ud ciclos de avaliação. Observou-se que em alguns desses mutantes houve maior precocidade e maior massa do cacho quando\ud comparados com as testemunhas. Pelos resultados, é possível selecionar plantas mutantes com características agronômicas\ud superiores, tanto para a ‘Pacovan’ quanto para a ‘Preciosa’, submetidas à radiação gama

IAC-2028: new castor bean cultivar

A nova cultivar de mamona IAC-2028, originada a partir da hibridação controlada entre a linhagem L881 e a progênie H34, foi selecionada por meio do método genealógico. A IAC-2028 adapta-se às condições edafoclimáticas do Estado de São Paulo, apresenta porte baixo (150–180 cm), frutos indeiscentes, moderada suscetibilidade a doenças, em especial ao mofo-cinzento, teor de óleo em torno de 47% e ciclo precoce, que varia de 150 a 180 dias. Nos quatro anos de avaliação apresentou, em três municípios paulistas, média de rendimento de grãos de 2.000 kg ha-1.The new castor bean cultivar, named IAC-2028, obtained by hybridization between the inbred lines L881 e H34 was selected by the pedigree method. The cultivar IAC-2028, indicated for cultivation in Sao Paulo State, showed: low height (150–180 cm); indehiscent fruits, moderate susceptibility to diseases, specifically to gray mould; 47% oil content e medium maturity (150–180 days). In the experimentation over four years, IAC-2028 presented a grain yield average of 2,000 kg ha-1

Agronomic behavior of banana cultivars in the geographic microregion of Assis, São Paulo, Brazil

Abstract The characterization of banana cultivars is an important stage, which allows the identification of materials adapted to a particular region. The aim of this study was to evaluate the agronomic performance in the edaphoclimatic conditions of the geographic microregion of Assis, State of São Paulo, during the first three production cycles. The experiment was installed at São José Farm, Palmital, SP, where ten banana cultivars (Grande Naine, IAC 2001, FHIA 02, Bucaneiro, FHIA 17, Calypso, Ambrosia, Thap Maeo, BRS Princesa and Caipira) were evaluated during the three production cycles. The experimental design was in randomized blocks, with four replicates, each plot with 8.75 m2 and 5 plants per plot. The evaluated variables were plant height, pseudostem perimeter, number of leaves at flowering and harvesting, bunch mass, number of hands per bunch, fruit and pulp yield. Results were submitted to analysis of variance, means comparison tests and multivariate clustering or tree clustering analysis. ‘Grande Naine’ and ‘IAC 2001’ cultivars, as well as those of the Cavendish subgroup, are the most suitable for cultivation in the geographic microregion of Assis, SP, considering production performance in the evaluated production cycles

Genetic variability estimated in banana diploids through microsatellite markers

O objetivo deste trabalho foi estimar a divergência genética entre 38 diplóides de banana do programa de melhoramento da Embrapa Mandioca e Fruticultura Tropical, incluindo genótipos melhorados, cultivadose selvagens, por meio de 15 marcadores microssatélites ou SSR. As similaridades genéticas, com base no coefi ciente de Jaccard, foram utilizadas para fazer o agrupamento dos genótipos pelo método UPGMA.O número de alelos obtidos foi 113, com média de 7,53 alelos por iniciador. A similaridade genética média foi de 0,22, e variou de 0,028 a 0,48, o que indica existência de variabilidade genética entre os genótipos. A análise de grupos, com base no polimorfi smo de microssatélites, não pôde separar completamente os híbridosmelhorados, cultivados e selvagens. Alguns diplóides agruparam-se com base em sua origem geográfi ca, entre eles Musa ornata e IAC-1, e Tjau Lagada e Lidi, enquanto que, em outros, nenhuma relação foi estabelecida.Houve tendência de agrupamento entre os diplóides aparentados, como: SH3263 e 8694-20, 4279-01 e 9179-03,1304-06 e 5854-03, 86B79-10 e 7341-03, 86B79-12 e 0337-02, e 9194-04 e 4154-08.The objective of this work was to estimate the genetic diversity between 38 banana diploids from the banana breeding program of Embrapa Mandioca e Fruticultura Tropical (Embrapa Cassava and Tropical Fruits), including improved hybrids, cultivated and wild species, using fi fteen SSR markers. Genetic similarities were utilized to cluster genotypes through UPGMA, based on Jaccard coeffi cient. The average number of alleles per primer was 7.53, with a total of 113 alleles identifi ed. The average similarity was 0.22, and ranged from 0.028 to 0.48, indicating the existence of genetic variability between genotypes. The clustering analysis based on microsatellite polymorphism could not completely separate improved hybrids, cultivated and wild species.Some diploids grouped according to their geographic origins, among which Musa ornata and IAC-1, and Tjau Lagada and Lidi, while in others no relation was established. There was a trend of clustering among related diploids as: SH3263 and 8694-20; 4279-01 and 9179-03; 1304-06 and 5854-03; 86B79-10 and 7341-03; 86B79-12 and 0337-02; and 9194-04 and 4154-08

Caracterização agronômica e molecular de germoplasma de bananeira

The objective of the present work was to characterize banana accessions from the Germplasm Bank at Embrapa Mandioca e Fruticultura Tropical (Brazil), using agronomical, physical and physicochemical characteristics of fruit and simple sequence repeats (SSR) markers. Twenty-six accessions were analyzed, in which high genetic variability was found, especially for the agronomical characters number of fruit and weight of bunch. Accessions with high contents of carotenoids (diploid 'Jaran'), polyphenols (triploid 'Caipira' and tetraploid 'Teparod') and vitamin C (diploid 'Tuugia' and an unknown triploid AAA) in the fruit were identified. Thirteen microsatellite primers revealed an average of 7.23 alleles, which showed high variability. A dendrogram was prepared using the Gower algorithm for the distance matrices obtained from the agronomical, physical and physicolchemical analysis of fruit and SSR markers. Adopting the average genetic divergence as the cut-off point, three clusters were found: G1, formed by the diploids 'Jaran', 028003-01 and M-48; G2, by the diploids 'Malbut' and 'Ido 110'; and G3, by 21 tri-and tetraploid accessions, including one diploid, 'Tuugia'. The triploids with the B genome 'Thap Maeo', 'Walha', 'Pacha Nadan' and 'Champa Madras' were grouped in G2. Results from this work can be used for breeding hybrids with good agronomical traits and fruit quality.O objetivo deste trabalho foi caracterizar acessos de bananeira do Banco de Germoplasma da Embrapa Mandioca e Fruticultura Tropical, por meio de características agronômicas, físicas e físico-químicas dos frutos e por marcadores "Simple sequence repeats" (SSR). Foram analisados 26 acessos, nos quais observou-se ampla variabilidade genética, em especial para número de frutos e peso de cacho. Foram identificados acessos com altos teores de carotenoides (diploide 'Jaran'), polifenóis (tetraploide 'Teparod') e vitamina C (diploide 'Tuugia' e um triploide AAA desconhecido). Os 13 iniciadores microssatélites testados apresentaram uma média de 7,23 alelos, que apresentaram alta variabilidade. Com uso do algoritmo de Gower, foi elaborado um dendrograma com as matrizes de distância obtidas por meio das análises agronômicas, físicas e físico-químicas dos frutos e análises moleculares. Com a divergência genética média usada como ponto de corte, foram identificados três agrupamentos: G1, formado pelos diploides 'Jaran', 028003-01 e M-48; G2, pelos diploides 'Malbut' e 'Ido 110'; e G3, pelos 21 acessos tri- e tetraploides, incluindo-se um diploide 'Tuugia'. Os triploides com genoma B 'Thap Maeo', 'Walha', 'Pacha Nadan' e 'Champa Madras' agruparam-se no G2. Os resultados obtidos podem ser utilizados no melhoramento genético, para o desenvolvimento de híbridos com boas características agronômicas e qualidade de frutos

BRS SCS BELLUNA – um novo cultivar de banana para processamento e consumo fresco

The new banana cultivar, BRS SCS Belluna (AAA), was developed by the Embrapa and Epagri banana breeding programs for processing and fresh consumption. It is noteworthy differentiated nutritional qualities, since its fruits are rich in fiber and have lower carbohydrate and caloric content when compared to fruits of the most traded subgroups in the country, Prata and Cavendish. ‘BRS SCS Belluna’ is also resistant to Panama disease and to Sigatoka disease complex, major plant health problems in Brazil. The cultivar has yield potential up to 40t ha-1 under favorable environmental conditions. Thus, it is recommended to plant the 'BRS SCS Belluna' in the country, highlighting the state of Santa Catarina, where the studies were conducted.BRS SCS Belluna (AAA) é um novo cultivar de banana desenvolvido pelos programas de melhoramento de bananeira da Embrapa e da Epagri. Destacam-se neste cultivar qualidades nutricionais diferenciadas, uma vez que as suas frutas são ricas em fibras e apresentam menores conteúdos de carboidratos e de valores calóricos quando comparadas às frutas dos subgrupos mais comercializados no país, Prata e Cavendish. O cultivar BRS SCS Belluna é resistente ao Mal do Panamá e ao complexo de Sigatoka, principais problemas fitossanitários da bananicultura no Brasil. O cultivar ainda apresenta uma produtividade médiaque pode chegar a 40t ha-1 em condições ambientais favoráveis. Desta forma, recomenda-se o plantio do ‘BRS SCS Belluna’ no país, destacando-se o estado de Santa Catarina, local onde foram realizados os estudos

Variabilidade genética de populações naturais de caroá por meio de marcadores RAPD

The objective of this work was to quantify the genetic variability within and among populations of caroá (Neoglaziovia variegata) using (RAPD) markers. One hundred eighty caroá genotypes from Guanambi, Juazeiro and Valente counties in the state of Bahia, Brazil, were analyzed. A high polymorphism was observed among the caroá populations. The genetic dissimilarities among all genotypes ranged from 0.08 to 0.95 with an average of 0.44. The molecular variance showed that 56% of the total variation was explained by the differences among individuals within locations. The differences among counties explained 17% of the total variation, while the differences among places within counties explained 26% of the variation.O objetivo deste trabalho foi quantificar a variabilidade genética entre e dentro de populações de caroá (Neoglaziovia variegata), por meio de marcadores "random amplified polymorphic DNA" (RAPD). Foram analisados 180 genótipos de caroá, provenientes dos municípios de Guanambi, Juazeiro e Valente, no Estado da Bahia. Foi observado elevado polimorfismo entre as populações de caroá. As dissimilaridades genéticas entre os genótipos variaram de 0,08 a 0,95, com média de 0,44. A variância molecular mostrou que 56% da variação total foi explicada pelas diferenças entre indivíduos dentro de locais. As diferenças entre municípios explicaram 17% da variação total, enquanto as diferenças entre locais dentro dos municípios explicaram 26% da variação