Diversidade genética e caracterização fenotípica de Ochroma pyramidale em plantios no Mato Grosso, Brasil

This study evaluated balsa wood (Ochroma pyramidale) plantations in the search for matrices for genetic improvement. We were evaluated a total of 20 trees in plantations in Mato Grosso for genetic diversity with ISSR (Inter Simple Sequence Repeats) primers, as well as their diameter at breast height (DBH) and commercial height (CH). The primers amplified 111 loci (97.3% polymorphic), and the Nei genetic diversity (0.32) and Shannon index (0.48) indicate that there is genetic diversity in the plantations. The AMOVA revealed greater genetic variation within the plantations rather than among the plantations. The UPGMA group indicated the formation of nine groups, four of which had one individual each. As for phenotypic characterization, individuals 48 and 52 stand out for having higher DBH, and individuals 30 and 34 presented higher CH. Considering DBH and CH concomitantly, 12 individuals are within the standards. In the evaluated plantations, there is sufficient variability for the identification of balsa wood matrices.Este estudo avaliou plantações de pau-de-balsa (Ochroma pyramidale) em busca de matrizes para o melhoramento genético. Foi avaliado um total de 20 árvores em plantações no Mato Grosso quanto à diversidade genética com iniciadores ISSR (entre sequências simples repetidas), quanto ao seu diâmetro à altura do peito (DAP) e altura comercial (HC). Os primers amplificaram 111 locos (97,3% polimórficos), sendo que a diversidade genética de Nei (0,32) e o índice de Shannon (0,48) indicam que há diversidade genética nas plantações. A AMOVA revelou maior variação genética dentro das plantações do que entre as plantações. O agrupamento UPGMA indicou a formação de nove grupos, sendo quatro deles com um indivíduo cada. Quanto à caracterização fenotípica, os indivíduos 48 e 52 se destacam por apresentarem DAP mais elevado, e os indivíduos 30 e 34 apresentam HC superior. Considerando DAP e HC concomitantemente, 12 indivíduos estão dentro dos padrões. Nos plantios avaliados, há variabilidade suficiente para a identificação de matrizes de pau-de-balsa

Utilização de marcadores microssatélites para avaliação da diversidade genética de variedades locais de mandioca

A mandioca é cultivada pelos agricultores familiares que conservam em suas propriedades variedades locais, atuando como mantenedores desse importante recurso genético. A diversidade genética existente para a espécie pode ser estimada por meio de marcadores moleculares microssatélites. Assim, objetivou-se realizar a caracterização molecular de quatro variedades locais de mandioca (Cacau Branca, Cacau Roxa, Cacau Amarela e Mandioca Pão) cultivadas por agricultores familiares no município de Apiacás-MT, utilizando marcadores microssatélites. Foram amostradas quatro variedades locais de mandioca, totalizando 40 indivíduos. O material foliar foi utilizado para a extração do DNA total e para as amplificações via PCR (Polymerase Chain Reaction). Foram amplificados 67 alelos, sendo que os loci que amplificaram o maior e o menor número de alelos, foram SSRY126 e SSRY21, respectivamente. Dentre os alelos amplificados foram identificados 33 alelos raros (49%). Os valores médios de heterozigosidade observada (0,840) foram superiores aos valores de heterozigosidade esperada (0,643), refletindo em índices de fixação negativos. Dentre os loci testados, os que apresentaram valores de PIC acima de 0,5 foram: GA12; GA131; GA140; SSRY27; SSRY28; SSRY126. O dendrograma formado pelo método de agrupamento hierárquico UPGMA gerou cinco grupos genéticos que estão em concordância com a análise bayesiana. Sendo assim, foi observado que há diversidade genética entre as variedades locais cultivadas por agricultores familiares do município de Apiacás. Os indivíduos AP5 (Cacau Branca) e AP20 (Cacau Roxa) são os mais divergentes geneticamente entre o conjunto analisado e a variedade Mandioca pão está mais distante geneticamente das outras três variedades (Cacau Branca, Cacau Roxa, Cacau Amarela)

GENETIC DIVERSITY OF Hymenaea courbaril L. IN THE MATO GROSSO AMAZON: IMPLICATIONS FOR CONSERVATION

Hymenaea courbaril L. (Fabaceae) is a tree species popularly known as 'jatobá'. Its wood is largely sold and its fruits are used as a food and medicinal resources. This species has been subjected to logging and habitat destruction. The knowledge about genetic polymorphism is important for the conservation of species affected by anthropic action. In this study, we analyzed the genetic diversity of natural populations of Hymenaea courbaril in the Mato Grosso Amazon. Seven microsatellite primers were used to genotyping of 43 individuals distributed in five populations in the north region of Mato Grosso State. All the seven primers were polymorphic, with 72 alleles detected, averaging 10.29 per locus. Expected and observed heterozygosities averaged 0.85 and 0.29 per locus, respectively. The fixation index was positive for all populations, suggesting excess homozygotes, probably due to inbreeding. Molecular analysis of variance revealed that 85.33% of genetic diversity is within the populations. Based on the UPGMA dendrogram, the individuals were divided into six groups. In the clustering provided by Structure software, four groups were formed which did not correspond to the geographic distribution of the individuals, indicating that the populations are not geographically structured. All sampled populations present elevated levels of genetic diversity, and so they can be used for conservation projects. Genetic variation is higher within the analyzed populations; therefore, several individuals must be conserved per population

DIVERGÊNCIA GENÉTICA ENTRE GENÓTIPOS DE Mauritia flexuosa L. f. POR MEIO DE MORFOMETRIA DE FRUTOS E SEMENTES

O objetivo do estudo foi caracterizar a variabilidade genética entre vinte genótipos de butiris (M. flexuosa L.f.) em vegetação natural nos municípios de Alta Floresta e Carlinda, MT, com base nas características morfológicas dos frutos e sementes, com o método de Otimização de Tocher, UPGMA e Análise de Componentes Principais. Foram amostrados 20 genótipos e avaliadas 8 caracteres morfológicos dos frutos e sementes. Os resultados foram obtidos através de medidas de Dissimilaridade, com o uso do programa GENES. O método de Tocher formou dois grupos, assim como o agrupamento UPGMA com corte a 80%. Com os Componentes Principais houve a formação de três grupos. As três metodologias utilizadas revelaram que existe divergência genética entre os vinte genótipos de buritis avaliados. A divergência evidenciada neste trabalho permite inferir que para melhor representar a diversidade encontrada em M. flexuosa deve-se amostrar indivíduos pertencentes aos três grupos formados pela dispersão gráfica dos componentes principais, já que o dendrograma UPGMA também evidencia essa classificação, assim, pode-se indicar essas árvores para futuras pesquisas de melhoramento e conservação da espécie. Palavras-chave: buriti; marcadores morfológicos; variabilidade genética.   GENETIC DIVERGENCE AMONG Mauritia flexuosa L. f. GENOTYPES BASED ON SEED AND FRUIT MORPHOMETRY   ABSTRACT: The objective of the study was to characterize the genetic variability among twenty genotypes of M. flexuosa L. f. in natural vegetation in the municipalities of Alta Floresta and Carlinda, Mato Grosso state, Brazil, based on the morphological characteristics of the fruits and seeds, with the Tocher Optimization method, UPGMA and Principal Component Analysis. Twenty genotypes were sampled and eight morphological characteristics of fruits and seeds were evaluated. The results were based on the Dissimilarities Measures methodology, using the GENES program. The Tocher method formed two groups, as well as the UPGMA cluster with 80% cut. The Principal Components formed three groups. All methods used showed agreement on the formation of groups. The divergence presented in this research allows us to infer that in order to better represent the diversity found in M. flexuosa, individuals belonging to the three groups formed by the graphic dispersion of the principal components must be sampled, since the UPGMA dendrogram also shows this classification, so we indicate these trees for future breeding and conservation researches. Keywords: buriti; morphological characteristics; genetic variability

Genetic Diversity and Population Structure of Zingiber officinale Roscoe in Northern Mato Grosso State, Brazil

The ginger (Zingiber officinale Roscoe) was introduced in Brazil in the 16th century and is currently cultivated for commercial purposes and for own consumption, in urban and rural backyards. Although the species reproduces vegetatively, the exchange of rhizomes among gardeners contributes to the maintenance of the genetic variability of the species, since they carry out the selection of genotypes adapted to the soil and climate conditions of the cultivation areas. Studies on the variability of ginger cultivated in Brazil are scarce, therefore  this study aimed to evaluate the genetic diversity and population structure, using ISSR molecular markers, of 245 ginger specimens cultivated in rural and urban backyards of twenty municipalities (populations) in the state of Mato Grosso, Brazil. The ISSR primer set used was classified as moderately informative and it amplified a  total of 105 fragments, of which 97.60% showed polymorphism, indicating the existence of genetic variability. The genetic diversity assessment separated the 245 specimens into 30 hierarchical groups. Group 1 was the most representative (72%), containing specimens from all populations sampled. The population-level assessment allocated 18 populations in a single group, while the populations of Apiacás and Peixoto de Azevedo formed exclusive groups. The Molecular Variance Analysis revealed that the genetic variation found within populations (76.58%) is greater than that found among populations (23.42%), which indicates a process of fixing of alleles and genetic structuring. The Bayesian analysis identified only two distinct genetic groups and some populations sampled showed a predominance of one of the groups, which evidences the process of genetic structuring. According to the genetic distance of Nei (h) and the Shannon Index (I), Apiacás was the population that presented the greatest genetic diversity, while Matupá was characterized as the population with less diversity. The genetic diversity found indicates that the cultivation, handling and selection performed by gardeners, as well as the exchange of rhizomes for propagation, are important factors for the conservation of the genetic diversity of the species. We also concluded that backyards are a source of genetic resources for programs that aim to identify traits of interest and promote the cultivation of the species in Brazil

ÍNDICE MEIÓTICO E VIABILIDADE POLÍNICA DE Senna occidentalis (L.) LINK.

Senna occidentalis (L.) Link is a subshrub belonging to the Fabaceae family, popularly known as fedegoso, it is an invasive species with great biological potential for medicinal use. This study aimed to evaluate the meiotic index, pollen viability and cytochemical composition of S. occidentalis pollen grains. Flower buds were collected from 20 individuals of fedegoso in the municipality of Alta Floresta, MT. The dyes, 2% acetic carmine, Alexander's reagent, lugol and sudan IV were used to estimate the meiotic index (MI), pollen viability, and the presence of starch and lipid as a reserve substance. The MI presented an average of 93.5%, presenting triads as the most frequent abnormality. The pollen viability for both dyes used presented a percentage above 94%. The cytochemical analysis by means of colorimetric tests allowed to verify the starch and the lipid as reserve material of the pollen grain of fedegoso. The MI presented by the species was greater than 90%, which indicates meiotic stability, being corroborated by the high viability of the pollen.Senna occidentalis (L.) Link, subarbusto pertencente à família Fabaceae, conhecido popularmente como fedegoso, é uma espécie invasora com grande potencial biológico para uso medicinal. Este estudo objetivou avaliar o índice meiótico, viabilidade polínica e composição citoquímica dos grãos de pólen de S. occidentalis. Botões florais de 20 indivíduos de fedegoso foram coletados no município de Alta Floresta, MT. Os corantes, carmim acético 2%, reativo de Alexander, lugol e sudan IV, foram utilizados para estimar o índice meiótico (IM), a viabilidade polínica e a presença de amido e lipídeo como substância de reserva. O IM atingiu uma média de 93,5%, apresentado tríades como anormalidade mais frequente. A viabilidade polínica foi acima de 94% para todos os corantes utilizados. A análise citoquímica por meio de testes colorimétricos permitiu constatar o amido e o lipídeo como material de reserva do grão de pólen de fedegoso. O alto IM indica estabilidade meiótica sendo corroborado pela alta viabilidade polínica. Palavras-chave: pólen; testes colorimétricos; citoquímica.   Meiotic behavior and pollen viability of Senna occidentalis (L.) LINK   ABSTRACT: Senna occidentalis (L.) Link, a subshrub belonging to the Fabaceae family, popularly known as fedegoso, is an invasive species with great biological potential for medicinal use. This study aimed to evaluate the meiotic index, pollen viability and cytochemical composition of S. occidentalis pollen grains. Flower buds from 20 fedegoso individuals were collected in Alta Floresta, MT. The dyes, 2% acetic carmine, Alexander's reagent, lugol and sudan IV, were used to estimate the meiotic index (MI), pollen viability and the presence of starch and lipid as a reserve substance. MI reached an average of 93.5%, presenting triads as the most frequent abnormality. Pollen viability was above 94% for all dyes used. The cytochemical analysis by means of colorimetric tests allowed to verify the starch and the lipid as reserve material of the fedegoso pollen grain. The high MI indicates meiotic stability being corroborated by the high pollen viability.  Keywords: pollen; colorimetric tests; cytochemistry

Extração de DNA de Catasetum gladiatorium K. G. Lacerda (Orchidaceae) para uso em estudos moleculares

Catasetum gladiatorium is endemic to Brazil, being usually found in areas subjected to environmental disturbances that may affect its genetic diversity. Analyses of genetic diversity require extraction of pure DNA through fast and efficient protocols. We propose here an efficient protocol to extract the DNA of C. gladiatorium for use in molecular analyses. DNA was extracted from leaf tissue using eight protocols based on the CTAB method. We tested: (1) two types of plant material maceration (using STE buffer and liquid nitrogen); (2) two CTAB concentrations (2% and 5%); and (3) two concentrations of β-mercaptoethanol (0% and 2%) in the extraction buffer. We performed amplification reactions with the extracted DNA using two ISSR primers. The methods of plant material maceration influenced the quality and amount of DNA extracted from C. gladiatorium. Maceration with liquid nitrogen allowed us to obtain high-quality DNA in all other variations of the tested protocols. On the other hand, maceration with STE yielded DNA at low concentrations and highly degraded. The best results were obtained using 5% CTAB. The absence of β-mercaptoethanol did not influence the quality of the extracted DNA. PCR demonstrated that DNA extraction using the eight tested protocols allowed for amplification with both ISSR markers. The eight protocols were able to extract amplifiable C. gladiatorium DNA, and may thus all be indicated for future molecular studies on the species. Catasetum gladiatorium é endêmica do Brasil e localiza-se em regiões com perturbações ambientais que podem afetar sua diversidade genética. Análises de diversidade genética necessitam de DNA integro, obtido por meio de protocolos de extração rápidos e eficientes. Este estudo objetivou propor um protocolo eficiente para a extração de DNA de C. gladiatorium, para uso em futuras análises moleculares. O DNA foi extraído do tecido foliar com oito protocolos baseados no método CTAB. Testou-se o tipo de trituração do material vegetal (com tampão STE e nitrogênio líquido) e a concentração de CTAB (2% e 5%) e de β-mercaptoetanol (0% e 2%) no tampão de extração. O DNA extraído foi submetido a amplificação com dois primers ISSR. Os métodos de trituração do material vegetal influenciaram na qualidade e quantidade de DNA extraído de C. gladiatorium. A trituração com nitrogênio líquido permitiu a extração de DNA de boa qualidade em todas as demais variações dos protocolos testados, enquanto a trituração com STE possibilitou a extração de DNA com baixa concentração e alta taxa de degradação. Melhores resultados foram obtidos com CTAB à 5%. A ausência de β-mercaptoetanol não influenciou a qualidade do DNA extraído. A amplificação via PCR, demonstrou que o DNA extraído com base nos oito protocolos testados foi passível de amplificação utilizando os dois marcadores ISSR selecionados. Os oito protocolos de extração testados foram capazes de extrair DNA passível de amplificação de C. gladiatorium, e podem ser indicados para futuros estudos moleculares da espécie

VARIABILIDADE GENÉTICA EM GENÓTIPOS DE TECA (Tectona grandis Linn. F.) BASEADA EM MARCADORES MOLECULARES ISSR E CARACTERES MORFOLÓGICOS

The aim of this work was to evaluate 50 genotypes of teak based on molecular markers ISSR. Among the genotypes studied, 12 were candidate trees, 36 were surrounding the candidates and 02 trees were considered superior based on the phenotype, according to the assessment of the producers. These genotypes were propagated through seminal via and are 10 to 12 years old in the field. For this study, young and expanded leaves of each genotype were collected in the field. Total DNA was extracted and the amplifications were made by PCR with 12 primers ISSR, previously selected. The samples were applied in agarose gel 1.5% and subjected to electrophoresis running. For visualization of the amplified products, the gel was stained with ethidium bromide and photodocumented in UV transilluminator. Data were analyzed using the program POPGENE 1.31 and diversity parameters were estimated. Dissimilarity analyzes were estimated by Jaccard Index and the dendrogram construction was made based on the UPGMA method. At the same time, the phenotypic analysis of morphological data regarding the candidate trees was conducted by multicategorical analysis. All analyzes were performed with the assistance of Genes Program. The 12 primers amplified 56 fragments. For polymorphic information content the indicators UBC 841, UBC 857 and UBC 807 provided higher values, 0.329, 0.327 and 0.303, respectively. The genetic diversity of the candidate trees (H = 0.1601 and I = 0.2301) was similar to the neighbors (H = 0.1507, I = 0.2178). The dendrogram generated by the UPGMA method formed 14 groups, while the grouping based on Tocher, 15 groups were formed. For the phenotypic analysis, the variable that most contributes to the diversity was the formation of catana. These results reflect that there is variability among the genotypes. It is possible to note, therefore, the need to expand the variability of the material, by introducing genotypes of different origins and genetically unrelated.O objetivo deste estudo foi avaliar 50 genótipos de teca com base em marcadores moleculares ISSR. Dentre os genótipos estudados, 12 eram árvores candidatas, 36 vizinhas às candidatas e 02 árvores consideradas superiores com base no fenótipo, segundo a avaliação dos produtores. Esses genótipos foram propagados via seminal e possuem de 10 a 12 anos em campo. Para tal estudo foram coletadas em campo folhas jovens e expandidas de cada genótipo. O DNA total foi extraído e as amplificações foram feitas via PCR com 12 primers ISSR, previamente selecionados. As amostras foram aplicadas em gel de agarose 1,5% e submetidas à corrida de eletroforese. Para visualização dos produtos amplificados, o gel foi corado com brometo de etídeo e fotodocumentados em transiluminador UV. Os dados foram analisados utilizando-se o programa POPGENE 1.31 e os parâmetros de diversidade foram estimados. As análises de dissimilaridade foram estimadas pelo Índice de Jaccard e a construção do dendrograma foi feita com base no método UPGMA. Paralelamente, foi realizada a análise fenotípica de dados morfológicos referentes às árvores candidatas pela análise multicategórica. Todas as análises foram realizadas com auxílio do Programa Genes. Os 12 primers amplificaram 56 fragmentos. Para o índice de conteúdos polimórfico, os iniciadores UBC 841, UBC 857 e UBC 807 proporcionaram maiores valores, 0,329, 0,327 e 0,303, respectivamente. A diversidade genética das árvores candidatas (H = 0,1601 e I = 0,2301) foi similar à das vizinhas (H = 0,1507; I = 0,2178). O dendrograma gerado pelo método UPGMA formou 14 grupos, enquanto que no agrupamento com base em Tocher, 15 grupos foram formados. Quanto à análise fenotípica, a variável que mais contribuiu para a diversidade foi a formação de catana. Esses resultados refletem que há variabilidade entre os genótipos. Nota-se, portanto, a necessidade da ampliação da variabilidade do material, através da introdução de genótipos de diferentes procedências e não relacionados geneticamente

ANÁLISE DA INFLUÊNCIA LUMINOSA NOS ASPECTOS ANATÔMICOS DE FOLHAS DE Theobroma speciosum WILLD EX SPRENG. (MALVACEAE)

The anatomical knowledge of species of the Theobroma genus is important for the establishment and maintenance of germplasm collections, considering agronomic and phytopathological studies, and breeding programs. This study aimed to characterize the anatomy of Theobroma speciosum leaves, recording the structural differences observed between sun and shade leaves. Theobroma speciosum leaves were collected at Juruena National Park and in pastures in the rural municipality of Alta Floresta – MT. We analyzed the thickness of the leaf mesophyll, palisade and spongy parenchyma, midvein and vascular bundle. Cluster analysis was performed using the Hierarchical UPGMA method, based on the standardized mean Euclidean distance. Were observed glandular trichomes, claviforme type and sessile stellate, the epidermis is uniseriate in cross section, the  mesophyll is dorsiventral, however the parenchymas are little different. Collateral vascular bundles are dispersed in the mesophyll, forming sheaths that extend up to the epidermis. The midvein, in cross section, has a biconvex shape, with closed vascular system surrounded by sclerenchymatic sheath. The constitution of the leaves mesophyll varied with the environment. Plants exposed to full sunlight showed longer cells in the palisade parenchyma, spongy parenchyma with more layers and higher quantity of trichomes, whereas shade leaves showed cells with many mesophyll intercellular spaces. The dendrogram showed the formation of two distinct groups: group I comprises the plants of the Park and group II pasture plants. The clustering showed significant anatomical changes caused by variations of light intensity on leaves, which revealed a large adaptive capacity of Theobroma speciosum.O conhecimento anatômico de espécies do gênero Theobroma é importante para o estabelecimento e manutenção de coleções de germoplasma, tendo em vista estudos agronômicos e fitopatológicos e programas de melhoramento genético. Este estudo objetivou caracterizar a anatomia das folhas de Theobroma speciosum, registrando as diferenças estruturais observadas entre folhas de sol e folhas de sombra. Folhas de indivíduos de Theobroma speciosum foram coletadas no Parque Nacional do Juruena e em pastagens na zona rural do município de Alta Floresta – MT. Foram analisados a espessura do mesofilo foliar, dos parênquimas paliçádico e lacunoso, da nervura mediana e do feixe vascular. A análise de agrupamento foi realizada utilizando o método Hierárquico UPGMA, com base na distância euclidiana média padronizada. Foram observados tricomas glandulares do tipo claviforme e estrelados sésseis. A epiderme é unisseriada, o mesofilo é dorsiventral, entretanto os parênquimas são pouco distintos. Feixes vasculares colaterais estão dispersos no mesofilo, formando bainhas que se estendem até as epidermes. A nervura central, em secção transversal, possui formato biconvexo, com sistema vascular fechado envolto por bainha esclerenquimática. A constituição do mesofilo das folhas variou com o ambiente. Plantas expostas a pleno sol apresentam células mais alongadas no parênquima paliçádico, parênquima lacunoso com mais camadas e maior quantidade de tricomas, enquanto que as folhas de sombra apresentaram células com muitos espaços intercelulares no mesofilo. O dendrograma mostrou a formação de dois grupos distintos: o grupo I composto pelas plantas do Parque e o grupo II pelas plantas das pastagens. Tal agrupamento demonstrou alterações anatômicas significativas ocasionadas pelas variações da intensidade luminosa sobre as folhas, o que evidenciou grande capacidade adaptativa de Theobroma speciosum