Genetic characterization of ninety elite soybean cultivars using coefficient of parentage Caracterização genética de noventa cultivares elites de soja por meio do coeficiente de parentesco

The objective of this work was to estimate the coefficient of parentage and to understand the genetic structure of 90 elite soybean cultivars, which are adapted to different Brazilian environments. A total of 4,005 coefficients of parentage (f) were obtained and used to group the cultivars by UPGMA method. The constructed dendrogram showed several related cultivar groups which shared similar ancestors and clearly showed the genetic structure of the main Brazilian cultivars. Effective population sizes (Ne) were also estimated for cultivars in different generations. The average f = 0.2124 value, obtained from cultivars classified into four decades according to the release year, suggested effective soybean population sizes of 11 and 13 calculated using arithmetic and weighted means, respectively. The relatively small Ne and the high parentage coefficient support the conclusion that there is a high similarity degree among the main soybean cultivars in Brazil.<br>O objetivo deste trabalho foi estimar o coeficiente de parentesco e conhecer a estrutura genética de 90 cultivares elites de soja adaptadas aos diferentes ambientes brasileiros. Foram obtidos 4.005 coeficientes de parentesco (f), os quais foram utilizados para realizar o agrupamento das cultivares, pelo método UPGMA. O dendrograma formado permitiu observar vários grupos de cultivares que se aproximaram por possuírem ancestrais comuns, e mostra a estrutura genética das principais cultivares indicadas para o Brasil. Foi estimado também o tamanho efetivo populacional (Ne) de cultivares em diferentes gerações. O valor de f calculado (f = 0,2124) comparado com as médias ponderada e aritmética das cultivares organizadas segundo os períodos de lançamento durante quatro décadas revela que o Ne para a soja é de 11 e 13, para a média aritmética e ponderada, respectivamente. O Ne relativamente pequeno e o alto coeficiente de parentesco sustenta a conclusão de que existe alto grau de similaridade entre as principais cultivares de soja indicadas para o Brasil

Heterose e distâncias genéticas moleculares para a produção de grãos em soja Heterosis and molecular genetic distances for grain yield in soybeans

Em soja, tem sido relatada a ocorrência de heterose para a produção de grãos, e embora a utilização de cultivares híbridas não seja ainda uma realidade nesta espécie, o conhecimento da heterose é importante para uma pré-seleção de cruzamentos, visto que cruzamentos mais heteróticos estão associados a uma maior divergência entre os genitores. Entretanto, a obtenção de sementes F1 em quantidade suficiente para a avaliação experimental em parcelas é muito difícil e, assim, outros indicadores da ocorrência da heterose poderiam ser muito úteis. Objetivou-se, neste trabalho a avaliação da heterose para a produção de grãos em soja e as suas relações com as distâncias genéticas (DG), obtidas com o marcador molecular AFLP. Seis híbridos F1 oriundos de cruzamentos com diferentes distâncias genéticas (DG) e os respectivos genitores foram avaliados em experimentos com quatro repetições, empregando o delineamento em blocos ao acaso. Foi observada uma grande variação entre os cruzamentos quanto às heteroses, isso é, de 6,29 a 56,50% em relação à média dos genitores ( h mg) e de -0,34 a 51,30% em relação ao genitor superior (h gs). As correlações entre as distâncias genéticas (DG) e as heteroses foram elevadas (r = 0,83 e 0,60, respectivamente, para h mg e h gs), indicando que as distâncias genéticas podem ser utilizadas como indicativas de cruzamentos mais divergentes e, consequentemente, como um dos auxiliares na seleção de genitores mais divergentes em soja.<br>Heterosis has been reported for grain yield in soybeans, and despite the fact that hybrid cultivars have not been used yet, the knowledge of heterosis magnitude is very important for a previous selection of crosses, since heterosis is related to parental divergence. However, the obtention of enough F1 seeds for experimental evaluation in plots is a time-consuming task, and thus, other indicators of the occurrence of heterosis could be very useful. The objective of this work was to evaluate heterosis and its relationship with AFLP molecular genetic distance (DG). Six F1 hybrids, derived from parents with different levels of genetic distances (DG) and their respective parents, were evaluated in completely randomized block designs, with four replications. Heterosis estimates were very different among different crosses, varying from 6.29 to 56.50% for mid-parent heterosis (h mg) and from -0.34 to 51.30% for high-parent heterosis (h gs). Besides, the correlation between heterosis and genetic distances (DG) were very high (0.83 and 0.60,respectively, for h mg and h gs), which indicates that DG can be used as indicative of more divergent crosses, and thus, as one criterion for selection of more divergent parents

Genetic diversity in soybean germplasm identified by SSR and EST-SSR markers Diversidade genética em germoplasma de soja identificada por marcadores SSR e EST-SSR

The objectives of this work were to investigate the genetic variation in 79 soybean (Glycine max) accessions from different regions of the world, to cluster the accessions based on their similarity, and to test the correlation between the two types of markers used. Simple sequence repeat markers present in genomic (SSR) and in expressed regions (EST-SSR) were used. Thirty SSR primer-pairs were selected (20 genomic and 10 EST-SSR) based on their distribution on the 20 genetic linkage groups of soybean, on their trinucleotide repetition unit and on their polymorphism information content. All analyzed loci were polymorphic, and 259 alleles were found. The number of alleles per locus varied from 2-21, with an average of 8.63. The accessions exhibit a significant number of rare alleles, with genotypes 19, 35, 63 and 65 carrying the greater number of exclusive alleles. Accessions 75 and 79 were the most similar and accessions 31 and 35, and 40 and 78, were the most divergent ones. A low correlation between SSR and EST-SSR data was observed, thus genomic and expressed microsatellite markers are required for an appropriate analysis of genetic diversity in soybean. The genetic diversity observed was high and allowed the formation of five groups and several subgroups. A moderate relationship between genetic divergence and geographic origin of accessions was observed.<br>Os objetivos deste trabalho foram avaliar a diversidade genética de 79 acessos de soja de diferentes regiões do mundo, agrupá-los de acordo com a similaridade e testar a correlação entre os dois tipos de marcadores utilizados. Foram utilizados marcadores microssatélites genômicos (SSR) e funcionais (EST-SSR). Trinta pares de primers SSR foram selecionados (20 genômicos e 10 EST-SSR) de acordo com sua distribuição nos 20 grupos de ligação da soja, com sua unidade de repetição trinucleotídica e com seu conteúdo de informação polimórfica. Todos os lócus analisados foram polimórficos, e 259 alelos foram encontrados. O número de alelos por lócus variou entre 2-21, com média de 8,63. Os acessos possuem uma quantidade significativa de alelos raros, sendo os acessos 19, 35, 63 e 65 os que apresentaram maior número de alelos exclusivos. Os acessos 75 e 79 são os mais similares e os acessos 31 e 35, e 40 e 78 são os mais divergentes. Foi observada baixa correlação entre resultados de SSR e EST-SSR. Portanto, uma análise adequada de diversidade em soja deve ser feita utilizando-se tanto marcadores microssatélites genômicos como funcionais. A diversidade genética dos acessos selecionados é alta, tendo sido encontrados cinco grupos e vários subgrupos. Observou-se moderada relação entre divergência genética e origem geográfica dos acessos

Genetic diversity among Brazilian soybean cultivars based on SSR loci and pedigree data

In this study, simple sequence repeats (SSR) loci and pedigree data were used to investigate the genetic relationship in a group of 168 Brazilian soybean cultivars. Eighteen SSR loci produced an average of 5.06 alleles and a mean gene diversity of 0.58 for the cultivars studied. Genetic distance (GD) was determined using the modified Roger's Wright distance, and a final dendrogram was in agreement with the cultivar pedigree. A distance matrix based on the coefficient of parentage scores was also generated for the cultivars, which ranged from 0 to 1, with a mean of 0.18, whereas SSR-based genetic similarity (1- GD) ranged from 0.01 to 0.90, with a mean of 0.25. Mantel's Z test showed that the similarity matrices generated from both the data sets were low, but significantly correlated (r = 0.31, p<0.001). The results showed that SSR data and pedigree analyses could help to quantify more accurately the degree of relationship among the soybean cultivars.<br>Locos microssatélites e dados de genealogia foram utilizados para avaliar a diversidade genética de um grupo de 168 cultivares brasileiras de soja. Os dezoito locos utilizados apresentaram em média 5,06 alelos por loco e coeficiente de diversidade genética médio de 0,58. O dendrograma final resultante da matriz de distância genética de Roger modificado por Wright, apresentou boa concordância com a ancestralidade dos grupos formados. Também foi estimado os coeficientes de parentesco entre as cultivares, sendo observada variação de 0 a 1 com média de 0,18, enquanto que as similaridades para os locos microssatélites (1- GD) variou de 0,01 a 0,90 com média de 0,25. A correlação entre as duas matrizes obtidas determinada pelo teste Z de Mantel apresentou valor baixo, 0,31, mas significativo (p<0,001). Os resultados obtidos sugerem que os locos microssatélites aliados às informações de genealogia proporcionam melhor análise da diversidade genética de cultivares de soja