Genetic diversity assessed by microsatellite markers in the amphicarpic species Trifolium polymorphum Poir.

Trifolium polymorphum Poir. is an amphicarpic forage legume from southern Brazil, Uruguay, Argentina, Paraguay and Chile. Information on the genetic diversity of natural populations in natural grasslands in southern Brazil is limited. In order to increase the knowledge about this species, an analysis of the genetic diversity was carried out in 10 natural populations of T. polymorphum with the use of 20 microsatellite markers. The expected heterozygosity in T. polymorphum populations ranged from 0.40 to 0.43, with a mean of 0.42. A total of 193 alleles were detected with a mean of 9.3 alleles per locus and polymorphic information content (PIC) for these markers of 0.62 to 0.89 with a mean of 0.84.The grouping based on the Jaccard’s coefficient of similarity classified populations, regardless of their regions of origin, into two groups with a mean similarity coefficient of 0.32, reflecting the high genetic variability of the populations, especially those located in the Campanha phytogeographic region. This information on diversity can be used to plan future germplasm collection strategies for conservation purposes and also for the breeding of the species

Variação morfoagronômica em populações naturais de Trifolium riograndense (Burkart)

Several species of Trifolium are widely cultivated as forage for animals and green manure. This work aimed to characterize and estimate through morphological and agronomic traits the genetic diversity of natural populations of T. riograndense, an important forage legume from native pastures of the state of Rio Grande do Sul, Brazil. Plant height and diameter, number of primary and secondary stolons, stolon length, number of nodes per primary stolon, internode length, primary stolon diameter, leaf area, petiole length and dry matter production were analyzed in 29 accessions. The first five attributes and dry matter production were evaluated twice. A broad phenotypic variability was observed for almost all characteristics. Positive correlations occurred between petiole length and leaf area (r = 0.68), petiole length and plant height in the first evaluation (0.63), stolon length and plant height (0.58), total dry matter and plant diameter (0.61), and total dry matter and plant height in the second evaluation (0.55). The two most divergent accessions were collected in the same physiographic region and the two less divergent ones in different regions. A dissimilarity dendrogram separated four groups. Accessions collected in a region where T. riograndense is abundant were found to belong to different groups outlining the great variability of this native forage legume. Dry matter production in the first cut was the characteristic that most contributed (20.80%) to accessions divergence followed by number of secondary stolons (12.30%), leaf area (11.07%), and number of nodes per primary stolon (10.93%).Várias espécies de Trifolium são extensivamente cultivadas como forragem ou adubo verde. Caracterizaram-se e estimaram-se, por meio de atributos morfológicos e agronômicos, a diversidade genética de populações naturais de T. riograndense, importante leguminosa forrageira nativa dos campos naturais do Rio Grande do Sul. Estatura e diâmetro das plantas, número de estolões primários e secundários, comprimento do estolão primário, número de nós por estolão, comprimento dos entrenós, diâmetro de estolão, área foliar, tamanho do pecíolo e produção de massa seca foram avaliados em 29 acessos. Os cinco primeiros atributos e a produção de massa seca foram avaliados duas vezes. Ampla variabilidade fenotípica foi observada para quase todas as características. Ocorreram correlações positivas entre tamanho do pecíolo e área foliar (r = 0,68), tamanho do pecíolo e estatura (0,63) na primeira avaliação, e comprimento do estolão e estatura (0,58), massa seca total e diâmetro da planta (0,61) e massa seca total e estatura (0,55) na segunda avaliação. Os dois acessos mais divergentes foram coletados na mesma região fisiográfica e os dois menos divergentes em regiões diferentes. O dendrograma de dissimilaridade genética separou quatro grupos. Acessos coletados em uma região onde T. riograndense é abundante pertenciam a diferentes grupos, o que realça a grande variabilidade dessa leguminosa forrageira nativa. A produção de massa seca no primeiro corte foi a característica que mais contribuiu (20,80%) para a divergência dos acessos, seguida pelo número de estolões secundários (12,30%), área foliar (11,07%), e número de nós por estolão (10,93%)

Acúmulo de forragem em híbridos de grama-forquilha em dois ambientes distintos no Sul do Brasil

The native grasslands of southern Brazil have sustained livestock farming for many years; however, decline in pasture areas has led to the loss of genetic diversity of forage species.The development of forage grass cultivars adapted to different environments, will contribute to forming new cultivated pastures or recovering degraded areas.The aim of this study was to assess the herbage accumulation of selected intraspecific hybrid progenies of bahiagrass (P. notatum Flügge) in two different environments(Depressão Central and Campanha region)to estimate their agronomic value. The results indicated variability for the main forage traits studied(leaf dry mass, stem dry mass, inflorescence dry mass, total drymass, leaf: stem ratio,plant height and population density of tillers).All the hybrids producing more forage mass than the ‘Pensacola’ cultivarin the municipality of Eldorado do Sul and the majority also superior in the municipality of São Gabriel.Theproductionof leaves in the forage was correlated withtotal dry mass (84%), suggesting that genotype selection for forage massalso selected for production of leaves. The selected hybrids should be indicated for new steps of assessment within the P. notatumbreeding program.As pastagens nativas do Rio Grande do Sul (sul do Brasil), sustentam a pecuária há muitos anos; no entanto, o declínio em áreas de pastagens tem levado à perda da diversidade genética das espécies forrageiras e o desenvolvimento de cultivares de gramíneas forrageiras adaptadas a diferentes ambientes contribuirá para a formação de novas áresa de pastagens cultivadas ou recuperação de áreas degradadas. O objetivo deste trabalho foi avaliar o acúmulo de forragem de uma progênie híbrida intraespecífica selecionada de grama forquilha (Paspalum notatum Flügge) em dois ambientes distintos (Depressão Central e Campanha)para estimarseu valor agronômico.Os resultados indicaram variabilidade para as principais características forrageiras estudadas(massa seca das folhas, massa seca do caule, massa seca da inflorescência, massa seca total, relação folha:caule, altura daplanta e densidade de perfilhos) com todos os híbridos produzindo mais massa de forragemdo que a cultivar ‘Pensacola’no município de Eldorado do Sul e a maioria também superior no município de São Gabriel. A produção de folhas foi a característica mais correlacionada com a massa seca total(84%), sugerindo que a seleção de genótipos para massa de forragem também selecionou para a produção de folhas.Os híbridos selecionados poderão ser indicados para novas etapas de avaliações dentro do programa de melhoramento de P. notatum

Microsatellite diversity and chromosome number in natural populations of Trifolium riograndense Burkart

Twenty eight natural populations of Trifolium riograndense Burkart, an important forage legume from native pastures of the state of Rio Grande do Sul, Brazil, were evaluated for genetic diversity with eight Simple Sequences Repeats (SSR) markers. Chromosome numbers were also determined. The eight markers were polymorphic, with 35 alleles and an average of 4.37 alleles per locus, and Polymorphism Information Content (PIC) between 0.48 and 0.80. Group analysis based on Jaccard´s similarity coefficient separated the 28 accessions in nine groups, with an average genetic similarity of 0.44, indicating a high genetic variability among the populations. No evident relation between genetic distance and geographical origin was detected. The chromosome number of 2n=2x=16 was found in all populations, indicating lack of intraspecific variability for chromosome number in the species. This information on diversity can be used in conservation strategies as well as in genetic breeding programs of this species

Characterization of Trifolium polymorphum Poir., T. argentinense Speg. and T. riograndense Burkart populations native to Rio Grande do Sul: chromosome number, morphology and amphicarpy

Trifolium polymorphum, T. argentinense, ambas espécies anficárpicas, e T. riograndense são leguminosas ocorrentes nas pastagens naturais do Rio Grande do Sul, com potencial forrageiro. O objetivo deste trabalho foi aprofundar o conhecimento sobre estas espécies, visando sua futura utilização e preservação. Sementes de 75 acessos das três espécies foram coletadas em vários locais do Estado, de acordo com área de distribuição das mesmas. O número cromossômico foi determinado para 60 acessos de T. riograndense, 14 de T. polymorphum e, pela primeira vez, para um acesso de T. argentinense, sendo todos diplóides, com 2n=2x=16 cromossomos. As sementes subterrâneas de T. argentinense foram maiores (2,10mm) mais pesadas (0,0029g), mas em menor número (1,10) quando comparadas às sementes aéreas (1,80mm, 0,0016g, 1,63, respectivamente). Uma caracterização morfológica, considerando diversas variáveis, foi realizada em 29 acessos de T. riograndense. Dez indivíduos por acesso foram cultivados em floreiras, numa área experimental, em um delineamento completamente casualizado, sendo realizadas duas avaliações. Os resultados da distância Euclidiana mostraram que os acessos 29 (Muitos Capões) e 53 (Lageado Grande) da região dos Campos de Cima da Serra foram os mais divergentes (2,30), evidenciando a grande variabilidade genética para T. riograndense nesta região. Os acessos menos divergentes (0,19) foram aqueles da região do Planalto Médio, onde a agricultura é intensiva, indicando uma redução da variabilidade genética da espécie nessa região. A produção de matéria seca foi o caráter que mais contribuiu para a divergência dos acessos (20,80%), seguida pelo número de estolões secundários (12,30%), área foliar (11,07%) e número de nós por estolão primário (10,93%). A análise de correlação linear simples mostrou correlação positiva e altamente significativa entre comprimento de estolão e diâmetro da planta, área foliar e tamanho do pecíolo na primeira avaliação e matéria seca total e estolões secundários. Os resultados evidenciaram a grande variabilidade genética existente neste germoplasma nativo, justificando sua caracterização, seleção, avaliação e conservação. A ausência de variabilidade no número cromossômico poderá facilitar eventuais cruzamentos.Trifolium polymorphum, T. argentinense, both amphicarpic species, and T. riograndense are legumes occurring in the native pastures of Rio Grande do Sul, with forage potential. The objective of the present work was to deepen the knowledge about these species aiming at their future utilization and preservation. Seeds of 75 accessions of the three species were collected at several locations of the State according to the species distribution. The chromosome number was determined for 60 accessions of T. riograndense, 14 of T. polymorphum and, for the first time, for one accession of T. argentinense, all of them diploid, with 2n=2x=16 chromosomes. Subterranean seeds of T. argentinense were bigger (2.10mm), heavier (0.0029g), but fewer(1.10) when compared to the aerial seeds (1.80mm, 0.0016g, 1.63, respectively). A morphological characterization, considering several characteristics, was performed in 29 accessions of T. riograndense. Ten individuals per accession were cultivated in pots, in an experimental area, in a completely randomized design, with two evaluations. Results from Euclidian distance showed that accessions 29 (Muitos Capões) and 53 (Lageado Grande), from Campos de Cima da Serra regiom, were the most divergent (2.30), pointing out the great genetic variability of T. riograndense in this region. The less divergent accessions (0.19) were those from the Planalto Médio region, where agriculture is intensive, indicating a reduction of the species variability in this region. Dry matter production was the character that most contributed to accessions divergence (20.80%), followed by number of seconday stolons (12.30%), leaf area (11.07%) and number of nodes per primary stolon (10.93%). Simple linear correlation analysis showed positive an highly significant correlation between stolon length and plant diameter and leaf area and petiole length, in the first evaluation, na total dry matter and secondary stolons. The results show the great genetic variability of this native germplasm, justifying its characterization, selection, evaluation and conservation. The absence of variability in chromosome number may facilitate possible crosses

Estudos citogenéticos em espécies americanas de Lupinus L. : número cromossômico e comportamento meiótico

O comportamento meiótico e viabilidade do pólen foram estudados em 23 acessos de sete taxa de Lupinus ocorrentes no Rio Grande do Sul. Para as espécies L. lanatus, L. rubriflorus, L. multiflorus, L. paranensis, L. bracteolaris, L. guaraniticus e Lupinus sp., o pareamento cromossômico foi regular com preferencial formação de bivalentes, mas a ocorrência de alguns poucos quadrivalentes foi observado em um acesso de Lupinus sp e presença de quadrivalentes, associações múltiplas e aderência cromossômica foi evidenciada em um acesso de.L. guaraniticus. O índice meiótico e a estimativa da viabilidade do pólen foram superiores a 90% em todos os acessos e espécies analisadas, como reflexo da regularidade meiótica, indicando serem plantas meióticamente estáveis. Números cromossômicos de (2n=36) foram determinados pela primeira vez para L. guaraniticus e L. paraguariensis e confirmados números de 2n=36 para L. lanatus, L. rubriflorus e 2n=34 para L. bracteolaris ocorrentes no Rio Grande do Sul. Em 13 acessos analisados de Lupinus sp provenientes do Peru e Bolívia foi observado 2n=48 cromossomos, e 2n=36 em dois acessos de Lupinus cf. bandelierae da Bolívia. No híbrido ornamental Lupinus Russel foi observado 2n=48 cromossomos. As duas espécies unifolioladas norte americanas L. cumulicula e L. villosus exibiram número cromossômico de 2n=52, diferindo dos demais números conhecidos para as Américas. Os dados cromossômico obtidos neste trabalho aliados aos da literatura reforçam a idéia de que os lupinos andinos formam um grupo citológico diferenciado dentro do gênero, que os lupinos do sudeste da América do Sul são também um grupo citologicamente diferente da maioria dos demais taxa americanos, e que os lupinos unifoliolados norte americanos e os brasileiros não são diretamente relacionados

Estudos citogenéticos em espécies americanas de Lupinus L. : número cromossômico e comportamento meiótico

O comportamento meiótico e viabilidade do pólen foram estudados em 23 acessos de sete taxa de Lupinus ocorrentes no Rio Grande do Sul. Para as espécies L. lanatus, L. rubriflorus, L. multiflorus, L. paranensis, L. bracteolaris, L. guaraniticus e Lupinus sp., o pareamento cromossômico foi regular com preferencial formação de bivalentes, mas a ocorrência de alguns poucos quadrivalentes foi observado em um acesso de Lupinus sp e presença de quadrivalentes, associações múltiplas e aderência cromossômica foi evidenciada em um acesso de.L. guaraniticus. O índice meiótico e a estimativa da viabilidade do pólen foram superiores a 90% em todos os acessos e espécies analisadas, como reflexo da regularidade meiótica, indicando serem plantas meióticamente estáveis. Números cromossômicos de (2n=36) foram determinados pela primeira vez para L. guaraniticus e L. paraguariensis e confirmados números de 2n=36 para L. lanatus, L. rubriflorus e 2n=34 para L. bracteolaris ocorrentes no Rio Grande do Sul. Em 13 acessos analisados de Lupinus sp provenientes do Peru e Bolívia foi observado 2n=48 cromossomos, e 2n=36 em dois acessos de Lupinus cf. bandelierae da Bolívia. No híbrido ornamental Lupinus Russel foi observado 2n=48 cromossomos. As duas espécies unifolioladas norte americanas L. cumulicula e L. villosus exibiram número cromossômico de 2n=52, diferindo dos demais números conhecidos para as Américas. Os dados cromossômico obtidos neste trabalho aliados aos da literatura reforçam a idéia de que os lupinos andinos formam um grupo citológico diferenciado dentro do gênero, que os lupinos do sudeste da América do Sul são também um grupo citologicamente diferente da maioria dos demais taxa americanos, e que os lupinos unifoliolados norte americanos e os brasileiros não são diretamente relacionados

Characterization of Trifolium polymorphum Poir., T. argentinense Speg. and T. riograndense Burkart populations native to Rio Grande do Sul: chromosome number, morphology and amphicarpy

Trifolium polymorphum, T. argentinense, ambas espécies anficárpicas, e T. riograndense são leguminosas ocorrentes nas pastagens naturais do Rio Grande do Sul, com potencial forrageiro. O objetivo deste trabalho foi aprofundar o conhecimento sobre estas espécies, visando sua futura utilização e preservação. Sementes de 75 acessos das três espécies foram coletadas em vários locais do Estado, de acordo com área de distribuição das mesmas. O número cromossômico foi determinado para 60 acessos de T. riograndense, 14 de T. polymorphum e, pela primeira vez, para um acesso de T. argentinense, sendo todos diplóides, com 2n=2x=16 cromossomos. As sementes subterrâneas de T. argentinense foram maiores (2,10mm) mais pesadas (0,0029g), mas em menor número (1,10) quando comparadas às sementes aéreas (1,80mm, 0,0016g, 1,63, respectivamente). Uma caracterização morfológica, considerando diversas variáveis, foi realizada em 29 acessos de T. riograndense. Dez indivíduos por acesso foram cultivados em floreiras, numa área experimental, em um delineamento completamente casualizado, sendo realizadas duas avaliações. Os resultados da distância Euclidiana mostraram que os acessos 29 (Muitos Capões) e 53 (Lageado Grande) da região dos Campos de Cima da Serra foram os mais divergentes (2,30), evidenciando a grande variabilidade genética para T. riograndense nesta região. Os acessos menos divergentes (0,19) foram aqueles da região do Planalto Médio, onde a agricultura é intensiva, indicando uma redução da variabilidade genética da espécie nessa região. A produção de matéria seca foi o caráter que mais contribuiu para a divergência dos acessos (20,80%), seguida pelo número de estolões secundários (12,30%), área foliar (11,07%) e número de nós por estolão primário (10,93%). A análise de correlação linear simples mostrou correlação positiva e altamente significativa entre comprimento de estolão e diâmetro da planta, área foliar e tamanho do pecíolo na primeira avaliação e matéria seca total e estolões secundários. Os resultados evidenciaram a grande variabilidade genética existente neste germoplasma nativo, justificando sua caracterização, seleção, avaliação e conservação. A ausência de variabilidade no número cromossômico poderá facilitar eventuais cruzamentos.Trifolium polymorphum, T. argentinense, both amphicarpic species, and T. riograndense are legumes occurring in the native pastures of Rio Grande do Sul, with forage potential. The objective of the present work was to deepen the knowledge about these species aiming at their future utilization and preservation. Seeds of 75 accessions of the three species were collected at several locations of the State according to the species distribution. The chromosome number was determined for 60 accessions of T. riograndense, 14 of T. polymorphum and, for the first time, for one accession of T. argentinense, all of them diploid, with 2n=2x=16 chromosomes. Subterranean seeds of T. argentinense were bigger (2.10mm), heavier (0.0029g), but fewer(1.10) when compared to the aerial seeds (1.80mm, 0.0016g, 1.63, respectively). A morphological characterization, considering several characteristics, was performed in 29 accessions of T. riograndense. Ten individuals per accession were cultivated in pots, in an experimental area, in a completely randomized design, with two evaluations. Results from Euclidian distance showed that accessions 29 (Muitos Capões) and 53 (Lageado Grande), from Campos de Cima da Serra regiom, were the most divergent (2.30), pointing out the great genetic variability of T. riograndense in this region. The less divergent accessions (0.19) were those from the Planalto Médio region, where agriculture is intensive, indicating a reduction of the species variability in this region. Dry matter production was the character that most contributed to accessions divergence (20.80%), followed by number of seconday stolons (12.30%), leaf area (11.07%) and number of nodes per primary stolon (10.93%). Simple linear correlation analysis showed positive an highly significant correlation between stolon length and plant diameter and leaf area and petiole length, in the first evaluation, na total dry matter and secondary stolons. The results show the great genetic variability of this native germplasm, justifying its characterization, selection, evaluation and conservation. The absence of variability in chromosome number may facilitate possible crosses

Citogenética como ferramenta para caracterizar espécies nativas de Trifolium (Leguminosae)

02

Citogenética como ferramenta para caracterizar espécies nativas de Trifolium (Leguminosae)

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