Morphological and molecular characterization of tomato genotypes of the active germoplasm bank of UTFPR - Pato Branco

In plant breeding, variability is critical in choosing the parents. In contrast, when compared to other species of the genus Solanum, the tomato has a narrow genetic base. Currently, in the southwestern region of Paraná there is a lack of openpollinated tomato cultivars adapted to the region and agroecological cultivation. Thus, the objective of this work was to characterize the morphological and molecular variability of the open – pollinated tomato genotypes of BAGT UTFPR – Pato Branco. The experiment was conducted in the Experimental Area of UTFPR – Pato Branco Campus, in a randomized block design, with four replications. The morphological characterization was performed in 17 genotypes, from 41 quantitative and qualitative descriptors of fruit and plant, evaluation of diseases and pests and physical-chemical analyzes of fruits. The molecular variability was analyzed by means of 20 SSR primers in 19 tomato genotypes. The data were submitted to different multivariate analyzes. In the characterization of fruit quality, 76.44% of the variability was composed by the chromatic descriptors b * (44.43%) and L * (7.21%), pedicel scar diameter (16.78%), number of loci (8.02%) and fruit length (8.02%). The general morphological average dissimilarity among the genotypes was considered low, the values found for the groupings based on the quantitative plant characters were 0.34, 0.32 for the fruits and for the general characters 0.33. Ten of the 20 primers that showed visible bands had PIC above 0.58. The average similarity obtained from polymorphic fragments amplified through SSR primers was 0.72. The commercial GA genotype is morphologically and genetically similar to the UTFPR_046 genotype. UTFPR_016 and UTFPR_029 presented 90% genetic similarity and were allocated in the same cluster in all morphological analyzes, indicating a high degree of kinship among these materials. The yellow-orange fruit genotypes, UTFPR_008 and UTFPR_015, are morphologically similar, however, genetically they are 41% divergent. The mean morphological dissimilarity (0.33) was very close to the molecular (0.28). Morphological and molecular analyzes allowed the identification of clusters with characteristics of interest and the existence or not of duplicity in BAGT UTFPR – Pato Branco. The results of this work contributed to the formation and characterization of UTFPR – Pato Branco BAGT and may help in the genetic improvement of open pollinated tomato varieties for agroecological cultivation in the southwestern region of Paraná.No melhoramento de plantas, a variabilidade é fundamental na escolha dos genitores. Em contrapartida, quando comparado a outras espécies do gênero Solanum, o tomateiro dispõe de uma base genética estreita. Atualmente, na região sudoeste do Paraná há carência de cultivares de tomateiro de polinização aberta adaptadas a região e ao cultivo agroecológico. Desse modo, o objetivo deste trabalho foi caracterizar a variabilidade morfológica e molecular de genótipos de tomateiro de polinização aberta do BAGT da UTFPR – Pato Branco. O experimento foi conduzido na Área Experimental da UTFPR – Câmpus de Pato Branco, em delineamento de blocos ao acaso, com quatro repetições. A caracterização morfológica foi realizada em 17 genótipos, a partir de 41 descritores quantitativos e qualitativos de fruto e planta, avaliação de doenças e pragas e análises físicoquímicas de frutos. A variabilidade molecular foi analisada por meio de 20 iniciadores SSR em 19 genótipos de tomateiro. Os dados obtidos foram submetidos a diferentes análises multivariadas. Na caracterização da qualidade de fruto, 76,44% da variabilidade encontrada foi composta pelos descritores cromáticos b* (44,43%) e L*(7,21%), diâmetro da cicatriz do pedicelo (16,78%), número de lóculos (8,02%) e comprimento do fruto (8,02%). A dissimilaridade média morfológica geral entre os genótipos foi considerada baixa, os valores encontrados para os agrupamentos baseados nos caracteres quantitativos de planta foram de 0,34, 0,32 para os de frutos e para os caracteres gerais de 0,33. Dez dos 20 iniciadores que apresentaram bandas visíveis tiveram PIC superior à 0,58. A similaridade média obtida a partir dos fragmentos polimórficos amplificados através de 20 iniciadores SSR foi de 0,72. O genótipo comercial GA é morfologicamente e geneticamente semelhante ao genótipo UTFPR_046. O UTFPR_016 e UTFPR_029 apresentaram 90% de similaridade genética e ficaram alocados no mesmo agrupamento em todas as análises morfológicas, indicando alto grau de parentesco entre esses materiais. Os genótipos de fruto amarelo-alaranjado, UTFPR_008 e UTFPR_015, são morfologicamente semelhantes, no entanto, geneticamente são 41% divergentes. A dissimilaridade média morfológica (0,33) foi muito próxima da molecular (0,28). As análises morfológicas e moleculares permitiram identificar agrupamentos com características de interesse e a existência ou não da duplicidade no BAGT da UTFPR – Pato Branco. Os resultados deste trabalho contribuíram para a formação e caracterização do BAGT da UTFPR – Pato Branco e podem auxiliar no melhoramento genético de variedades de tomateiro de polinização aberta para o cultivo agroecológico na região sudoeste do Paraná