Genetic characterization of cassava (Manihot esculenta) landraces in Brazil assessed with simple sequence repeats

Based on nine microsatellite loci, the aim of this study was to appraise the genetic diversity of 42 cassava (Manihot esculenta) landraces from selected regions in Brazil, and examine how this variety is distributed according to origin in several municipalities in the states of Minas Gerais, São Paulo, Mato Grosso do Sul, Amazonas and Mato Grosso. High diversity values were found among the five above-mentioned regions, with 3.3 alleles per locus on an average, a high percentage of polymorphic loci varying from 88.8% to 100%, an average of 0.265 for observed heterozygosity and 0.570 for gene diversity. Most genetic diversity was concentrated within the regions themselves (HS = 0.52). Cluster analysis and principal component based scatter plotting showed greater similarity among landraces from São Paulo, Mato Grosso do Sul and Amazonas, whereas those from Minas Gerais were clustered into a sub-group within this group. The plants from Mato Grosso, mostly collected in the municipality of General Carneiro, provided the highest differentiation. The migration of human populations is one among the possible reasons for this closer resemblance or greater disparity among plants from the various regions

A comparative genetic diversity assessment of industrial and household Brazilian cassava varieties using SSR markers

This study was carried out in order to assess the genetic diversity of 20 cassava (Manihot esculenta Crantz) genotypes with high phenotypic performance using microsatellite markers. Two groups were considered for this study: eleven varieties for industrial uses and nine for household consumption. By using nine microsatellite primers, high polymorphism was identified in all the loci analyzed, with values reaching 100%. On average, 3.4 alleles per locus were found, with 0.371 the value estimated for the observed heterozygosity and 0.555 for gene diversity for the entire set of varieties. The genetic variability found in both varieties, cultivated on a large-scale in the South Center region of Brazil, is wide enough to allow the choice of divergent parental genotypes to be used in crosses to obtain new recombinant genotypes. Furthermore, the analyses indicated a high genetic variability within the two groups (I: varieties for industrial uses; II: varieties for household consumption). However, varieties for household consumption attain higher genetic variability, probably due to high priority placed on selection of different sensorial traits. In the cluster analysis, a tendency for separation of varieties for industrial use and household consumption was verified. Our results represent an important source of information to the cassava breeding program in Brazil

Variabilidade genética de etnovariedades de mandioca, avaliada por marcadores de DNA Genetic diversity of cassava folk varieties assessed by DNA markers

O objetivo deste trabalho foi quantificar a variabilidade genética de etnovariedades ("folk varieties") de mandioca e examinar a distribuição desta variabilidade entre grupos de etnovariedades de diferentes locais de origem e tipos. Foram escolhidas 54 etnovariedades de mandioca originárias de quatro regiões brasileiras: 45 etnovariedades da Amazônia (23 do Rio Negro, 6 do Rio Branco e 16 do Rio Solimões) e 9 do litoral sul do Estado de São Paulo. A variedade moderna Mantiqueira<A HREF="#1not">¹</A>, de ampla distribuição mundial, também foi incluída. Destas, 38 variedades eram mandiocas bravas e 17 de mesa (aipins ou macaxeiras). Foram utilizados três tipos de marcador de DNA: RAPD, AFLP e microssatélites. A análise dos resultados consistiu na descrição do padrão de bandas, cálculo de índices de similaridade (Nei & Li; 1979) e análise de coordenadas principais (PCoA), para cada tipo de marcador. Para os locos de microssatélites foram calculados também: heterozigozidade, índices de diversidade (DI, de Weir) e coeficientes de diferenciação genética (G ST). A variabilidade genética mostrou-se mais concentrada dentro de regiões do que entre regiões (G ST = 0,07). A heterozigozidade média foi de 56%. Os índices médios de similaridade entre variedades variaram em função do tipo de marcador: S = 0,89 para RAPD, S = 0, 85 para AFLP e S = 0,59 para microssatélites. Análises de coordenadas principais mostraram agrupamentos separando as variedades de mesa das bravas.<br>The objective of this work was to quantify the genetic diversity among cassava folk varieties as well as to examine the distribution of the genetic diversity among varieties of different origin and type. Fifty-four cassava varieties were chosen from 4 Brasilian regions: 45 of the Amazon basin (23 from River Negro, 6 of the River Branco and 16 of the River Solimões) and 9 of the south coast of the São Paulo State, Brazil. The modern variety Mantiqueira was also included as a reference. Among these, 38 were bitter varieties and 17 sweet. Three different types of DNA markers were used: RAPD (randomly amplified polymorphic DNA), AFLP (amplified fragment length polymorphism) and microsatellites. Analysis of the results consisted of a description of band patterns, a calculation of similarity indexes (Nei & Li) and a principal coordinate analysis (PCoA) for each marker type. Heterozygosity, diversity indexes (DI, Weir) and genetic differentiation coefficients (G ST) were calculated for the microsatellite loci.Genetic variability was more concentrated within regions, then among regions (G ST = 0.07). Mean heterozygosity was 56%. Mean similarity indexes were dependent on the marker used: S = 0.89 for RAPD, S = 0.85 for AFLP and S = 0.59 for microsatellites. PCoA analysis revealed groups, distinguishing bitter from sweet varieties

Variabilidade genética entre acessos do gênero Manihot por meio de marcadores moleculares ISSR.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a diversidade genética intra e interespecífica de acessos de Manihot por meio de marcadores ISSR. Foram analisadas cinco espécies e duas variedades de Manihot, além de duas espécies do gênero Croton, utilizadas como grupo externo, por meio de 20 oligonucleotídeos iniciadores (Olii) ISSR UBC. Para análise do índice de similaridade entre as espécies e os acessos foram utilizados os coeficientes de Jaccard e de 'simple matching'. Os 20 Olii testados foram altamente polimórficos para todas as espécies analisadas, e 89,7% dos locus foram polimórficos. Há maior similaridade genética entre espécies diferentes de Manihot, como M. dichotoma var. undulata e M. caerulescens, do que entre indivíduos da mesma espécie, como M. dichotoma e M. dichotoma var. undulata.201

Variabilidade genética de etnovariedades de mandioca em regiões geográficas do Brasil Genetic variability of landraces of cassava in geographical regions of Brazil

O manejo empregado nas roças de agricultura autóctone, utilizando etnovariedades de mandioca (Manihot esculenta Crantz), apresenta papel de destaque na conservação in situ dos recursos genéticos. O presente trabalho teve por objetivo analisar a distribuição da variabilidade genética de 141 etnovariedades de mandioca coletadas em roças de diferentes regiões geográficas do Brasil, através de marcadores isoenzimáticos, revelados a partir de eletroforese em gel de amido. Foram avaliados 11 sistemas isoenzimáticos. Dos 15 locos polimórficos analisados a heterozigosidade média observada foi de 0,354. A estimativa coeficiente de diferenciação genética G ST apresentou valor médio de 8,80% da variabilidade genética entre as regiões. Na análise de agrupamento, observou-se a formação de 3 grupos distintos; o primeiro formado pelas roças originadas da Região Amazônica; o segundo constituído pelas roças do Estado de São Paulo; e o terceiro composto pelas roças originadas da Reserva Indígena do Xingu. A maior parte da variabilidade genética das etnovariedades de mandioca revelou-se concentrada dentro das regiões geográficas, confirmando as pressuposições existentes no modelo de dinâmica evolutiva para a espécie.<br>The management practices used in authoctonous agriculture with landraces of cassava (Manihot esculenta Crantz) play an important role in the in situ conservation of genetic resources. The objective of this work was to analyze the genetic variability present in 141 landraces of cassava, collected in gardens of different geographical regions of Brazil using isozyme techniques visualized by starch gel electrophoresis. Eleven enzymatic systems were analised. Of the 15 polymorphic loci evaluated the observed mean heterozigosity was 0.354. G STestimates presented a value of 8.80% for the genetic variability between regions. In cluster analysis, three distinct groups were observed: the first group was formed by the gardens of the Amazon; the second group consisted of gardens of São Paulo State; and the third group was formed by the gardens of the Xingu region. Most of the genetic variability of cassava landraces was restricted within the geographical regions, which confirmed the evolutionary dynamic model for this species