Lipoxygenase activities during development of root and nodule of soybean

O objetivo deste trabalho foi avaliar lipoxigenases de raízes e nódulos de plantas de soja da variedade Doko e da linhagem triplo nula derivada, desprovida das lipoxigenases da semente, com e sem inoculação de Bradyrhizobium elkanii. A atividade de lipoxigenase foi avaliada em raízes coletadas aos 3, 5, 9, 13, 18 e 28 dias após a inoculação e em nódulos coletados aos 13, 18 e 28 dias após a inoculação. Os perfis de pH-atividade de raiz e nódulo sugerem que o “pool” de lipoxigenases expresso nesses órgãos não difere nos dois genótipos. A atividade de lipoxigenases nas raízes de Doko e Doko triplo nula, com e sem inoculação, declinou com o passar do tempo. A maior atividade de lipoxigenases no início de formação da raiz sugere o envolvimento desta enzima no crescimento e desenvolvimento deste órgão. Nos nódulos houve um aumento acentuado na atividade de lipoxigenase aos 28 dias após a inoculação. Dois grupos de mobilidade com aproximadamente 94 e 97 kDa foram encontrados nos “immunoblottings” para lipoxigenases de raiz e de nódulo.The objective of this work was to evaluate root and nodule soybean lipoxygenases in Doko cultivar and in a near isogenic line lacking seed lipoxygenases, inoculated and uninoculated with Bradyrhizobium elkanii. The lipoxygenase activities from roots collected at 3, 5, 9, 13, 18 and 28 days post-inoculation and from nodules collected at 13, 18 and 28 days post-inoculation were measured. The pH-activity profiles from root and nodules suggested that the lipoxygenases pool expressed in these organs from Doko cultivar and triple-null near isogenic lines are similar. The root lipoxygenase activity of Doko and triple-null lines, inoculated and uninoculated, reduced over time. The highest lipoxygenase activity observed at the beginning of root formation suggests the involvement of this enzyme in growth and development of this organ. However, for nodules an expressive increase of lipoxygenase activity was noticed 28 days post-inoculation. Root and nodule showed, at least, two mobility groups for lipoxygenases in immunoblottings, with approximately 94 and 97 kDa

Variabilidade genética e análise de pedigree em genótipos elite brasileiros de feijoeiro comum

Diversidade genética é um pré-requisito em qualquer tipo de programa de melhoramento. No entanto, os melhoristas tendem a se concentrar em alguns genótipos que reúnem características de interesse e estes são usados em diversos programas de melhoramento. Os programas de melhoramento do feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.) não são diferentes quanto a esse aspecto. Visando o estudo da variabilidade genética, 21 cultivares-elite dos Ensaios Regionais de Feijão coordenados pela Embrapa Arroz e Feijão, foram caracterizados com marcadores moleculares Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD). Também, os pedigrees dos 21 cultivares elite foram pesquisados com o objetivo de estudar os progenitores usados no seu desenvolvimento. Baseado nos dados de distância genética, um gráfico de dispersão foi construído e três grupos foram identificados: 1) grupo I, formado pelas linhas 1, 9 e 10, com baixa diversidade genética entre si (0,00 a 0,06), originadas de 11 progenitores de origem Mesoamericana; 2) grupo II, formado por 17 linhagens com distâncias genéticas variando de 0,03 a 0,33, originadas de 50 progenitores, a maioria de origem Mesoamericana; e, 3) grupo III, formado pelo cultivar PR 93201472 (linhagem 21), que tem os cultivares 'Pompadour' (origem Andina) e 'Irai' (origem desconhecida) como seus progenitores. As distâncias genéticas entre PR 93201472 e os outros 20 cultivares variaram entre 0,68 e 0,93. De acordo com seus pedigrees, os cultivares 'Carioca', 'Cornell 49-242', 'Jamapa', 'Tlalnepantla 64', 'Tara' e 'Veranic 2', todos de origem Mesoamericana, foram os progenitores mais empregados na geração das linhagens do grupo II.Genetic diversity is essential for any breeding program. However, breeders tend to concentrate on specific genotypes, which combine traits of interest and may be used as progenitors in several breeding programs. Common bean (Phaseolus vulgaris L.) breeding programs are not different in this sense. In this study, the genetic diversity of 21 common bean elite lines from the Bean Regional Trials conducted by the Embrapa Rice and Bean Research Center was evaluated using the Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD) and pedigree analyses. Based on genetic dissimilarity, three groups were defined: group I - lines 1, 9 and 10, with low genetic distances among them (0.00 to 0.06), originated from 11 Mesoamerican parents; group II - 17 lines with genetic distances ranging from 0.03 to 0.33, originated from 50 parents (mostly Mesoamerican); and group III - line 21 (PR 93201472), which parents are the Andean cultivar 'Pompadour' and the cultivar 'Irai' (unknown origin). The genetic distances between line 21 and the lines of the other two groups varied from 0.68 to 0.93. Pedigree analyses demonstrated that cultivars 'Carioca', 'Cornell 49-242', 'Jamapa', 'Tlalnepantla 64', 'Tara' and 'Veranic 2', all of Mesoamerican origin, were the most widely used parents for developing lines present in group II

Validation of microsatellite markers for assisted selection of soybean resistance to cyst nematode races 3 and 14

O objetivo deste trabalho foi validar marcadores microssatélites associados à resistência às raças 3 e 14 do nematóide-de-cisto (Heterodera glycines Ichinohe) da soja (Glycine max L.), para serem utilizados em programas de seleção assistida por marcadores moleculares (SAM). Microssatélites dos grupos de ligação A2, D2 e G da soja foram testados em duas populações, e suas eficiências de seleção foram determinadas. As populações foram 65 famílias F2:3, do cruzamento Msoy8001 (resistente) x Conquista (suscetível), e 66 famílias F2:3, do cruzamento S5995 (resistente) x Renascença (suscetível), avaliadas para a resistência às raças 3 e 14, respectivamente. Famílias com índice de fêmeas de até 30% foram consideradas moderadamente resistentes. Marcadores dos grupos de ligação A2 e G apresentaram associação com a resistência à raça 3. Os marcadores Satt309 e GMENOD2B explicaram a maior proporção da variância fenotípica nos diferentes grupos. As combinações Satt309+GMENOD2B e Satt309+Satt187 apresentaram eficiência de seleção de 100%. A resistência à raça 14 foi associada com marcadores do grupo de ligação G, e a eficiência de seleção da combinação Satt309+Satt356 foi de 100%. Os diferenciais de seleção fenotípica e de seleção assistida mostraram que os dois tipos de seleção podem proporcionar ganhos similares.The objective of this work was to validate microsatellite markers associated with resistance to soybean cyst nematode (Heterodera glycines Ichinohe) races 3 and 14, in soybean (Glycine max L.) genotypes, for use in marker-assisted selection (MAS) programs. Microsatellites of soybean linkage groups A2, D2 and G were tested in two populations, and their selection efficiencies were determined. The populations were 65 F2:3 families from Msoy8001 (resistant) x Conquista (susceptible) cross, and 66 F2:3 families of S5995 (resistant) x Renascença (susceptible) cross, evaluated for resistance to races 3 and 14, respectively. Families with female index up to 30% were considered moderately resistant. Markers of A2 and G linkage groups were associated with resistance to race 3. Markers Satt309 and GMENOD2B explained the greatest proportion of phenotypic variance in the different groups. The combinations Satt309+GMENOD2B and Satt309+Satt187 presented 100% selection efficiency. Resistance to race 14 was associated with markers of G linkage group, and selection efficiency in the Satt309+Satt356 combination was 100%. The selection differential obtained by phenotypic and marker assisted selection showed that both can result in similar gains

Caracterização bioquímica de linhagens de soja com alto teor de proteína

The objective of this work was to characterize high protein soybean near isogenic lines. The increasing of protein was followed by reducing of oil and carbohydrate. In respect to aminoacid composition, increasing of protein promoted a rising in all aminoacids, except for glycine, alanine, methionine, cysteine and tyrosine, although the ratio S/N has been kept. The measure of polypeptides showed that the increasing of protein did not alter the quantity of 7S proteins, provided increasing of 11S proteins and 11S/7S ratio. An improvement of meal quality in these lines can occur once the 11S proteins have a better nutritional quality than 7S proteins.O objetivo deste trabalho foi caracterizar bioquimicamente duas isolinhas de soja com alto teor de proteína. O aumento do teor de proteína nas isolinhas foi acompanhado por redução no teor de óleo e de carboidratos totais. Em relação à composição aminoacídica, o aumento do teor de proteína promoveu acréscimo em todos os aminoácidos, exceto glicina, alanina, metionina, cisteína e tirosina, mantendo a relação enxofre/nitrogênio. A quantificação dos polipeptídios mostrou que o aumento do teor de proteína manteve inalterado o teor das proteínas 7S, promoveu aumento no teor das proteínas 11S e, conseqüentemente, da relação 11S/7S. Pode haver melhoria na qualidade do farelo de soja das isolinhas, uma vez que as proteínas 11S têm melhor qualidade nutricional do que as proteínas 7S

Inheritance pattern and selection criteria for resistance to soybean cyst nematode races 3 and 9

O objetivo deste trabalho foi determinar a herança da resistência da soja às raças 3 e 9 de Heterodera glycines Ichinhoe (nematóide-de-cisto-da-soja – NCS), e avaliar a eficiência da seleção direta e indireta em uma população de 112 linhagens recombiantes endogâmicas (RIL) derivadas da cultivar resistente Hartwig. O experimento foi conduzido em delineamento inteiramente casualizado, em Londrina, PR, Brasil. A herdabilidade em sentido restrito para resistência às raças 3 e 9 foi de 80,67 e 77,97%. O coeficiente de correlação genética (rg = 0,17; p < 0,01) demonstrou que alguns componentes genéticos para resistência às duas raças são herdados conjuntamente. O maior ganho pela seleção indireta foi obtido na raça 9, selecionando-se para a raça 3, devido à herança mais simples na raça 9, e não pelo compartilhamento de genes comuns para resistência às duas raças. A resistência da cultivar Hartwig nas raças 3 e 9 é determinada por 4 e 2 genes, respectivamente. Um desses genes confere resistência a ambas as raças, o que explica parte da correlação genética entre a resistência a estas raças de NCS. O padrão de herança descrito indica que a seleção para resistência ao NCS deve ser realizada em cada raça individualmente.The objective of this work was to determine soybean resistance inheritance to Heterodera glycines Ichinohe (soybean cyst nematode – SCN) races 3 and 9, as well as to evaluate the efficiency of direct and indirect selection in a soybean population of 112 recombinant inbred lines (RIL) derived from the resistant cultivar Hartwig. The experiment was conducted in a completely randomized design, in Londrina, PR, Brazil. The estimated narrow-sense heritabilities for resistance to races 3 and 9 were 80.67 and 77.97%. The genetic correlation coefficient (rg = 0.17; p < 0.01) shows that some genetic components of resistance to these two races are inherited together. The greatest genetic gain by indirect selection was obtained to race 9, selecting to race 3 due to simpler inheritance of resistance to race 9 and not because these two races share common resistance genes. The resistance of cultivar Hartwig to races 3 and 9 is determined by 4 and 2 genes, respectively. One of these genes confers resistance to both races, explaining a fraction of the significant genetic correlation found between resistance to these SCN races. The inheritance pattern described indicates that selection for resistance to SCN must be performed for each race individually

Determinação da pureza varietal de sementes de soja com o auxílio de marcadores moleculares microssatélites

Environmental factors contribute for production of soybean seeds with different characteristics from the standard pattern of a determined variety. DNA markers can contribute for the identification of genetic seed purity, once these type of markers are not influenced by the environment. The objective of this work was to evaluated a method for analysis of soybean seed genetic purity by using microsatellites markers. DNA samples from soybean seeds considered atypical by the visual method were analyzed by microsatellites and compared with the typical variety pattern. DNA samples were analyzed in bulks, reducing costs but keeping the same precision as the one obtained in the individual analysis. From eleven seed lots classified as contaminated by the visual method, and therefore eliminated through certification, only four were shown to present a number of contaminating seeds above the accepted limit trough DNA analysis.Fatores ambientais contribuem para a produção de sementes de soja com características diferentes do padrão da variedade e a análise visual para determinação de pureza varietal não é suficiente. Marcadores moleculares de DNA podem auxiliar na identificação da pureza genética de sementes, durante o processo de certificação de sementes, uma vez que não sofrem influências ambientais. O objetivo deste trabalho foi avaliar um método de análise da pureza genética de sementes de soja, utilizando marcadores microssatélites. Amostras de DNA de sementes de soja, consideradas atípicas pelo método visual, foram analisadas com microssatélites e comparadas ao padrão da variedade. As amostras de DNA foram analisadas em bulk, o que permitiu diminuir os custos, com a mesma precisão da análise individual. De onze lotes de sementes avaliados como impuros na análise visual, e portanto, eliminados do processo de certificação, apenas quatro apresentaram número de sementes de outras cultivares acima do limite tolerado

QTLs de resistência ao nematoide do cisto da soja, raças 3, 9 e 14 na cultivar Hartwig

The objective of this work was to identify major and minor-effect quantitative trait loci (QTL) for resistance to races 3, 9, and 14 of soybean cyst nematode (SCN) in Hartwig cultivar; to map new resistance QTLs for these races; and to check for the existence of epistatic interactions between QTLs. Cultivar Hartwig is an important resistance source to SCN. Recombinant inbred lines (RIL) obtained from a cross between 'Hartwig' (resistant) and Y23 (susceptible) were evaluated regarding resistance to the three races. New genomic regions for resistance to SCN were identified by microsatellites. Four QTLs, which explained between 12 and 34% of phenotypic variance, were detected for resistance to race 3 in linkage groups (LG) A2, G, J, and M. The QTL in LG G is also important for resistance to race 9. Epistatic interactions were detected between loci, which indicate resistance to races 9 and 14. There are high and low-effect resistance QTLs to SCN.O objetivo deste trabalho foi identificar locos associados a características quantitativas (QTL) de efeito maior e menor para a resistência às raças 3, 9 e 14 do nematoide do cisto da soja (NCS) na cultivar Hartwig, mapear novos QTLs de resistência para estas raças e verificar a existência de interações epistáticas entre QTLs. A cultivar Hartwig é uma importante fonte de resistência ao NCS. Linhagens endogâmicas recombinantes (LER) obtidas do cruzamento entre 'Hartwig' (resistente) e Y23 (suscetível) foram avaliadas quanto à resistência às três raças. Novas regiões genômicas de resistência ao NCS foram identificadas por microssatélites. Quatro QTLs, que explicaram entre 12 e 34% da variância fenotípica, foram detectados para a resistência à raça 3 nos grupos de ligação (GL) A2, G, J e M. O QTL no GL G também é importante para a resistência à raça 9. Interações epistáticas foram detectadas entre loci, o que indica resistência às raças 9 e 14. Há QTLs de maior e menor efeito para a resistência ao NCS.Fil: Ferreira, Marcia Flores da Silva. Universidade Federal do Espírito Santo; BrasilFil: Cervigni, Gerardo Domingo Lucio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Rosario. Centro de Estudios Fotosintéticos y Bioquímicos (i); Argentina. Universidad Nacional de Rosario; ArgentinaFil: Ferreira, Adésio. Universidade Federal do Espírito Santo; BrasilFil: Schuster, Iván. Cooperativa Central de Pesquisa Agrícola; BrasilFil: Santana, Fernanda Abreu. Universidade Federal de Viçosa; BrasilFil: Pereira, Waldir Dias. Embrapa Soja; BrasilFil: Barros, Everaldo Gonçalves de. Universidade Federal de Viçosa; BrasilFil: Moreira, Maurilio Alves. Universidade Federal de Viçosa; Brasi

Identification of SNPs for fatty acid content in soybean by the HRM technique

O objetivo deste trabalho foi identificar SNPs em genes associados ao conteúdo de ácidos graxos em soja e implementar a metodologia “high resolution melting” (HRM) para genotipagem desses SNPs. Os iniciadores HRM foram desenhados para discriminar os alelos SNPs em duas populações de mapeamento (RILs e F2) e seguiram o padrão esperado de segregação. Os SNPs do gene ABI associaram-se significativamente ao conteúdo de ácido esteárico (R2 = 12,14), e os do gene FAD3B, aos conteúdos de ácido oleico (R2 = 14,69) e linolênico (R2 = 10,62). A técnica de genotipagem dos SNPs por HRM é eficiente na discriminação das classes genotípicas.The objective of this work was to identify SNPs in genes associated with fatty acid content in soybean and to implement the high resolution melting (HRM) technique for SNP genotyping. HRM primers were designed to discriminate SNP alleles in two mapping populations (RILs and F2) and followed the expected pattern of segregation. The ABI gene SNPs were significantly associated with stearic acid content (R2 = 12.14), and the ones from the FAD3B gene, with oleic (R2 = 14.69) and linolenic acid (R2 = 10.62) contents. The technique of genotyping SNPs by HRM is efficient to discriminate genotype classes