Assessment of genetic diversity in maize inbred lines using RAPD markers

RAPD molecular markers were used to analyze genetic diversity between 16 corn lines. Twenty-two primerswere used resulting in the amplification of 265 fragments, of which 237 (84.44%) were polymorphic. Using the UPGMAmethod the genetic associations obtained showed 5 distinct heterotic groups. A principal coordinates analysis also showed anassociation of lines in 5 groups, in agreement with the results observed in the dendrogram. A bootstrap procedure wasapplied to verify whether the amount of markers used was sufficient to ensure reliability of the results, the procedure showeda coefficient of variation of 8.3%, suggesting that the markers were sufficient to assess genetic diversity between the analyzedlines. The high rate of polymorphism between lines revealed by RAPD markers indicated that the method is efficient to analyzegenetic diversity in corn lines and that the genetic divergence can be used to establish consistent heterotic groups between cornlines

Genetic distance estimated by RAPD markers and its relationship with hybrid performance in maize

Este trabalho teve por objetivo utilizar marcadores moleculares de DNA (RAPD), para analisar a diversidade genética entre 16 linhagens elite de milho e estimar a correlação entre a distância e o desempenho de híbridos. Vinte e dois primers aleatórios resultaram na amplificação de 265 fragmentos, dos quais 237 (84,44%) foram polimórficos. A partir dos marcadores RAPD, uma matriz de similaridade genética foi gerada, tendo-se usado o coeficiente de Jaccard, e um dendrograma foi construído. Para a avaliação dos híbridos resultantes dos dialelos, utilizaram-se blocos ao acaso e o método IV de Griffing. As associações genéticas obtidas mostraram cinco padrões heteróticos distintos. As correlações entre as divergências genéticas, detectadas por RAPD, e as médias observadas nos cruzamentos dialélicos foram positivas e significativas para as características altura de planta, altura de espiga, prolificidade e peso de grãos. As correlações das divergências genéticas, detectadas por RAPD, e a capacidade específica de combinação entre as associações de grupos heteróticos, mostraram significância em todas as características em estudo, exceto prolificidade. Dos 120 híbridos, 79,2% apresentaram relação direta entre divergência genética e a produtividade, o que confirma a hipótese de que a divergência genética das linhagens está diretamente relacionada ao desempenho dos híbridos e é eficiente em predizê-lo.The objective of this work was to evaluate the genetic diversity of 16 maize inbred lines, and to determine the correlation between genetic distance and hybrid performance, using random amplified polymorphic DNA (RAPD) molecular markers. Twenty-two different random primers were used, which resulted in the amplification of 265 fragments, 237 (84.44%) of them being polymorphic. A genetic similarity matrix was created from the RAPD data, using Jaccard coefficient, and a dendrogram was constructed. Hybrid analyses were carried out using random block design and Griffing method VI for diallel crossings. The genetic associations showed five distinct heterotic groups. Correlations between genetic divergences detected by RAPD, as well as the means observed in the diallel crossings were positive and significant for plant height, ear height, prolificacy, and grain weight. The correlation of genetic divergences, detected by RAPD, and the specific combining ability between heterotic group associations, showed significance in all characteristics under study, except prolificacy. A direct relationship between genetic divergence and productivity was found in 79.2% of the 120 hybrids confirming the hypothesis that genetic divergence is directly related to the performance of hybrids and is efficient in predicting it

Karyotype evolution in the genus mikania Willd. (Compositae)

No presente trabalho foram analisados os cariótipos de dez espécies do gênero Mikania utilizando-se a metodologia convencional de Feulgen, o bandamento C e a metodologia de impregnação pela prata (banda NOR). As espécies foram agrupadas por secção encontrando-se para a secção Thyrsigerae: M. additicia com 2n = 34 cromossomos, M. diversifolia, M. hemisphaerica, M. lanuginosa e M. punctata com 2n = 36 cromossomos e M. sericea com 2n =42 cromossomos. Para a secção Corymbosae encontrou-se M. hastato cordata com 2n=34 e M. involucrata com 2n=36 cromossomos. Agrupada na secção Spicato-Racemosae encontrou-se M. sessilifolia um poliploide com 2n = 108 cromossomos. Foi analisada também uma espécie, não identificada botanicamente, com 2n = 34 cromossomos. Todas as espécies estudadas até o momento apresentam o par de cromossomos maior, com uma constrição secundária na porção mediana do braço maior. Através de coloração com nitrato de prata evidenciou-se nesta região, a presença do organizador nucleolar. A análise estatística mostrou que o par de cromossomos maior apresenta variação entre as diferentes espécies, quanto ao seu comprimento absoluto. No entanto, seu padrão morfológico característico permitiu considerá-lo como um marcador citológico para o gênero conforme sugerido em RUAS & RUAS (1987). Apesar das semelhanças encontradas em aspectos gerais de seus cariótipos, as espécies apresentaram diferenças entre cromossomos individuais. Estas diferenças estão relacionadas, principalmente, com pequenas variações, no comprimento absoluto e na posição do centrômetro entre pares de cromossomos correspondentes, o que conferiu características próprias a cada espécie. A análise do grau de assimetria mostrou que todas as espécies apresentam uma tendência à assimetria sendo que, comparativamente, M. hastato cordata foi a mais assimétrica. A coloração, pela metodologia de bandamento C, evidenciou a presença de um único ou poucos cromocentros, em alguns núcleos interfásicos, sem no entanto, detectar bloco heterocromático correspondente em cromossomos metafásicos. Com base na hipótese evolutiva proposta por LAWRENCE (1951) para os tipos de influrescência, que ocorrem em Compositae, foi sugerida para Mikania, a existência de uma relação , entre a alta frequência de espécies com x=18 e tipo de influrescência mais primitiva. A partir desses dados, foi considerada a possibilidade, de que o número básico original para o gênero é x=18, a partir do qual derivaram, por aneuploidia os números x=17, 19, 20 e 21, os quais compõem a série aneuplóide regular constatada até o momento, no gênero. Foi também verificada a ocorrência de espécies poliploides, como M. micranta com 2n = 72, M. viminea com 2n = 68 (RUAS & RUAS, 1987) e M. sessilifolia com 2n= 108 cromossomos.In the present work the karyotypes of ten species of the genus <iMikania were analyzed using Feulgen's conventional staining, C-banding, and a silver impregnation method (NOR banding). The species were grouped by sections; for the section Thyrsigerae it was found M. additicia with 2n = 34 chromosomes, M. diversifolia ,M. hemisphaerica, M. lanuginosa ,and M. punctata , with 2n = 36, and M. sericea with 2n = 42 chromosomes. In the section Corymbosae, 2n= 34 was found for M. hastato cordata and 2n = 36 chromosomes for M. involucrata. A polyploid with 2n = 108 chromosomes, M. sessilifolia</I, was found in the section Spicato-Racemosae. One species unidentified with 2n = 34 chromosomes was also analyzed. AlI the species studied show a pair of Iarge chromosomes with a secondary constriction in the mid-position of the long arm; staining with siIver nitrate shows the presence of the nucIeolar organizer in that region. Statistic analysis shows that the absolute length of the long chromosomes varies among the different species, however, the characteristic morphology of that pair allows suggests that it can be considered as a cytological marker to the genus as suggested by RUAS & RUAS (1987). In spite of the similarities found in their karyotypes, the species show differences among individual chromosomes. Those differences are mainly related to small variations in the absolute length and position of the centromere between homologous pairs of chromosomes, confering characteristics proper to each species. Analysis of the degree of asymmetry has evidenced that all the species studied have a trend toward asymmetry, M. hastato cordata being the most asymmetrical comparatively. Staining by the C-banding method has shown one or few chromocentres in a some interphasic nuclei, without detecting correspondent heterochromatic blocs in metaphasic chromosomes. According to the evolutive hypothesis proposed by LAWRENCE (1951) for the inflorescence types in Compositae, a relationship between higher frequency of species with x = 18 and the type of more primitive inflorescence was suggested. It was suggested as well, that the basic original number for the genus is which the other numbers found x = 17, 19, 20 and 21 have originated by aneuploidy and form the regular aneuploid series observed at this moment. Polyploid species have also been found, as M. micrantha with 2n = 72, M. viminea with 2n = 68 (RUAS & RUAS, 1987) and M. sessilifolia with 2n = 108 chromosomes

Karyotype evolution in the genus mikania Willd. (Compositae)

No presente trabalho foram analisados os cariótipos de dez espécies do gênero Mikania utilizando-se a metodologia convencional de Feulgen, o bandamento C e a metodologia de impregnação pela prata (banda NOR). As espécies foram agrupadas por secção encontrando-se para a secção Thyrsigerae: M. additicia com 2n = 34 cromossomos, M. diversifolia, M. hemisphaerica, M. lanuginosa e M. punctata com 2n = 36 cromossomos e M. sericea com 2n =42 cromossomos. Para a secção Corymbosae encontrou-se M. hastato cordata com 2n=34 e M. involucrata com 2n=36 cromossomos. Agrupada na secção Spicato-Racemosae encontrou-se M. sessilifolia um poliploide com 2n = 108 cromossomos. Foi analisada também uma espécie, não identificada botanicamente, com 2n = 34 cromossomos. Todas as espécies estudadas até o momento apresentam o par de cromossomos maior, com uma constrição secundária na porção mediana do braço maior. Através de coloração com nitrato de prata evidenciou-se nesta região, a presença do organizador nucleolar. A análise estatística mostrou que o par de cromossomos maior apresenta variação entre as diferentes espécies, quanto ao seu comprimento absoluto. No entanto, seu padrão morfológico característico permitiu considerá-lo como um marcador citológico para o gênero conforme sugerido em RUAS & RUAS (1987). Apesar das semelhanças encontradas em aspectos gerais de seus cariótipos, as espécies apresentaram diferenças entre cromossomos individuais. Estas diferenças estão relacionadas, principalmente, com pequenas variações, no comprimento absoluto e na posição do centrômetro entre pares de cromossomos correspondentes, o que conferiu características próprias a cada espécie. A análise do grau de assimetria mostrou que todas as espécies apresentam uma tendência à assimetria sendo que, comparativamente, M. hastato cordata foi a mais assimétrica. A coloração, pela metodologia de bandamento C, evidenciou a presença de um único ou poucos cromocentros, em alguns núcleos interfásicos, sem no entanto, detectar bloco heterocromático correspondente em cromossomos metafásicos. Com base na hipótese evolutiva proposta por LAWRENCE (1951) para os tipos de influrescência, que ocorrem em Compositae, foi sugerida para Mikania, a existência de uma relação , entre a alta frequência de espécies com x=18 e tipo de influrescência mais primitiva. A partir desses dados, foi considerada a possibilidade, de que o número básico original para o gênero é x=18, a partir do qual derivaram, por aneuploidia os números x=17, 19, 20 e 21, os quais compõem a série aneuplóide regular constatada até o momento, no gênero. Foi também verificada a ocorrência de espécies poliploides, como M. micranta com 2n = 72, M. viminea com 2n = 68 (RUAS & RUAS, 1987) e M. sessilifolia com 2n= 108 cromossomos.In the present work the karyotypes of ten species of the genus <iMikania were analyzed using Feulgen's conventional staining, C-banding, and a silver impregnation method (NOR banding). The species were grouped by sections; for the section Thyrsigerae it was found M. additicia with 2n = 34 chromosomes, M. diversifolia ,M. hemisphaerica, M. lanuginosa ,and M. punctata , with 2n = 36, and M. sericea with 2n = 42 chromosomes. In the section Corymbosae, 2n= 34 was found for M. hastato cordata and 2n = 36 chromosomes for M. involucrata. A polyploid with 2n = 108 chromosomes, M. sessilifolia</I, was found in the section Spicato-Racemosae. One species unidentified with 2n = 34 chromosomes was also analyzed. AlI the species studied show a pair of Iarge chromosomes with a secondary constriction in the mid-position of the long arm; staining with siIver nitrate shows the presence of the nucIeolar organizer in that region. Statistic analysis shows that the absolute length of the long chromosomes varies among the different species, however, the characteristic morphology of that pair allows suggests that it can be considered as a cytological marker to the genus as suggested by RUAS & RUAS (1987). In spite of the similarities found in their karyotypes, the species show differences among individual chromosomes. Those differences are mainly related to small variations in the absolute length and position of the centromere between homologous pairs of chromosomes, confering characteristics proper to each species. Analysis of the degree of asymmetry has evidenced that all the species studied have a trend toward asymmetry, M. hastato cordata being the most asymmetrical comparatively. Staining by the C-banding method has shown one or few chromocentres in a some interphasic nuclei, without detecting correspondent heterochromatic blocs in metaphasic chromosomes. According to the evolutive hypothesis proposed by LAWRENCE (1951) for the inflorescence types in Compositae, a relationship between higher frequency of species with x = 18 and the type of more primitive inflorescence was suggested. It was suggested as well, that the basic original number for the genus is which the other numbers found x = 17, 19, 20 and 21 have originated by aneuploidy and form the regular aneuploid series observed at this moment. Polyploid species have also been found, as M. micrantha with 2n = 72, M. viminea with 2n = 68 (RUAS & RUAS, 1987) and M. sessilifolia with 2n = 108 chromosomes

Uso de marcadores moleculares na análise da variabilidade genética em acerola (Malpighia emarginata D.C.)

A acerola (Malpighia emarginata) é uma frutífera tropical encontrada nativa na América Central e no Norte da América do Sul, sendo de grande importância econômica e social devido ao seu alto conteúdo de vitamina C (ácido ascórbico). Pomares de acerola têm sido preferencialmente estabelecidos por métodos de propagação vegetiva. No entanto, a propagação sexuada por sementes é igualmente utilizada e permite revelar um alto grau de polimorfismo na cultura, possibilitando a identificação de genótipos portadores de características de interesse agronômico. Vinte e quatro acessos de acerola, pertencentes ao Banco Ativo de Germoplasma da Universidade Estadual de Londrina, foram analisados, usando marcadores RAPD (Random amplified Polymorphic DNA) e obtidos com iniciadores (primers) de seqüência simples repetidas (SSRs). Um total de 164 e 73 marcadores foram obtidos com primers de RAPD e SSR, respectivamente. Os marcadores obtidos foram analisados, usando o método de agrupamentos UPGMA. A análise comparativa dos dendrogramas gerados com os primers de RAPD e com os primers SSR mostrou que, enquanto alguns acessos se associaram em grupos diferentes, outros apresentaram a mesma associação. Entretanto, maior polimorfismo entre acessos foi detectado com os primers de RAPD. A análise dos resultados revelou a alta variabilidade contida na coleção, permitindo associar o grau de similaridade genética, obtido por marcadores de DNA, com caracteres morfológicos compartilhados entre os acessos

Cytogenetic analysis of seven species of Eucalyptus L'Hér. (Myrtaceae)

Seven species of the genus Eucalyptus were studied cytogenetically (E. deanei, E. dunni, E. grandis, E. maculata E. propinqua, E. saligna and E. tereticornis). The species showed a symmetrical karyotype with 2n=22 chromosomes, with chromosome length ranging from 0.58 μm to 1.39 μm. Karyotypic analysis indicated homogeneity of morphology and of chromosome number for most of the species of this genus studied here, although casual disploid species with 2n=24 have been found in previous studies. According to these data, a basic number of x=11 was established for this genus. The evolutionary tendency probably occurred by structural alterations (deletions, duplications, additions and translocations) and in some cases by aneuploid chromosome alterations

Chromosomal organization and phylogenetic relationships in Hypochaeris species (Asteraceae) from Brazil

The association of cytogenetic and molecular techniques has contributed to the analysis of chromosome organization and phylogeny in plants. The fluorochrome GC-specific CMA3, fluorescent in situ hybridization (FISH) and RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA) markers were used to investigate chromosome structure and genetic relationships in Hypochaeris (Asteraceae). Seven species native to South America, and two species introduced from Europe (H. glabra and Hypochaeris sp) were studied. FISH with rDNA probes identified one or two loci of 18S-5.8S-25S rDNA in the South American Hypochaeris species and one locus in the European species. Only one 5S rDNA locus was seen in all species studied. Blocks of GC-rich heterochromatin (CMA-positive bands) associated to 18S-5.8S-25SrDNA loci were detected in all species investigated. Co-location of 5S rDNA and CMA bands was also observed, except for three South American species and Hypochaeris sp. In two South American species, additional CMA bands not related to rDNA were observed on the long arm of chromosome 2, near to the centromere. Hypochaeris glabra exhibited additional CMA-positive signals distributed at pericentromeric regions, on the short arms of all chromosomes. A total of 122 RAPD markers were used to determine the genetic relationships among species. The level of polymorphism was very high, revealing two genetic groups comprising the South American and the European species, thus supporting a previous hypothesis of monophyly of the South American Hypochaeris species. The coefficients of genetic similarity between European and South American species were 0.35, on average. Polymorphism was also high within the two groups. The genetic associations observed with RAPD markers were consistent with chromosome characteristics. Species carrying similar distribution of 45S rDNA loci and CMA-positive signals were included in the same group revealed by RAPDs. Cytogenetic and molecular data support the view that not only chromosome rearrangements, but also changes in DNA sequence took place during the diversification of the South American Hypochaeris species