Genetic diversity in recurrent selection of yellow passion fruit detected by microsatellites markers

O objetivo deste trabalho foi estimar a variabilidade genética em dois ciclos de seleção recorrente do maracujazeiro-amarelo (Passiflora edulis) e avaliar o impacto da seleção nas progênies selecionadas via alterações nas frequências alélicas, detectadas com uso de marcadores microssatélites. Vinte e três pares de iniciadores microssatélites foram utilizados na genotipagem de 66 progênies de irmãos completos. Estimaram-se a frequência alélica, heterozigosidade esperada (He) e observada (Ho), conteúdo de informação polimórfica (PIC) e coeficiente de endogamia (f). Foram encontrados 32 alelos nas populações, dos quais apenas dois foram perdidos durante a seleção. O número médio de alelos por locos foi de 2,46, no primeiro ciclo, e de 2,30 no segundo ciclo. As diferenças nas frequências alélicas nos dois ciclos de seleção recorrente não foram significativas. A He média no primeiro ciclo de seleção foi de 0,20 por loco, ligeiramente maior que a Ho (0,15). No segundo ciclo de seleção, o valor médio da Ho foi menor que o da He, com média de 0,12. Os valores médios de f aumentaram no segundo ciclo seletivo, de 0,26 para 0,32. A maioria dos locos apresentou valores negativos de f, o que sugere altos índices de heterozigosidade. O valor médio do PIC decresceu de 0,18 para 0,16 no segundo ciclo. Houve pequena perda de variabilidade e alterações nas frequências alélicas; porém, esta oscilação pode ser considerada normal quando se pratica seleçãoThe objective of this work was to estimate the genetic variability in two recurrent selection cycles of the yellow passion flower (Passiflora edulis), and to evaluate the impact of selection on the progenies selected via changes in allele frequency, detected by microsatellite markers. Twenty-three microsatellites were used for genotyping 66 full-siblings. Allele frequency, expected (He) and observed (Ho) heterozygosity, polymorphic information content (PIC) and inbreeding coefficient (f) were estimated. Thirty-two alleles were found in these populations, of which only two were lost during selection. The average number of alleles per locus was 2.46 in the first cycle, and 2.30 in the second. The differences in allele frequencies in the two cycles were not significant. The mean He in the first cycle was 0.20 per locus, slightly higher than Ho (0.15). In the second selection cycle, the mean value of Ho was lower than of He, with an average of 0.12. The mean values of f increased in the second selection cycle, from 0.26 to 0.32. Most of the loci showed negative values of f, which suggests high levels of heterozygosity. The mean value of PIC decreased from 0.18 to 0.16 in the second cycle. There were small losses of variability and changes in allele frequencies; however, these variations can be considered normal when selection is practiced

Genetic variability estimated in banana diploids through microsatellite markers

O objetivo deste trabalho foi estimar a divergência genética entre 38 diplóides de banana do programa de melhoramento da Embrapa Mandioca e Fruticultura Tropical, incluindo genótipos melhorados, cultivadose selvagens, por meio de 15 marcadores microssatélites ou SSR. As similaridades genéticas, com base no coefi ciente de Jaccard, foram utilizadas para fazer o agrupamento dos genótipos pelo método UPGMA.O número de alelos obtidos foi 113, com média de 7,53 alelos por iniciador. A similaridade genética média foi de 0,22, e variou de 0,028 a 0,48, o que indica existência de variabilidade genética entre os genótipos. A análise de grupos, com base no polimorfi smo de microssatélites, não pôde separar completamente os híbridosmelhorados, cultivados e selvagens. Alguns diplóides agruparam-se com base em sua origem geográfi ca, entre eles Musa ornata e IAC-1, e Tjau Lagada e Lidi, enquanto que, em outros, nenhuma relação foi estabelecida.Houve tendência de agrupamento entre os diplóides aparentados, como: SH3263 e 8694-20, 4279-01 e 9179-03,1304-06 e 5854-03, 86B79-10 e 7341-03, 86B79-12 e 0337-02, e 9194-04 e 4154-08.The objective of this work was to estimate the genetic diversity between 38 banana diploids from the banana breeding program of Embrapa Mandioca e Fruticultura Tropical (Embrapa Cassava and Tropical Fruits), including improved hybrids, cultivated and wild species, using fi fteen SSR markers. Genetic similarities were utilized to cluster genotypes through UPGMA, based on Jaccard coeffi cient. The average number of alleles per primer was 7.53, with a total of 113 alleles identifi ed. The average similarity was 0.22, and ranged from 0.028 to 0.48, indicating the existence of genetic variability between genotypes. The clustering analysis based on microsatellite polymorphism could not completely separate improved hybrids, cultivated and wild species.Some diploids grouped according to their geographic origins, among which Musa ornata and IAC-1, and Tjau Lagada and Lidi, while in others no relation was established. There was a trend of clustering among related diploids as: SH3263 and 8694-20; 4279-01 and 9179-03; 1304-06 and 5854-03; 86B79-10 and 7341-03; 86B79-12 and 0337-02; and 9194-04 and 4154-08

Pervasive gaps in Amazonian ecological research

Biodiversity loss is one of the main challenges of our time,1,2 and attempts to address it require a clear un derstanding of how ecological communities respond to environmental change across time and space.3,4 While the increasing availability of global databases on ecological communities has advanced our knowledge of biodiversity sensitivity to environmental changes,5–7 vast areas of the tropics remain understudied.8–11 In the American tropics, Amazonia stands out as the world’s most diverse rainforest and the primary source of Neotropical biodiversity,12 but it remains among the least known forests in America and is often underrepre sented in biodiversity databases.13–15 To worsen this situation, human-induced modifications16,17 may elim inate pieces of the Amazon’s biodiversity puzzle before we can use them to understand how ecological com munities are responding. To increase generalization and applicability of biodiversity knowledge,18,19 it is thus crucial to reduce biases in ecological research, particularly in regions projected to face the most pronounced environmental changes. We integrate ecological community metadata of 7,694 sampling sites for multiple or ganism groups in a machine learning model framework to map the research probability across the Brazilian Amazonia, while identifying the region’s vulnerability to environmental change. 15%–18% of the most ne glected areas in ecological research are expected to experience severe climate or land use changes by 2050. This means that unless we take immediate action, we will not be able to establish their current status, much less monitor how it is changing and what is being lostinfo:eu-repo/semantics/publishedVersio

Pervasive gaps in Amazonian ecological research

Biodiversity loss is one of the main challenges of our time,1,2 and attempts to address it require a clear understanding of how ecological communities respond to environmental change across time and space.3,4 While the increasing availability of global databases on ecological communities has advanced our knowledge of biodiversity sensitivity to environmental changes,5,6,7 vast areas of the tropics remain understudied.8,9,10,11 In the American tropics, Amazonia stands out as the world's most diverse rainforest and the primary source of Neotropical biodiversity,12 but it remains among the least known forests in America and is often underrepresented in biodiversity databases.13,14,15 To worsen this situation, human-induced modifications16,17 may eliminate pieces of the Amazon's biodiversity puzzle before we can use them to understand how ecological communities are responding. To increase generalization and applicability of biodiversity knowledge,18,19 it is thus crucial to reduce biases in ecological research, particularly in regions projected to face the most pronounced environmental changes. We integrate ecological community metadata of 7,694 sampling sites for multiple organism groups in a machine learning model framework to map the research probability across the Brazilian Amazonia, while identifying the region's vulnerability to environmental change. 15%–18% of the most neglected areas in ecological research are expected to experience severe climate or land use changes by 2050. This means that unless we take immediate action, we will not be able to establish their current status, much less monitor how it is changing and what is being lost

Agronomic characterization and molecular subgroup banana Terra subjected to gamma radiation

O cultivo da bananeira é uma importante atividade e possui relevante papel econômico e social no mundo. O estudo da diversidade genética é importante para programas de melhoramento, especialmente na elucidação da variabilidade genética disponível para os melhoristas. As características agronômicas e os marcadores moleculares têm sido utilizados para determinar essa diversidade em muitas espécies. Objetivou-se: 1) selecionar possíveis mutantes de banana Terra Maranhão obtidos por radiação gama com boas características agronômicas e altura reduzida; 2) avaliar a variabilidade genética e selecionar possíveis mutantes de banana Terra Maranhão submetidos à radiação gama com base em dados agronômicos e perfis de marcadores moleculares Inter Simple Sequence Repeat (ISSR) utilizando a estratégia Ward-MLM. Na primeira parte do trabalho, foram irradiadas 315 gemas in vitro com raio gama nas doses de 20 Gy, as quais foram subcultivadas e posteriormente avaliadas em campo durante dois ciclos de produção. A avaliação dos clones foi realizada com o objetivo principal de selecionar 10% das melhores plantas. O plantio foi feito no espaçamento 3 m x 4 m, e a adubação foi realizada de acordo com as recomendações técnicas para a cultura. Foram avaliadas em campo 233 plantas irradiadas e 41 testemunhas. Dentre as plantas irradiadas selecionadas, observaram-se genótipos que apresentam altura reduzida. Os genótipos Irra 04, Irra 13, Irra 19 e Irra 21 apresentaram altura de 3,6 m, valores abaixo da média das testemunhas selecionadas. Outros genótipos irradiados selecionados como o Irra 14 e Irra 16 com altura de 3,65 m se mostraram promissores, pois além da altura reduzida, apresentaram um bom peso de cacho e menor período de floração em relação à média das testemunhas, fator relevante para as próximas etapas de melhoramento. Estes resultados confirmam a possibilidade de emprego da indução de mutação em bananeira tipo Terra para a obtenção de características agronômicas desejáveis e altura reduzida. Na segunda parte do trabalho, foram avaliadas em campo 233 plantas irradiadas e 41 testemunhas. Os dados agronômicos e moleculares foram submetidos ao algoritmo estatístico Ward-MLM no programa SAS. A análise de agrupamento foi realizada pelo método da distância média ou também denominado de método de agrupamento médio entre grupos (UPGMA) com base na matriz de distância do algoritmo de Gower e o coeficiente de correlação cofenético foi calculado usando o software R. A distância entre os possíveis mutantes variou 0,321 a 0,524, com distância média de 0,426 e o coeficiente de correlação cofenético 0,79. Os três supostos mutantes que foram selecionados com base nas melhores características agronômicas e altura baixa serão submetidos a novas avaliações nas próximas etapas do programa de melhoramento da Embrapa. Esta é a primeira tentativa de utilização de dados combinados em bananeira do tipo Terra com o intuito de selecionar mutantes e avaliar a variabilidade genética.The cultivation of banana is an important activity and has significant social and economic role in the world. The study of genetic diversity is important for breeding programs, especially in the elucidation of the genetic variability available to plant breeders. The agronomic traits and molecular markers have been used to determine this diversity in many species. This study aimed to: 1) select potential banana Terra Maranhão mutants obtained by gamma radiation with good agronomic characteristics and reduced height, 2) assess the genetic variability and select possible mutant banana Terra Maranhão subjected to gamma radiation based on agronomic data and profiles molecular markers Inter Simple Sequence Repeat (ISSR) using the Ward-MLM strategy.. In the first part of the study, 315 were irradiated gemstones in vitro with gamma ray doses of 20 Gy, which were subcultured and subsequently evaluated in the field during two growing seasons. The evaluation of the clones was performed with the main objective of selecting the best plants 10%. The planting was done in 3 mx 4 m spacing, and fertilization was performed according to the technical recommendations for culture. Were assessed in 233 plants irradiated and 41 witnesses. Among the irradiated plants selected were observed genotypes that exhibit reduced height. Genotypes Irra 04, Irra 13, Irra 19 and Irra 21 showed height of 3.6 m, below the average values of selected witnesses. Other genotypes irradiated selected as Irra 14 and Irra 16 with height of 3.65 m were promising, because besides the reduced height, had a good bunch weight and smaller flowering period compared to the average of the witnesses, a factor relevant to the next steps for improvement. These results confirm the possibility of using mutation induction in banana type Terra to obtain desirable agronomic characteristics and reduced height. In the second part of the study, were assessed in 233 plants irradiated and 41 witnesses. The agronomic and molecular data were subjected to statistical algorithm Ward-MLM program in SAS. Cluster analysis was performed by the method of the average distance or also called clustering method midway between groups (UPGMA) based on the distance matrix algorithm Gower cofenético and the correlation coefficient was calculated using the software R. The distance between the possible mutants ranged from 0.321 to 0.524, with an average distance of 0.426 and correlation coefficient cofenético 0.79. The three putative mutants were selected based on best agronomic characteristics and low altitude will undergo further evaluation in the next stages of the breeding program of Embrapa. This is the first attempt to use the combined data of the type in banana Terra in order to select mutants and assess genetic variability.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic

Phenotypic and molecular selection of yellow passion fruit progenies in the second cycle of recurrent selection

The purpose of this study was to evaluate the efficiency of selection of a population of yellow passion fruit in the second cycle of recurrent selection, based on molecular and agronomic data. In 39 full-sib progenies, genotyped using microsatellite markers, 11 agronomic traits were evaluated. The progenies were selected based on the genetic distance matrix and the selection efficiency was confirmed based on the most important agronomic traits of yellow passion fruit. Only 12 of the 25 best progenies were identified by all three selection strategies (agronomic, molecular and combined selection). No significant correlation was observed between the genetic distance matrices and the molecular x agronomic data. The progenies selected by molecular markers had the highest mean yield and fruit number. Results indicate the possibility of applying this combined selection procedure based on agronomic as well as molecular data to optimize genetic gain for the traits under selection.O objetivo desse trabalho foi avaliar a eficiência da seleção em uma população de maracujazeiro amarelo no segundo ciclo de seleção recorrente, com base em informações agronômicas e moleculares. Foram utilizadas 39 progênies de irmãos-completos, avaliadas para 11 características agronômicas e genotipadas por meio de marcadores microssatélites. As progênies foram selecionadas com base na matriz de distância genética e a eficiência da seleção foi verificada por meio das médias das características agronômicas de maior importância para a cultura. Das 25 melhores progênies selecionadas, apenas 12 foram comuns às três estratégias de seleção (agronômica, molecular e seleção combinada). Não foi observada correlação significativa entre as matrizes de distância genética com base nos dados agronômicos x moleculares. As progênies selecionadas pelos marcadores moleculares apresentaram maiores médias para produtividade e número de frutos. Os resultados indicam a possibilidade de aplicação deste procedimento de seleção combinada com base em dados agronômicos e moleculares para otimizar os ganhos genéticos para os caracteres sob seleção