Genetic Diversity of <em>Coffea arabica</em>

Coffea arabica L. is a native coffee species probably originated in Abyssinia, now Ethiopia. The genetic diversity of C. arabica has economic implications directly related to profits by breeding for developing new varieties to a global market. The economic value of C. arabica genetic resources are estimated at US$ 420 million, considered a 10% discount rate. Understanding the extent of traits variability and genetic diversity is essential to guide crosses between genotypes, targeting the development of new varieties with high economic value. This chapter will present the C. arabica economic importance, primarily to Brazil, the most significant world producer; we will outline the origin and dispersion of arabica coffee and briefly show the leading germplasm banks. We will also point out contribution of genetic diversity studies based on morphological, agronomic traits, and molecular markers supporting the development of new varieties. Finally, we present an outline for the future

Outcrossing rate in olive assessed by microsatellite and inter simple sequence repeat (ISSR) markers

Olive is known to be an allogamous species. The aim of this study was to estimate the magnitude of cross-pollination rate using microsatellite simple sequence repeats (SSR) and inter simple sequence repeats (ISSR) molecular markers in olive genotypes. The DNA from maternal plants and 23 progenies of two different accessions, Ascolano USA and MGS GRAP541 were extracted and screened with two microsatellite and ten ISSR markers. The outcrossing rate and other related parameters were analyzed using the MLTR application. The set of estimates, individually and collectively, support the hypothesis of frequent allogamy in both olive genotypes evaluated, with high rates of outcrossing in both markers.Keywords: Olea europaea L., outcrossing rate, zygotic embryos, mating system, molecular marker

Ações integradas para desenvolvimento econômico e social

Trabalho apresentado no II Congresso Nacional do PROJETO RONDON, realizado em Florianópolis, SC, no período de 23 a 25 de setembro de 2015 - Universidade Federal de Santa Catarina.Atualmente o Projeto Rondon é descrito pelo Ministério da Defesa como uma ferramenta de transformação social que visa o desenvolvimento de ações duradouras. Ao mesmo tempo, há uma visão se disseminando de que ações desenvolvidas em redes tem maior possibilidade de continuidade, por não estarem centralizadas e não dependerem de apenas um indivíduo ou instituição. Na Operação Itacaiúnas foi desenvolvido um conjunto integrado de ações partindo de demandas locais em cadeia do poder público e de produtores, mas que tem outros resultados na saúde da população. O objetivo central era incentivar a produção local e fortalecer pequenos produtores de alimentos pela ampliação da demanda por estes produtos. Este objetivo se alinhou ao desejo da gestão pública em adquirir estes itens de produtores locais. A partir disso, foi verificada a necessidade de existência de um Serviço de Inspeção Municipal (SIM) para inspeção sanitária e certificação de produtos. Para isto, os rondonistas auxiliaram a prefeitura na articulação com a Empresa de Assistência Técnica e Extensão Rural (EMATER) local e o Agência de Defesa Agropecuária do Pará para elaboração de projeto de lei encaminhado à Câmara de Vereadores. Assim, foram desenvolvidas oficinas de boas práticas de ordenha e manuseio, e de fabricação de derivados do leite para que os produtores tenham condições de atender às exigências do SIM. Outra forma de fortalecer os produtores locais e de facilitar a certificação de produtos é por meio de associações e cooperativas, que foi objeto de oficina voltada a produtores, especialmente de gado leiteiro e psicultores. Outro eixo de atuação foi com relação a hortaliças para merenda escolar. Como os orgânicos tem preferência de compra pelo Programa Nacional de Alimentação Escolar, foram oferecidas oficinas de técnicas de manejo orgânico na produção de hortaliças. Outra ação que integrou diversos objetivos locais foi a proposta da Festa do Peixe. O município tem psicultores familiares já organizados em associação, mas que vendem seus produtos principalmente para fora do município, e a população não tem o hábito de se alimentar do pescado. Contando com o apoio da EMATER e da associação de psicultores, foi feito um protótipo da Festa do Peixe, com degustação de pratos a base de pescado e divulgação de formas de preparação e de seus benefícios para a saúde. Com esta rede de ações que envolveu diversos atores locais, espera-se ter contribuído para incentivar e fortalecer a produção local de forma sustentada, com vários benefícios adjacentes

Relationship of genetic structure with nitrogen use efficiency and accuracy of GWAS in tropical maize

Os marcadores moleculares SNP (Single Nucleotide Polymorphism) têm sido utilizados com sucesso em estudos de diversidade e estrutura genética de populações de milho. Os SNPs também têm sido amplamente empregados em estudos de associação genômica ampla (Genome Wide Association Studies - GWAS). Na primeira parte desse estudo, os objetivos foram analisar a estrutura genética e estudar a relação entre a variação genômica, a estrutura genética e a variação fenotípica para eficiência no uso de nitrogênio (EUN) em linhagens de milho tropical. As linhagens foram avaliadas a campo em relação à EUN, e genotipadas com 768 marcadores moleculares SNPs (Sigle Nucleotide Polymorphisms). O conjunto de 62 linhagens analisado apresentou elevado grau de diversidade genética, comparável à de painéis maiores analisados em outros estudos. Isso indica que essas linhagens podem ser incluídas em painéis úteis para estudos de associação genômica ampla para EUN. Houve forte relação entre o desempenho fenotípico para a EUN e a estruturação genética das linhagens de milho tropical com base nos marcadores SNPs pelo método bayesiano, principalmente quando a população foi subdividida em quatro grupos. Foram observados alelos exclusivos, ausentes ou com grandes diferenças de frequências entre os grupos fenotípicos com diferentes níveis de EUN, e as diferenças alélicas foram maiores entre os grupos mais distintos fenotipicamente. Foi possível identificar genitores superiores quanto à EUN e geneticamente divergentes, o que pode possibilitar a exploração mais eficiente da heterose na produção de híbridos a partir de cruzamentos entre essas linhagens de milho tropical. A segunda parte desse estudo teve como objetivos analisar o efeito da estrutura vigenética da população, do número de subgrupos em que a população é estruturada e do número ótimo de grupos com base no critério de Evanno sobre a acurácia em GWAS para características oligogênicas e poligênicas em linhagens de milho tropical. Para isso, 62 linhagens foram genotipadas com 768 SNPs e fenotipadas para altura de planta e produtividade de grãos. Foi realizada a análise da estruturação da população em diferentes números de grupos (K=1 a 9), com auxílio do programa STRUCTURE. As análises de GWAS foram realizadas usando o programa TASSEL. O número de grupos e o valor de ΔK influenciaram de forma distinta a acurácia dos modelos de GWAS para as diferentes características. No caso da altura de planta, a inclusão da matriz Q nos modelos levou a um maior ajuste destes, principalmente nos casos em que os números de grupos apresentaram valores de ΔK mais elevados. Para a produtividade de grãos, a inclusão da matriz Q reduziu a acurácia do modelo para todos os valores de K, independentemente dos valores de ΔK. Portanto, os resultados indicam que a escolha do número ótimo de grupos geneticamente estruturados, com base no critério de Evanno, pode não levar a maiores acurácias dos modelos em GWAS. Além disso, ficou evidente que a estruturação influencia de maneira distinta características oligogênicas e poligênicas.Single Nucleotide Polymorphism (SNP) has been used successfully in genetic diversity and populations structure studies of maize. SNPs have also been widely used in genome- wide association studies (Genome Wide Association Studies - GWAS). In the first part of this study, the objectives were to analyze the genetic structure of 62 inbred lines of tropical maize, and to study the relationship between genomic variation, genetic structure and phenotypic variation for nitrogen use efficiency. The lines were phenotyped to NUE and genotyped with 768 SNPs markers. The set of 62 inbred lines showed a high level of genetic diversity comparable to other panels evaluated by other scientists. This indicates that these lines could be included in panels for genome wide association studies for NUE. The existence of a strong relationship between the phenotypic performance for NUE and the genetic structure of tropical maize lines was detected. It was observed the occurrence of exclusive alleles, missing alleles or alleles with large frequency differences between the phenotypic groups of tropical maize lines with different levels of NUE, and the allelic differences were greater among the most phenotypically divergent groups regarding NUE. The data obtained allow identifying superior parents in relation to NUE that are genetically divergent, which may enable more efficient heterosis exploitation in the production of hybrids from crosses among the tropical maize lines. The second part of this study aimed to analyze the effect of the genetic structure of the population, the number of subgroups in the population is structured and the optimal number of groups based on criteria Evanno on accuracy in GWAS for different characteristics in tropical maize lines. To this 62 lines were genotyped with 768 SNPs and phenotyped for plant height (PH) and grain yield (GY). Then the analysis was performed structuring of the population in different numbers of groups (k = 1 to 9) by means of Bayesian model, using the STRUCTURE program. The analysis of GWAS were performed using TASSEL viiiprogram. The results indicated that the number of groups and the value of ΔK affect differently the accuracy of GWAS models for different characteristics. In the case of PH, the inclusion of Q matrix led to a better adjustment of model, especially in cases where the number of the groups had higher ΔK values. In the case of GY, the inclusion of the Q matrix reduced the accuracy of the model for all K values, regardless of the values of ΔK. Therefore, the results indicate that the choice of the optimal number of genetically structured groups through Evanno criterion cannot lead to higher accuracies of models in GWAS. Furthermore, it was evident that the structure affects differently oligogenic and polygenic traits.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic

Population structure, genetic diversity and genomic selection signatures among a Brazilian common bean germplasm

Abstract Brazil is the world's largest producer of common bean. Knowledge of the genetic diversity and relatedness of accessions adapted to Brazilian conditions is of great importance for the conservation of germplasm and for directing breeding programs aimed at the development of new cultivars. In this context, the objective of this study was to analyze the genetic diversity, population structure, and linkage disequilibrium (LD) of a diversity panel consisting of 219 common bean accessions, most of which belonging to the Mesoamerican gene pool. Genotyping by sequencing (GBS) of these accessions allowed the identification of 49,817 SNPs with minor allele frequency > 0.05. Of these, 17,149 and 12,876 were exclusive to the Mesoamerican and Andean pools, respectively, and 11,805 SNPs could differentiate the two gene pools. Further the separation according to the gene pool, bayesian analysis of the population structure showed a subdivision of the Mesoamerican accessions based on the origin and color of the seed tegument. LD analysis revealed the occurrence of long linkage blocks and low LD decay with physical distance between SNPs (LD half decay in 249 kb, corrected for population structure and relatedness). The GBS technique could effectively characterize the Brazilian common bean germplasms, and the diversity panel used in this study may be of great use in future genome-wide association studies