Mapeamento Molecular de Características de Importância Agronômica

Apresentação em tema: "Mapeamento Molecular de Características de Importância Agronômica"— Transcrição da apresentação:

1 Mapeamento Molecular de Características de Importância Agronômica
Antonio Costa de Oliveira, PhD Centro de Genômica e Fitomelhoramento Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel

2 Tipos de Marcadores Morfológicos Bioquímicos Moleculares RFLP
Baseados em PCR AFLP

3 Uso em Análises Genéticas
Estudos de diversidade genética Estudos evolutivos Mapeamento genético Clonagem por mapeamento

4 Uso em Melhoramento Vegetal e Animal
Seleção assistida por marcadores Mapeamento comparativo Mapeamento de QTLs Seleção de progenitores Predição de heterose Identificação de germoplasma

5 Outras Aplicações Diagnóstico de moléstias e contaminações
Identificação de raças Identificação de cultivares (fingerprinting)

6 Estratégias de Mapeamento
Biologia e diversidade das espécies; Populações F2 segregantes ou retrocruzamentos; Progênie de pelo menos 100 indivíduos; Linhagens endogâmicas recombinantes Análise de Blocos Segregantes

7 Linhagens Endogâmicas Recombinantes
Caracterização de cada linhagem em alelos x loco; Vantagens sobre a população F2: População permanente; Informação cumulativa; Avaliação em vários ambientes; Mapas mais extensos; Mapeamento mais rápido

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24 Estratégias de Acúmulo de Marcadores
Genes sem produto conhecido; Mapeamento enriquecido na região alvo Tecnologias que geram grandes volumes de marcadores; Estoques genéticos idênticos ou quase idênticos em regiões ao longo do genoma

25 Estoques Genéticos Linhas quase isogênicas;
Marcadores flanqueando o gene; Blocos segregantes; Amostras reunidas.

26 A Gene alvo B F2 Gene alvo Bulk 1 Bulk 2 P1 P2 F1 BC1 BC7F2(NIL) P1 P2

27 P1 P NIL Bulk 1 Bulk 2 Análise de marcadores

28 Clonagem por Mapeamento
Estratégias envolvendo grandes insertos (YACs ou BACs) Insertos de kb que podem englobar marcadores que flanqueiam o gene alvo; Supressão de recombinação; Distâncias físicas x genéticas.

29 Mapeando QTLs Testando para efeitos de QTLs
Análise de intervalo - leva em conta a distância genética entre marcadores ordenados e calcula a verossimilhança em aumentos específicos do intervalo; LOD escores (2,0 a 3,0 mais usados)

30 Identificação de QTLs para florescimento em arroz(Hd6) e caracterização de suas interações epistáticas com Hd2 usando linhas avançadas de retrocruzamento. Yamamoto et al., 2000 Nipponbare x Kasalath Nip x F1 BC1F1 x Testadas para homozigose em 5 QTLs de Nip com RFLPs BC1F2 Nip x BC1F2* x BC4F1 BC4F2 (n=100) 50 plantas BC4F3 de cada ( análise de QTLs)

31 Yamamoto et al. 2000 Mapas de ligação : 26 RFLPs nestas regiões selecionados de um mapa denso obtido por Harushima et al., 1998. Avaliação da ação gênica e confirmação da interação epistática do QTL: 4 comprimentos de dia (10,5; 12; 13,5 e 14,5 h) QTL-NIL Homozigota para o alelo de Kasalath e Nipponbare usados como controle; 3 linhas de QTL-NILs: NIL(Hd2); NIL(QTL alvo); NIL(Hd2/QTL alvo) nas quais ambos os QTLs são introgredidos.

32 Yamamoto et al. 2000 Resultados
O QTL mais significativo do mapeamento derivado da planta BC4F foi o Hd6 (novo) localizado no braço longo do cromossomo 3; O mapeamento fino de Hd6 foi obtido com 5 marcadores RFLP cosegregando com o loco, A herança foi mendeliana (1:2:1); Caracterização de Hd6 como o loco causando sensitividade ao fotoperíodo; Epistasia entre Hd2 e Hd6

33 Hd1 Hd3 Hd2 Hd4 Hd5 Kasalath Nipponbare Planta BC4F1-37-7
Hd1 Hd3 Hd2 Hd Hd5 Kasalath Nipponbare Planta BC4F1-37-7

34 Hd2 Kasalath Nipponbare Linha NIL Hd6 Hd6

35 Hd2 Hd6 Kasalath Linha NIL (Hd2) Nipponbare

36 Hd2 Hd6 Kasalath Linha NIL Hd2/Hd6 Nipponbare
Hd2 Hd6 Kasalath Linha NIL Hd2/Hd6 Nipponbare

37 Dias para o florescimento 120 110 95 N H K Genótipo Hd2 Genótipo Hd6 N

38 Tabela 2. Comparação de dias para o florescimento de 3 QTL-NILs e o pai recorrente, nipponbare, sob diferentes comprimentos de dia Comprimento do dia (h) QTL-NIL , , , , Diferença Nipponbare 44,3 49,1 75, >120, >75,7 Hd2 48,3 60, ,3 52,0 Hd6 45,3 47,4 98, >120, >74,7 Hd2, Hd6 51,7 68, ,7 53,0

39 Mapeamento molecular de loci para características de importância agronômica no cromossomo 3A de trigo. Shah et al., 1999 Genótipos: Cheyenne (CNN), linha de substituição CNN(WI3A) e 50 CNN(RICL-3A) desenvolvidas em background CNN; Ambientes: 4 a 8 diferentes locais em Nebraska-EUA; Características: produtividade (GYLD); número de grãos por espiga (KPS); Peso de mil grãos (TKWT); número de espigas por m2 (SPSM); peso do volume de grão (GVWT); estatura de planta(PHT); data da antese (locus Eps)

40 Shah et al., 1999 Mapa de ligação:
13 RFLPs específicos para o cromossomo 3A e polimórficos entre CNN e WI mais um marcador morfológico Eps foram mapeados; Resultados: Locos individuais explicaram 8,9 a 38,2% da variação fenotípica para as características avaliadas; O Loco Eps foi mapeado e explicou 38,2% da variação fenotípica para PHT e 17,4% para ambas KPS e TKWT. Alguns QTLs adicionais foram encontrados, Qtls para GYLD só foram encontrados em alguns ambientes, enquanto que não foram encontrados QTLs para GVWT; Não foi encontrada epistasia entre marcadores associados aos QTLs; Qtls encontrados em diferentes ambientes foram consistentes pelo menos na maioria deles.

41 Conclusões e Perspectivas
Os avanços com a saturação dos mapas e informações do mapeamento comparativo, estão permitindo um detalhamento maior das características quantitativas, porém as duplicações genômicas e multiplicidade de regiões atuando em uma característica, são fatores que ainda retardam o progresso do melhoramento molecular.