Marcadores moleculares no melhoramento de plantasarquivo.ufv.br/dbg/genmelhor/Index_apresenta%E7%E3o%20pdf/Mesa%20... · marcadores moleculares. R S Plantas F3 Co-42 Co-42 ON Phg1

Marcadores moleculares no melhoramento de plantas

Fitopatologia Brasileira 30(04): 333-342. 2005

PIRAMIDAÇÃO DE GENES DE RESISTÊNCIA A DOENÇAS NO FEIJOEIRO COMUM

� Baixa produtividade média nacional

- Safra 2004: 742,5 kg/ha (IBGE, 2005)

- Produção tecnificada: > 3.000 kg/ha (Vieira, 1998)

� Cerca de 45 diferentes doenças podem acometer a cultura

(Paula Júnior & Zambolim, 1998)

Limitações da Cultura do Feijoeiro

Programa de Melhoramento do Feijoeiro do BIOAGRO/UFV

� Início: 1992

� Apoio Financeiro: PADCT/FINEP, FAPEMIG e CNPq

� Responsáveis: Prof. Maurilio Alves Moreira - DBB

Prof. Everaldo Gonçalves de Barros - DBG

Prof. José Eustáquio de Sousa Carneiro - DFT

� Desenvolvimento de Recursos Humanos:

(Fonte: Plataforma Lattes - CNPq, 2005)

* Teses Defendidas:

- Pós-Doutorado: 2

- Doutorado: 11

- Mestrado: 16

Ferrugem - Uromyces appendiculatus

Antracnose - Colletotrichum lindemuthianum

Doenças alvo para o controle genético

Mancha angular - Phaeoisariopsis griseola

- Controle Cultural

- Controle Químico

- Controle Genético

Alternativa eficiente, de menor custo e menos impactante ao ambiente

Manejo integrado

Rudá

Piramidação de genes de resistência

Ouro NegroFerrugem

Ur-ON

AB 136Antracnose

Co-6

TOAntracnose

Co-4

AND 277Mancha-angular

Phg1

Co-10

Infraestrutura para o desenvolvimento do programa

de piramidação de genes

Estratégia de Melhoramento

Retrocruzamentos� DGmédia = (1/2)n+1

� SGmédia = 1 - DGmédia

� RC6: ~ 99% de recuperação do genitor recorrente

... ... ...

Genitor recorrente Genitor doador

% do recorrenteGeração

F1 50

RC1 75

RC2 87,5

RC3 93,75

RC4 96,875

X

X

X

X

X

Rudá Doador

F1

RC1

F2

RC2

RC4

MarcadoresInoculações

Plantas mais próximas ao recorrente

RC4Co-4

RC4Phg-1

F1

RC4Co-6

RC4Ur-ON

F1

DuploHíbrido

F2 com todas as marcas

F3

F4

Análise de caracteres agronômicos

Marcadores

Inoculações

- Seleção assistida por marcadores – SAM

- Fingerprinting molecular

Retrocruzamentos assistidos por marcadores moleculares

R S Plantas F3

Co-42

Co-42

ON

Phg1

ON

Seleção indireta com marcadores moleculares

Fingerprint Molecular

Distância genética em relação ao genitor recorrente (RC1)

0

20

40

60

80

100

Dis

tân

cia

gen

étic

a re

lati

va (

%)

Doador6 10 15 24 27

Plantas RC1

3 9 14 17 25 28

DGmédia = 25%


0

20

40

60

80

100

Dis

tân

cia

gen

étic

a re

lati

va (

%)

Doador2 5 14 16 20 26 30 36 43

Plantas RC2

1 3 7 15 18 23 29 33 37 44

DGmédia = 12,5%


Dis

tân

cia

gen

étic

a re

lati

va (

%)

0

20

40

60

80

100

Doador6 14 24 40 43 45

Plantas RC3

3 13 25 35 42 44 48

DGmédia = 6,25%

• Vermelho

• Diamante Negro

• Rudá

• Pérola

• Talismã

Genitores recorrentes

- Obtenção de populações segregantes

* Estudos de herança

* Testes de alelismo

Caracterização e escolha de genitores doadores

- Identificação de marcadores moleculares do tipo “RAPD”

- Conversão de marcadores RAPD em marcadores “SCAR”

Identificação de marcadores moleculares de interesse

SOUZA et al. (2002)Belmidak RR-3Ur-111,0OPAE19890

CORREA et al. (2001)Ouro NegroPhg-ON5,6OPM02425a

CORREA et al. (2001)Ouro NegroPhg-ON10,0OPAA19400a

FALEIRO et al. (2003)Ouro NegroPhg-ON10,4OPBA16669a

SARTORATO et al. (1999)Mexico 54Phg-26,6OPAC142400a

SARTORATO et al. (1999)Mexico 54Phg-25,9OPN02890a

CARVALHO et al. (1998)AND277Phg-15,5OPH13490a

FERREIRA et al. (1999)MAR 2Phg-?5,8OPE04500a

FALEIRO et al. (2000)Ouro NegroUr-ON5,8OPX11550a

CORREA et al. (2000).Ouro NegroUr-ON6,0OPBA08560a

CORREA et al. (2000).Ouro NegroUr-ON6,9OPF101050a

ALZATE-MARIN et al. (1999)AB 136Co-620,4OPAZ09950r

ALZATE-MARIN et al. (1999)AB 136Co-68,5OPAZ04560a

ALZATE-MARIN et al. (2000)AB 136Co-67,8OPAZ20940a

ARRUDA et al. (2000)TOCo-43,8OPB031800r

ARRUDA et al. (2000)TOCo-49,7OPC08900a

ARRUDA et al. (2000)TOCo-40,0OPY20830a

ReferênciaCultivar/Fonte de

ResistênciaGene de

ResistênciaDistância

(cM)Marcador*

*a: fase de acoplamento; r: fase de repulsão.

Marcadores RAPD

Conversão de marcadores RAPD em marcadores SCAR

OPF-10

SCAR-F10

QUEIROZ et al. (2004c)Phg-ONTGAGGCGTGTCAATGGATATAAGAGGCGTGTTGATAATTCTGGSCARAA19650

QUEIROZ et al. (2004c)Phg-ONCAACGCCTCATTAAATTGGACGCCTCTAAACGGGAGAAACSCARM02460

Phg-2

Phg-1

Phg-ON

Ur-ON

Ur-ON

Ur-11

Co-6

Co-6

Co-4

Co-4

Gene deResistência

NIETSCHE et al. (2000)ACCAGGGGCATTATGAACAGACCAGGGGCAACATACTATGSCARN02890

QUEIROZ et al. (2004c)GACGCCACACCCATTATGTTGCCACACAGATGGAGCTTTASCARH13520

QUEIROZ et al. (2004c)TTCCACGTCTATTTTGCATCACACGCATCACGCAGAACTSCARBA16560

CORRÊA et al. (2000)CCACAGCCGACGGAGGAGGCCATGTTTTTTGTCCCCSCARBA08560

CORRÊA et al. (2000)GGAAGCTTGGTGAGCAAGGAGGAAGCTTGGCTATGATGGTSCARF101050

QUEIROZ et al. (2004b)CAGTCCCTGACAACATAACACCCAGTCCCTAAAGTAGTTTGTCCCTASCARAE19890

QUEIROZ et al. (2004a)GGCTGTGCTGATTAATTCTGGTGCTCATTTTATAATGGAGAAAAASCARAZ04567

QUEIROZ et al. (2004a)ACCCCTCATGCAGGTTTTTACATAATCCATTCATGCTCACCSCARAZ20845

QUEIROZ et al. (2004a)AGAATGCCTTTAGCTGTTGGCAGAGAGGCTAGGCTTATCG

SCARC08910

QUEIROZ et al. (2004a)AGCCGTGGAAGGTTGTCATCCGTGGAAACAACACACAAT

SCARY20830

ReferênciaSeqüência do primer (5’ →→→→ 3’)Marcador

Marcadores SCAR

Produtos

Vi 4499 Vi 4899

Ouro Negro Rudá

Vi 4599

A linhagem Vi-4899 foi recomendada para

lançamento como variedade BRSMG Pioneiropelo consórcio formado pela Embrapa/UFV/UFLA

e Epamig

1 VI-4899 2458 19.0 23.8 57.12 VI-4599 2391 14.3 38.1 47.63 VI-0699 2334 14.3 57.1 28.6

Linhagens de feijão piramidadas com genes de

resistência a doenças

0,001,230,601,160,38ON 25-99

1,230,001,071,630,85TO 41-5-6-24

0,601,070,001,000,22AND 7-2-9-7-10

1,161,631,000,000,78AB 74-1-18

18,8019,17ON

13,5214,37TO

33,5533,77AND 277

9,5910,36AB136

ON 25-99

TO 41-5-6-24

AND 7-2-9-7-10

AB 741-18RUDÁ

Distâncias genéticas(Linhagens com genes individuais)

Reação a Uromyces appendiculatus

(Ferrugem)

Reação de resistência à ferrugem

1111111111R 127-4-13

1111111111R 97-13-6

1111111111R 97-13-5

1111111111R 127-10-14

6666666666AND 7-2-9-7-10

6666666666AB 74-1-18

6666666666TO 41-5-6-24

1111111111ON 25-99

6666666666AND 277

6666666666AB 136

6666666666TO

1111111111Ouro Negro

6666666666Rudá

32475046455952584954

Genótipos

Raças de Uromyces appendiculatus

Reação a Colletotrichum lindemuthianum

(Antracnose)

111111111111111111111R 127-4-13

111111111111111111111R 97-13-6

111111111111111111111R 97-13-5

111111111111111111111R 127-10-14

999999999999999999919AND 7-2-9-7-10

991111111111111111111AB 74-1-18

911111111111111111111TO 41-5-6-24

911111111111111199119ON 25-99

111111111111111111119AND 277

991111111111111111111AB 136

911111111111111111111TO

911111111111111188119Ouro Negro

999999999999999991919Rudá

2047

1033

453

449

343

339

119

117

97

89

87

83

81

75

73

67

65

64

55

23

7

Genótipos

Raças de Colletotrichum lindemuthianum

Reação a Phaeoisariopsis griseola

(Mancha angular)

Reação de resistência à mancha-angular

9111161R 127-4-13

9111161R 97-13-6

9111161R 97-13-5

9111161R 127-10-14

9111171AND 7-2-9-7-10

9999999AB 74-1-18

9999998TO 41-5-6-24

9999598ON 25-99

6111111AND 277

9919999AB 136

9911199TO

3111414Ouro Negro

9999898Rudá

63-5563-3563-3163-2363-1931-3931-17Genótipos

Raças de Phaeoisariopsis griseola

Produtividade das linhagens desenvolvidas

*Médias seguidas pela mesma letra na coluna não diferem pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade

14,07CV(%)

2.647,36Média

ab2.621,67Aporé

b2.546,00Pérola

ab2.925,39Ouro Negro

ab2.638,08Rudá

c1.581,54AN-7-2-9-7-10

a3.422,26AB-74-1-18

ab2.933,13TO-41-5-6-24

b2.510,84ON-25-99

Kg/ha*Cultivar

Linhagens com genes individuais

9,53CV(%)

1.976,13Média

a2.084,38R-127-4-13

a2.150,30R-97-13-6

a2.064,28R-97-13-5

a2.064,26R-127-10-14

Kg/ha*Cultivar

a1.631,43Rudá

a1.914,91Pérola

a1.923.30Talismã

Linhagens com genes piramidados

Pirâmide de genes de resistência

Co-10 e Ur-ON (Ouro Negro)

Pgh-1 (AND 277)

Co-6 (AB 136)

Co-4 (TO)

Background: Rudá

Fonte: Ragagnin, 2004


Background: Diamante Negro

Fonte: Costa, 2004

Geração: RC3F4

Resistência ao crestamento Resistência ao crestamento bacteriano e ao mosaico comumbacteriano e ao mosaico comum


Pgh-1 (AND 277)

Co-6 (AB 136)

Co-4 (TO)



Pgh-1 (AND 277)

Co-6 (AB 136)

Co-4 (TO)

Background: Pérola

Fonte: Ragagnin, 2004



Pgh-1 (AND 277)

Co-6 (AB 136)

Co-42 e Co-5

(G2333)

Background: Rudá

Fonte: Arruda, 2005

CoCo--4422 éé o alelo mais efetivo entre o alelo mais efetivo entre os jos jáá caracterizados, sendo o caracterizados, sendo o úúnico nico capaz de conferir resistência capaz de conferir resistência àà raraçça a 2047 de 2047 de C. lindemuthianum.C. lindemuthianum.

� Caracterização fenotípica e molecular de linhagens submetidas ao VCU e de cultivares recomendados para o plantio em diferentes regiões brasileiras.

� Ampliar os genes de resistência à ferrugem nos backgrounds

genéticos “carioca” e “preto”;

� Ampliar os genes de resistência à mancha angular nos backgrounds genéticos “carioca” e “preto”;

� Piramidar genes de resistência à ferrugem, antracnose e mancha angular no background genético “vermelho”;

� Introduzir genes de resistência a outras doenças de importância econômica (fusariose, bacterioses, mosaicos);

� Desenvolvimento de marcadores moleculares microssatélites para o feijoeiro;

� Mapeamento visando a identificação de QTLs;

Trabalhos em andamento e novas metas

Pessoal Envolvido

Slide Maurilio

Everaldo G. de Barros

BIOAGRO/UFV

[email protected]

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