Resumo: Melhoristas de cana-de-acucar tentam há muito tempo desenvolver um sistema confiavel de identificacao genetica baseado em marcadores moleculares para ajudar programas de melhoramento genetico. Alem disso, a União Internacional para a Proteção de Novas Variedades de Plantas (UPOV) tambem procura por um sistema que atenda os padrões de um teste DHE (Distinguibilidade, Homogeneidade e Estabilidade) podendo ser usado para apoiar ou substituir o processo de caracterização morfológica convencional em processos de registro de variedades. Um processo de descoberta e validacao de marcadores microssatelites usando um banco de dados de ESTs como unica fonte de sequencias de DNA foi estabelecido no trabalho e um sistema de identificação genetica baseada em marcadores microssatelites para cana-de-acucar foi desenvolvido para apoiar o melhoramento de variedades de cana-de-acucar e processos de registro de variedades. Um banco de dados de sequencias expressas (ESTs) com 352.122 sequencias foi avaliado para identificacao de motivos de microssatelite e 150 loci com alto polimorfismo observado in silico foram selecionados e validados em dois sistemas de resolução: Polyacrylamide Gel Electrophoresis (PAGE) e Sequenciador de DNA. Um conjunto de 10 loci foi selecionado de acordo com os valores de Conteudo de Informação Polimorfica (PIC) e qualidade visual do perfil cromatografico. A capacidade do sistema de discriminar individuos foi avaliada em 1.205 acessos de cana-de-acucar eespecies relacionadas. Uma combinação de tres loci foi suficiente para distinguir todos os acessos com pelo menos duas diferenças (alelos discriminatorios). A reprodutibilidade do sistema foi testada em um grande numero de amostras obtidas de diversos tecidos, origens geograficas distintas e plantulas de dois metodos de propagacao por cultura de tecido (meristema e calo), mostrando-se confiavel. O sistema de identificação genética preenche todos os requisitos para distinguibilidade, homogeneidade e estabilidade (teste DHE). O sistema pode tambem ter muitas aplicações uteis em programas de melhoramento de cana-de-acucar, tais como controle da identidade de acessos que compoem um banco de germoplasma, determinação de paternidade e rastreabilidade de clones em fase de seleção. Ver menos

Abstract: Sugarcane breeders have been for long trying to develop a reliable molecular marker- based fingerprinting system that could aid their breeding programs. In addition, the International Union for the Protection of New Varieties of Plants (UPOV) has also been looking for such a system that, once it meets the standard of a DUS (Distinctness, Uniformity and Stability) test could be used to support or replace conventional morphological characterization used routinely to guarantee breeders property rights. A process of discovery and validation of microsatellites markers using EST database as the sole source for DNA sequences was established in this work and a microsatellite-based fingerprinting system for sugarcane was developed to support breeding of sugarcane varieties and property rights issues. An Expressed Sequence Tag (EST) database with 352,122 sequences was screened for microsatellite motifs and 150 loci with the highest polymorphism observed in silico were selected and validated in two fragment resolution systems, Polyacrylamide Gel Electrophoresis (PAGE) and automated DNA sequencer. A set of 10 loci was selected according to the Polymorphism Information Content (PIC) values and visual quality of chromatographic profiles. The capacity of the system to discriminate individuals was evaluated in 1,205 accessions of sugarcane and related species. A combination of three loci was sufficient to distinguish all accessions with the standard limit of at least two differences (discriminatory alleles). The reproducibility of the system was tested in large numbers of samples obtained from different tissues, distinct geographical origins, and plantlets from two tissue culture propagation methods (meristem and callus) and proved to be reliable. This fingerprinting system fulfills plant protection requirements for distinctness, uniformity, and stability (DUS test). The system may also have many useful applications in a sugarcane breeding program such as identification of mislabeled accessions in a germplasm bank, paternity determination and tracking of breeding populations. Ver menos