Orientadores: Luciana Lasry Benchimol Reis, Matthew Ward Blair

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia

Resumo: O feijão comum (Phaseolus vulgaris L.) é uma cultura importante economicamente tanto para o consumo nacional como para a exportação. A seca é um dos principais estresses abióticos em todo o mundo e afeta cerca de 60% da área de cultivo de feijão. O avanço nas tecnologias de marcadores...

Resumo: O feijão comum (Phaseolus vulgaris L.) é uma cultura importante economicamente tanto para o consumo nacional como para a exportação. A seca é um dos principais estresses abióticos em todo o mundo e afeta cerca de 60% da área de cultivo de feijão. O avanço nas tecnologias de marcadores moleculares oferecem poderosos métodos para examinar as relações entre as características, gerando um grande volume de informações potencialmente úteis para assessorar os programas de melhoramento. O presente projeto teve como objetivo o desenvolvimento da Plataforma DArT para feijão comum junto à empresa DArT Pty Ltd, e o mapeamento destes marcadores juntamente com microssatélites e SNPs na população AND 277 x SEA 5 proveniente do CIAT (Colômbia), a fim de localizar os QTLs associados à tolerância à seca. O genitor SEA 5 é uma linhagem avançada do BAT 477, é tolerante à seca e de origem Mesoamericano e o genitor AND 277 é um genótipo resistente à mancha angular e antracnose e de origem Andina. Um total de 4.468 marcadores DArTs, 288 marcadores SNPs e 180 marcadores microssatélites polimórficos foram identificados na população e utilizados na genotipagem para construir um mapa genético saturado. A fenotipagem das 105 linhagens endogâmicas recombinantes (RILs) na geração F8 mais os dois genitores foi realizada avaliando 18 características associadas à tolerância a seca utilizando um delineamento inteiramente casualizado com quatro repetições, aplicando um estresse terminal na fase vegetativa V3/V4. Dois mapas foram construídos, um integrando 80 SSR e 251 SNPs e outro com cinco SSR, 91 SNPs e 4.468 DArTs. A identificação dos QTLs foi realizada através da análise de mapeamento por intervalo composto (CIM) para o mapa SSR - SNPs e mapeamento de precisão (SML) para o mapa SSR-SNPs-DArT. Um total de 12 QTLs foram identificados para o tratamento não irrigado e 29 QTLs para o tratamento irrigado pela análise CIM. Para as análises SML, 23 QTLs foram identificados para o tratamento não irrigado e 11 QTLs para o irrigado. QTLs de maior efeito foram encontrados para clorofila, biomassa fresca do caule e da folha, Massa seco da folia, temperatura da folha, número de vagens, número de sementes, massa de sementes, dias para florescimento, massa seca das vagens e produtividade nos dois tratamentos. Todos os QTLs detectados sob condições de seca apresentaram o alelo do genitor SEA 5. Este estudo é importante para o melhoramento genético não só para entender melhor a herança genética de uma característica tão complexa como a tolerância à seca, bem como para encontrar ferramentas moleculares a serem utilizados para a seleção assistida por marcadores

Abstract: Common bean (Phaseolus vulgaris L.) is the most important food legume for consumption and for exportation. Drought is one of the main abiotic stresses in the world and affects about 60% of bean growing area across the world. The advance in technologies of molecular markers provide a...

Abstract: Common bean (Phaseolus vulgaris L.) is the most important food legume for consumption and for exportation. Drought is one of the main abiotic stresses in the world and affects about 60% of bean growing area across the world. The advance in technologies of molecular markers provide a powerful method to examine the relationships between traits, generating large amount of potentially useful information to assist the breeding programs. The objective of this project was the development of DArT platform for common beans with DArT Pty Ltd and the mapping of these markers with microsatellites and SNPs in the population AND 277 x SEA 5 from CIAT (Colombia), in order to locate the QTLs associated with drought tolerance. The SEA 5 parent is a drought tolerant advanced line (Mesoamerican) and the AND 277 is resistant to the angular leaf spot and antracnose (Andean). A total of 4.468 DArT markers, 288 SNP and 180 SSR polymorphic markers were identified in the population and used in genotyping to constructed a saturated genetic map. Phenotyping of 105 recombinant inbred lines (RILs) in F8 generation plus the genitors were performed evaluating 18 traits associated with drought tolerance using a completely randomized design with four replicates, applying terminal stress at vegetative phase V3/V4. Two maps were constructed, one integrating 80 SSR and 251 SNPs and another with five SSR, 91 SNPs and 4,468 DArTs. The identification of QTL analysis was performed by composite interval mapping (CIM) for the SSR - SNPs map and the precision mapping (SML) to map DArT-SSR-SNPs. A total of 12 QTLs were identified for the non-irrigated treatment and 29 QTLs for the irrigated treatment by CIM analysis. For SML analysis, 23 QTLs were identified for the non-irrigated and 11 QTLs for irrigated treatment. QTLs of major effect was found for chlorophyll, fresh biomass of stem and leaf dry weight, leaf temperature, number of pods, number of seeds, seed weight, days to flowering, dry weight of pods and yield in both treatments. All QTLs detected under dry conditions showed the allele of parent SEA 5. This study is important for genetic improvement not only to better understand the genetic inheritance of a trait as complex as drought tolerance, as well as to find molecular tools to be used for marker assisted selection