Genetic diversity and phylogenetic relationships in cowpea revealed by chloroplast DNA analysis

• Autor(a) principal: Monteiro, Eliana Maria Ribeiro
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10348/8823
• topic: Vigna unguiculata L. Walp; landraces; caraterísticas morfológicas e agronómicas; marcadores moleculares; cpSSRs

O feijão-frade (Vigna unguiculata L. Walp) pertence à família Fabaceae e é originário de África. É uma leguminosa de grão de grande valor nutritivo, capaz de tolerar diferentes stresses, tais como secura, temperaturas elevadas e stresses do solo, tais como, a baixa fertilidade, solos ácidos, básicos e pouco drenados. O estudo da diversidade genética é uma área de pesquisa importante porque só uma avaliação tão completa quanto possível desta variabilidade permite a utilização do germoplasma no melhoramento de plantas. A diversidade genética pode ser avaliada através de carateres morfológicos e de marcadores moleculares. Existe um crescente interesse no uso do ADN cloroplastidial em estudos de populações, uma vez que a conservação dos genes neste genoma permite desenhar primers universais, o que facilita estudos filogenéticos de populações de indivíduos relativamente afastados. Neste trabalho, uma colecção de landraces de feijão-frade do Sul da Europa foi caraterizada por parâmetros morfológicos e agronómicos. A diversidade e relações genéticas existentes nestas landraces comparativamente com acessos de outras partes do mundo, e com outras espécies de Vigna foram estudadas também através de marcadores microssatélites cloroplastidiais (cpSSRs). Ao nível das caraterísticas qualitativas avaliadas nas landraces do Sul da Europa, os hábitos de crescimento ereto e semi-ereto foram os mais frequentes (44% e 42%, respetivamente); a folha terminal de forma sub-sagitada foi o tipo preponderante (44%); as duas cores de flor observadas foram branca (72%) e roxa (28%); e as sementes tinham, maioritariamente, cor creme (94%) com hilo preto (58%) e forma de rim (69%). Relativamente às caraterísticas quantitativas verificou-se ser o peso total das sementes a caraterística com maior coeficiente de variação (62,54 %) e o tamanho da vagem a caraterística com menor coeficiente de variação (15,29 %). O peso de 100 sementes apresentou um elevado valor de heritabilidade (h2 = 0,98). A análise de agrupamentos, efetuada através do método Ward com base em 10 caraterísticas morfo-agronómicas, repartiu as landraces desta coleção por três grupos distintos, não se tendo observado nenhuma relação entre as landraces em cada um dos grupos e a sua origem geográfica. A análise em componentes principais (PCA) mostrou que os primeiros três componentes principais explicam 82,1 % da variação total. Um conjunto de 10 pares de primers foi utilizado para analisar a diversidade genética de 108 acessos de Vigna unguiculata compreendendo as subespécies alba, pubescens, tenuis e unguiculata (var. spontanea e var. unguiculata, cultigrupo unguiculata e cultigrupo sesquipedalis) e ainda 5 acessos de outras espécies de Vigna (V. racemosa, V. radiata e V. mungo), incluindo maioritariamente acessos cultivados mas também silvestres. Oito dos 10 loci (ccmp3, ccmp7, VgcpSSR1, VgcpSSR10, VgcpSSR12, VgcpSSR14, ccSSR4, cSSR7) revelaram-se polimórficos ao nível das várias espécies estudadas. O conjunto dos 34 diferentes alelos detetados combinaram-se em 10 haplótipos diferentes, oito dos quais únicos. O haplótipo mais frequente (90.3%), putativamente ancestral, incluiu acessos cultivados de V. unguiculata ssp. unguiculata cultigrupo unguiculata e V. unguiculata ssp. unguiculata cultigrupo sesquipedalis, e acessos silvestres de V. unguiculata ssp. unguiculata var. spontanea e V. unguiculata ssp. tenuis. O presente estudo permitiu mostrar a grande diversidade ainda existente no feijãofrade em Portugal e outros países do Sul da Europa, apesar do baixo polimorfismo detetado no seu genoma cloroplastidial. Verificou-se ainda a existência de haplótipos partilhados por material cultivado e silvestre. A grande variabilidade detetada na coleção de feijão-frade agora estudada e a partilha de haplótipos revela-se de grande importância para programas de melhoramento desta espécie