Caracterização de novos genes candidatos associados com tolerância ao alumínio em milho e validação de um QTL de efeito maior para tolerância ao alumínio no aumento de produtividade de grãos

• Autor(a) principal: Renato Coelho de Castro Vasconcellos
• Data de Publicação: 2012
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/65754
• topic: Al tóxico; Crescimento radicular; Solos ácidos; Tolerância ao Al; QTL; Genética; Substâncias Tóxicas; Acidez do Solo; Alumínio

O Al tóxico é um dos principais fatores que limita o crescimento radicular em solos ácidos, acarretando sérias limitações na produção agrícola, principalmente nas regiões tropicais e subtropicais. O desenvolvimento de genótipos tolerantes ao Al é uma alternativa sustentável para superar as limitações causadas pela toxidez ao Al. A tolerância ao Al em milho é uma característica complexa, envolvendo vários genes e mecanismos, que não foram completamente elucidados até o momento. O presente trabalho foi dividido em dois objetivos: a) caracterização de novos genes candidatos associados com tolerância ao Al em milho e, b) validação de um QTL de efeito maior para tolerância ao Al na produção de grãos em milho. No primeiro capítulo, foi realizada uma busca por genes preditos no genoma do milho, utilizando genes previamente envolvidos com a tolerância ao Al em outras espécies. Foram identificados genes candidatos com altos níveis de similaridade com as proteínas codificadas pelos genes STOP1, SbMATE e Nrat1. No entanto, esses genes candidatos não foram co-localizados nos intervalos de confiança dos QTLs de tolerância ao Al, previamente identificados. Em função do alto nível de similaridade de sequência entre o Nrat1 de arroz e o ZmNrat1 de milho, procedeu-se uma análise do padrão de expressão desse gene. ZmNrat1 apresentou expressão tecido-específica em raiz, além de uma superexpressão diferencial entre 1 e 72 horas após o tratamento com alumínio nas duas regiões da raiz seminal. Tal padrão de expressão foi altamente compatível com a expressão do Nrat1, sugerindo uma possível relação de ortologia entre os genes, No entanto, não foi possível concluir sobre o envolvimento do ZmNrat1 na tolerância ao Al em milho. No segundo trabalho, a introgressão do QTL de tolerância ao Al (qALT6) conferiu um aumento significativo na produção de grãos em linhagens semi-isogênicas de milho em solo contendo 20% e 40% de saturação de Al. Adicionalmente, houve um efeito positivo do qALT6 em grande parte das combinações híbridas com linhagens elites do programa de melhoramento da Embrapa, quanto à produção de grãos principalmente em solo com alta saturação de Al (40%). Apesar do experimento de campo ter sido realizado em apenas um local e em um ano agrícola, esses resultados preliminares sugerem que a introgressão do qALT6 por meio do melhoramento assistido pode resultar em um ganho significativo na estabilidade de produção em solos ácidos.