Parâmetros genéticos e diversidade genética em matrizes e progênies de meio irmãos de Caryocar brasiliense (pequizeiros) produtores de frutos sem e com espinhos no endocarpo por marcadores fenotípicos e moleculares

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Gomes, Bruno Henrique
Data de Publicação: 2024
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFU
Texto Completo: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/43209
http://doi.org/10.14393/ufu.te.2024.5505
Resumo: A pesquisadora Dra. Ana Paula Oliveira Nogueira agradece, especialmente, a Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG) pelo concessão do projeto de pesquisa número APQ-01932-17
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spelling Parâmetros genéticos e diversidade genética em matrizes e progênies de meio irmãos de Caryocar brasiliense (pequizeiros) produtores de frutos sem e com espinhos no endocarpo por marcadores fenotípicos e molecularesGenetic parameters and genetic diversity in matrices and progenies of half-siblings of Caryocar brasiliense (pequi trees) producing fruits with and without thorns in at endocarp by phenotypic and molecular markersBibliometriaBase de dadosCaryocaraceaeDiversidade genéticaParâmetros genéticosBLUPAnálise multivariadaProgêniesMolecularMelhoramento vegetal de espécies perenesCeradopequiCNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICA::GENETICA QUANTITATIVACNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICA::GENETICA VEGETALCNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::RECURSOS FLORESTAIS E ENGENHARIA FLORESTAL::SILVICULTURA::GENETICA E MELHORAMENTO FLORESTALBioquímicaPequizeiroPlantas dos cerradosEspécies ameaçadas (ICMBio)ODS::ODS 2. Fome zero e agricultura sustentável - Acabar com a fome, alcançar a segurança alimentar e melhoria da nutrição e promover a agricultura sustentável.ODS::ODS 8. Trabalho decente e crescimento econômico - Promover o crescimento econômico sustentado, inclusivo e sustentável, emprego pleno e produtivo, e trabalho decente para todos.ODS::ODS 15. Vida terrestre - Proteger, recuperar e promover o uso sustentável dos ecossistemas terrestres, gerir de forma sustentável as florestas, combater a desertificação, deter e reverter a degradação da Terra e deter a perda da biodiversidade.A pesquisadora Dra. Ana Paula Oliveira Nogueira agradece, especialmente, a Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG) pelo concessão do projeto de pesquisa número APQ-01932-17There are five chapters in this thesis.The pequi tree (Caryocar brasiliense) is a fruit-bearing species native to the Cerrado with several applications. The first chapter conducted a bibliometric review, enabling the identification of gaps in the species' scientific development. These gaps primarily pertain to genetic enhancement and the identification of genetic diversity using molecular markers. We should highlight and encourage further research on these gaps, as they can significantly contribute to conservation and improvement programs for the species. Genetic improvement can contribute to the development of varieties with desirable characteristics, such as greater productivity, resistance to diseases, and better fruit quality. Furthermore, characterization of genetic diversity using molecular markers can facilitate germplasm identification and genotype selection for breeding programs. Continued research in these areas, together with collaboration between scientists, farmers, and policymakers, is essential to promote the conservation, sustainable use, and economic development of pequi as an important natural resource in the Brazilian socioeconomic and environmental context. Chapter 2 explored genetic variability based on traits measured in fruits and pyrenes. We observed clusters and variability among C. brasiliense genotypes, indicating potential genotypes for genetic improvement and conservation programs. We can use clustering patterns to identify groups of individuals with similar genetic traits, which has significant practical implications. The results obtained by different analysis methods, such as Tocher, UPGMA, and principal components, were consistent in identifying genetic diversity among genotypes. By grouping pequi genotypes based on their phenotypic variability, it was possible to select parents that presented desirable traits for fruit production and quality. We can use the high correlation between some traits identified in the study to reduce the number of traits to measure, thereby making the selection process more efficient and focused on the most relevant traits. In Chapter 3, the mixed-model approach using the REML/BLUP method was shown to be a useful way to figure out genetic parameters and variance components in groups of maternal half-sibling pequi trees. This made it possible to predict genetic values and improve the accuracy of selection. The observation of variation among the best progenies over a 24-month period underscores the ongoing significance of estimating genetic parameters in these and future families. In Chapter 4, we evaluated the genetic and phenotypic divergence, as well as the correlations between traits, for selection purposes among families of maternal half-sibs in the juvenile stage. Our multivariate methods generated clusters that allowed us to group the families into distinct groups, thereby demonstrating the genetic diversity present in the studied population. The results obtained can support species genetic improvement programs, allowing genotypes with desirable characteristics to be selected for commercial cultivation. Furthermore, the correlations identified between phenotypic traits contribute to the optimization of selection processes, aiming to develop more productive varieties adapted to cultivation conditions. In Chapter 5, ISSR and SSR molecular markers were used to accurately measure genetic diversity in families with a mother who had half-siblings. This showed how useful these tools are for finding families that are genetically different or similar. This information is essential for genetic improvement and conservation programs of pequi trees, enabling the selection of genotypes with desirable characteristics. The discovery of genetic and phenotypic divergence within families, especially during the juvenile stage, reveals the existence of broad genetic variability.FAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas GeraisTese (Doutorado)Esta obra está dividida em cinco capítulos: Capítulo 1: O progresso científico no estudo de Caryocar brasiliense (Caryocaraceae: Malpighiales): uma análise cienciométrica. Apresenta uma revisão do estado da arte das pesquisas como pequizeiro, bem como o resumo histórico de publicações e autorias no seu aspecto cienciométrico a fim de identificar lacunas no conhecimento onde pesquisas futuras podem ser inseridas. Capítulo 2: Variabilidade genética entre matrizes de pequizeiros (Caryocar brasiliense Camb.) a partir de dados fenotípicos de frutos e pirênios com e sem espinhos no endocarpo. Dadas as diferenças físicas nos atributos mensuráveis dos frutos, aplicou-se técnicas de análises multivariadas aos dados para estimar a variabilidade genética entre plantas que produzem frutos com e sem espinhos no endocarpo. Capítulo 3: Estimativas de parâmetros genéticos em progênies de meio irmãos de Caryocar brasiliense (Camb.) oriundas de matrizes que produzem frutos com e sem espinhos no endocarpo. Um teste de progênie de meio irmãos pode ser uma ferramenta valiosa para avaliar a qualidade genética de uma população e identificar os melhores indivíduos para reprodução. Neste capítulo foi avaliado os parâmetros genéticos em progênies de pequizeiros aos 6 meses, 18 meses e 24 meses de idade por meio de modelos mistos. Capítulo 4: Variabilidade fenotípica e divergência genética em famílias de meio irmãos de pequizeiros (Caryocar brasiliense) oriundos de matrizes produtoras de frutos com e sem espinhos. A variabilidade genética pode ser estimada a partir de caracteres quantitativos quanto moleculares. Do ponto de vista quantitativo, os caracteres de crescimento são importantes para a avaliação precoce de plantas, reduzindo o tempo de seleção de indivíduos promissores, principalmente em relação ao melhoramento de plantas perenes. Neste capítulo foi avaliado a variabilidade genética entre e dentro de famílias de meio irmãos de C. brasiliense a partir de caracteres mensurados no estádio juvenil, cultivadas em casa de vegetação. Capítulo 5: Dissimilaridade genética e estrutura populacional em famílias de meio irmãos maternos de Caryocar brasiliense por marcadores microssatélites SSR e ISSR. A informação genética de qualquer indivíduo pode ser acessada ao nível do DNA. Avaliou-se a diversidade genética em famílias de meio irmãos maternos de pequizeiros com e sem espinhos utilizando marcadores moleculares microssatélites.Muitas espécies nativas possuem potencial econômico a ser explorado. Dentre elas tem-se o pequizeiro (Caryocar brasiliense Camb. subsp. brasiliense), pertencente à família Caryocaraceae. É uma espécie vegetal frutífera e oleaginosa, presente no cerrado brasileiro, ocorrendo em vários estados. O pequizeiro (Caryocar brasiliense) é uma espécie frutífera e nativa do Cerrado com diversas aplicações. No primeiro capítulo foi apresentado uma revisão bibliométrica, pela qual foi possível verificar a existência de lacunas no desenvolvimento científico da espécie a serem exploradas, principalmente relacionadas ao melhoramento genético e à caracterização da diversidade genética por meio do uso de marcadores moleculares. Essas lacunas merecem destaque e incentivo para novas pesquisas, pois podem fornecer contribuições importantes para programas de conservação e melhoramento da espécie. O melhoramento genético pode contribuir para o desenvolvimento de variedades com características desejáveis, como maior produtividade, resistência a doenças e melhor qualidade dos frutos. Além disso, a caracterização da diversidade genética utilizando marcadores moleculares pode facilitar a identificação de germoplasma e a seleção de genótipos para programas de melhoramento. A pesquisa contínua nessas áreas, juntamente com a colaboração entre cientistas, agricultores e formuladores de políticas públicas, é essencial para promover a conservação, o uso sustentável e o desenvolvimento econômico do pequi como recurso natural importante no contexto socioeconômico e ambiental brasileiro. No capítulo 2, foi explorada a variabilidade genética a partir de caracteres mensurados em frutos e pirênios. Verificou-se a existência de agrupamentos e variabilidade entre os genótipos de C. brasiliense, indicando potenciais genótipos para programas de melhoramento genético e conservação. Os padrões de agrupamento têm implicações práticas significativas, pois podem ser usados para identificar grupos de indivíduos com características genéticas semelhantes. Os resultados obtidos por diferentes métodos de análise como Tocher, UPGMA e componentes principais, foram consistentes na identificação da diversidade genética entre os genótipos. Ao agrupar os genótipos de pequizeiros com base em sua variabilidade fenotípica, foi possível selecionar genitores que apresentaram características desejáveis para a produção e qualidade dos frutos. A alta correlação entre alguns caracteres identificados no estudo pode ser aproveitada para reduzir o número de caracteres a serem mensurados, tornando o processo de seleção mais eficiente e orientado para as características mais relevantes. No capítulo 3, a abordagem por modelos mistos, utilizando a metodologia REML/BLUP, demonstrou ser uma ferramenta eficaz na estimativa dos componentes de variância e parâmetros genéticos em famílias de meio irmãos maternos de pequizeiros, possibilitando a predição dos valores genéticos e a maximização da acurácia seletiva. A observação da variação entre as melhores progênies ao longo de 24 meses ressalta a importância contínua da estimação dos parâmetros genéticos nestas famílias e em outras a serem desenvolvidas. No capítulo 4, a avaliação da divergência genética, fenotípica e as correlações entre os caracteres para fins de seleção entre as famílias de meio irmãos maternos em estádio juvenil demonstraram que os agrupamentos gerados pelos métodos multivariados permitiram o agrupamento das famílias em grupos distintos, evidenciando a diversidade genética presente na população estudada. Os resultados obtidos podem fornecer subsídios para programas de melhoramento genético da espécie, permitindo a seleção de genótipos com características desejáveis para cultivo comercial. Ademais, as correlações identificadas entre os caracteres fenotípicos contribuem para a otimização dos processos de seleção, visando o desenvolvimento de variedades mais produtivas e adaptadas às condições de cultivo. No capítulo 5, a utilização de marcadores moleculares ISSR e SSR, permitiu uma avaliação precisa da diversidade genética nas famílias de meio irmãos maternos, destacando a utilidade dessas ferramentas na identificação de famílias divergentes e similares. Essas informações são fundamentais para programas de melhoramento genético e conservação do pequizeiro, possibilitando a seleção de genótipos com características desejáveis. A constatação de divergência genética e fenotípica dentro das famílias, especialmente durante o estágio juvenil, revela a existência de uma ampla variabilidade genética. Ao entender melhor a estrutura genética das populações de pequizeiros, os programas de melhoramento podem ser direcionados de forma mais precisa, visando à seleção de genitores que possuam características desejáveis para a produção de frutos de alta qualidade, resistência a estresses ambientais e outras características agronomicamente importantes. A integração de dados genotípicos e fenotípicos pode fornecer uma compreensão mais acurada dos mecanismos genéticos relacionados com as características de interesse. Essas descobertas podem orientar estratégias de conservação, melhoramento genético e o desenvolvimento de variedades mais adaptadas e produtivas. Por meio dessa pesquisa fica evidenciado a importância da espécie tanto em termos de sua ecologia, usos populares e comerciais, quanto em relação à sua variabilidade genética, evidenciando oportunidades significativas para a conservação, manejo eficiente e melhoramento genético. Diante dos resultados observados é possível que esses estudos possam ser expandidos para incluir análises mais abrangentes da variabilidade genética em diferentes estágios de desenvolvimento da planta e em diferentes condições ambientais. Pode-se esperar que novas pesquisas sejam direcionadas para o melhoramento genético do pequizeiro, oferecendo oportunidades para o desenvolvimento de variedades mais produtivas, adaptadas, e que possam contribuir para a sustentabilidade e preservação da espécie.2026-01-31Universidade Federal de UberlândiaBrasilPrograma de Pós-graduação em Genética e BioquímicaSilva Dias, Polianna Alves6663773085460018Nogueira, Ana Paula Oliveirahttp://lattes.cnpq.br/0999266992389089Teixeira, Terezinha Aparecidahttp://lattes.cnpq.br/7904376013279747Arruda, Alcione da Silvahttp://lattes.cnpq.br/1624259149407787Londe, Luciana Nogueira Cardosohttp://lattes.cnpq.br/3610387073620383Bonetti, Ana Mariahttp://lattes.cnpq.br/9805158523357771Gomes, Bruno Henrique2024-08-30T17:07:02Z2024-08-30T17:07:02Z2024-01-31info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfapplication/pdfGOMES, Bruno Henrique. Parâmetros genéticos e diversidade genética em matrizes e progênies de meio irmãos de Caryocar brasiliense (pequizeiros) produtores de frutos sem e com espinhos no endocarpo por marcadores fenotípicos e moleculares. 2024. 171 f. Tese (Doutorando em Genética e Bioquímica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2024. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2024.5505https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/43209http://doi.org/10.14393/ufu.te.2024.5505porinfo:eu-repo/semantics/embargoedAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFU2024-08-31T06:25:14Zoai:repositorio.ufu.br:123456789/43209Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2024-08-31T06:25:14Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false
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