Elephantgrass breeding focused on persistence and discover candidate genes

• Autor(a) principal: Rocha, João Romero do Amaral Santos de Carvalho
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: eng
• Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Texto Completo: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/25208
• topic: Cenchrus purpureus; Colheita; Genoma; Biocombustiveis; Alimentação dos animais; Melhoramento Vegetal

Devido a questões ambientais, o mundo tem se preocupado em desenvolver planos de mitigação de riscos. No contexto de energias alternativas, a biomassa é estudada a partir de várias espécies candidatas (cultivos energéticos dedicados). O capim-elefante tem sido uma opção notável como cultura para múltiplos usos, isto é, produtos de base biológica, co-produtos e biocombustíveis, além de ser utilizado na alimentação animal. Isto se deve principalmente a alta eficiência fotossintética, alta produção de biomassa, longevidade, rápido crescimento, ampla adaptação, propriedades químicas desejáveis e persistência. Não obstante, esforços de melhoramento são necessários para contribuir com a diversificação da matriz energética brasileira e para a produção animal. Para um melhor entendimento, no contexto bioenergético, existem empresas privadas que se instalaram no Brasil para utilizar a biomassa do capim-elefante para gerar eletricidade (por combustão da biomassa) com capacidade instalada suficiente para suprir a demanda de energética de uma cidade com 200 mil habitantes. Enquanto no contexto da alimentação animal, tem sido relatado que a digestibilidade da biomassa pode impactar no desempenho animal, uma vez que um pequeno aumento na digestibilidade da matéria seca (1%) pode aumentar os ganhos de peso diários para bovinos de corte em 3,2%. O primeiro capítulo (Compreensões genéticas da persistência do capim-elefante para fins de bioenergéticos) teve como foco a avaliação da persistência de 100 clones de capim- elefante para fins bioenergéticos, medidos em seis safras, no Brasil. Para avaliar a persistência dos clones, foi proposto um índice baseado em modelos de regressão aleatória e na distância genótipo-ideótipo. Os resultados sugeriram a existência de ampla variabilidade genética entre os clones de capim-elefante, e que as trajetórias de produtividade ao longo das colheitas geram compreensões genéticas sobre a persistência dos clones de capim-elefante e sobre a interação GxE. Um pool genético que atua sobre a produção de biomassa (independentemente da colheita) foi detectado, assim como outro pool gênico, que mostrou expressão diferencial de genes (estes genes são os principais responsáveis pela persistência dos clones). Vale ressaltar que a metodologia utilizada (modelos de regressão aleatória) é adequada para se alcançar o objetivo do trabalho, bem como pode ser aplicada com vantagens no estudo da adaptabilidade e estabilidade de qualquer cultura, quando comparados com as metodologias até agora utilizadas. O segundo capítulo (Descobrindo genes candidatos relacionados à digestibilidade da biomassa em capim-elefante) traz informações sobre o primeiro estudo de associação marcador-característica relatado para o capim-elefante. Foram comparados os modelos single-step genome-based best linear unbiased prediction (ssGBLUP - incluindo o ralacionamento genômico) e o modelo de repetibilidade simples adicionado da interação genótipos por cortes. Verificou-se que a informação genômica possibilitou acréscimos na acurácia das características de qualidade da biomassa no capim-elefante, mesmo com um pequeno número de marcadores. Foram encontrados dois marcadores SSR (single sequence repeats) associados à digestibilidade da biomassa e vários genes candidatos que possuem funções envolvidas na biossíntese de moléculas da parede celular. Esses marcadores são relevantes e seu uso pode ser crucial para acelerar o melhoramento genético do capim-elefante. Nesse sentido, identificar genes candidatos que podem ser utilizados por meio da seleção assistida por marcadores podem ajudar a desenvolver procedimentos de seleção que otimizem o melhoramento do capim-elefante para diferentes usos.