Mapeamento genético do caráter nuda em aveia hexaploide

Abstract

A aveia nuda (Avena sativa subsp. nudisativa) é caracterizada por produzir espiguetas multiflora e grãos sem casca. O caráter nuda em aveia apresenta expressividade incompleta, apresentando grãos com casca junto com grãos sem casca, este fator a torna menos competitiva no mercado em comparação à aveia com casca (Avena sativa L.). O objetivo deste trabalho foi estimar o número de genes que governam o caráter multiflora/nuda, desenvolver mapas genéticos de ligação a partir de marcadores SNP e identificar marcadores moleculares ligados a este caráter em duas populações de aveia. As populações de progênies utilizadas, F2:5 e F2:6 são oriundas dos cruzamentos: UFRGS 01B7114-1-3 (espigueta normal e grãos com casca) x UFRGS 006013-1 (espigueta multiflora e grãos sem casca) e URS Taura (espigueta normal e grãos com casca) x UFRGS 017004-2 (espigueta multiflora e grãos sem casca). Os genótipos parentais com a característica multiflora/nuda foram avaliados nas estações de crescimento de 2012 e 2013. As linhagens das progênies F2:5 e F2:6 foram avaliadas visualmente quanto ao tipo de panícula e classificadas em: (i) panícula normal (grãos com casca), (ii) panícula multiflora (grãos sem casca) e, (iii) segregante, quando ambos os fenótipos foram observados entre plantas de uma mesma linhagem. Através da plataforma de genotipagem "GoldenGate Genotyping Assay", foram identificados marcadores SNP nos dois cruzamentos. De acordo com a avaliação fenotípica da característica multiflora/nuda nos genótipos parentais, observou-se que houve variação na expressão desta característica entre os genótipos parentais e entre os anos avalidos. Com a análise genética nas duas populações foi observado que na população UFRGS 01B7114-1-3 x UFRGS 006013-1, um gene governa o caráter multiflora/nuda e na população URS Taura x UFRGS 017004-2, dois genes atuam sobre a característica. Os dados fenotípicos obtidos em cada população foram acrescentados ao conjunto de marcadores moleculares, polimórficos entre os genótipos parentais e com padrão de segregação esperado de acordo com as proporções de Mendel, para o desenvolvimento dos mapas genéticos de ligação. Na população UFRGS 01B7114-1-3 x UFRGS 006013-1, os marcadores fenotípicos foram mapeados no grupo de ligação 32 e na população URS Taura x UFRGS 017004-2, no grupo de ligação 15 juntamente com outros 8 marcadores moleculares. Este resultado é pioneiro em aveia nuda e, embora iniciais, representam avanço significativo no entendimento dos fatores genéticos e moleculares que envolvem a característica multiflora/nuda em aveia hexaplóide.

The naked oat (Avena sativa subsp. Nudisativa) is characterized by producing multiflora spikelets and naked kernels. The naked oat trait has incomplete expressivity, showing naked kernels with covered grain, this factor makes it less competitive in the market compared to Avena sativa L.. The aim of this study was to estimate the number of genes that govern the multiflorous/naked character, developing genetic linkage maps from SNP markers and identify molecular markers linked to this trait in two oat populations. The F2:5 and F2:6 populations used are derived from the crosses: UFRGS 01B7114-1-3 (normal spikelet and covered grain) x UFRGS 006013-1 (multiflorous spikelet and naked grain) and URS Taura (normal spikelet and covered grain) x UFRGS 017004-2 (multiflorous spikelet and naked grain). Parental genotypes with characteristic multiflorous/naked were evaluated during the growing seasons of 2012 and 2013. The F2:5 and F2:6 progenies were visually evaluated about the type of panicle and classified as: (i) Normal panicles (covered grain), (ii) panicle multiflorous (naked grain), and (iii) segregating, when both phenotypes were observed between plants of the same progenies. Through genotyping "GoldenGate Genotyping Assay" platform, SNP markers were identified in the two crosses. According to the phenotypic evaluation of multiflorous/naked trait in the parental genotypes, it was observed that there was a variation in the expression of this trait from parental genotypes and the different years. With genetic analysis in both populations was observed in the UFRGS-01B7114 1-3 x UFRGS 006013-1 population that a gene governs the character multiflorous/naked and URS Taura x UFRGS 017004-2 population two genes governs this trait. The phenotypic data obtained for each population were added to a set of molecular markers polymorphic between the parents and with segregation pattern expected according to Mendel's ratios for the development of genetic linkage maps. In the UFRGS 01B7114 1-3 x UFRGS 006013-1 population, the phenotypic markers were mapped on linkage group 32 and the URS Taura x UFRGS 017004-2 population, in linkage group 15 together with 8 molecular markers. This result is a pioneer in naked oats and although early, represent significant advances in understanding the genetic and molecular factors related to characteristic multiflorous/naked in hexaploid oats.