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APLICAAPLICAÇÇÃO DE MARCADORES ÃO DE MARCADORES MOLECULARES NA HIBRIDAMOLECULARES NA HIBRIDAÇÇÃO DE ÃO DE
EUCALIPTOEUCALIPTO
IV WORKSHOP EM MELHORAMENTO FLORESTALIV WORKSHOP EM MELHORAMENTO FLORESTAL
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• HIBRIDAÇÃO
• A hibridação interespecífica tem se constituído a forma mais rápida e eficiente de obtenção de ganhos genéticos no melhoramento de espécies de Eucalyptus
• Principal ferramenta que visa a obtenção de genótipos superiores.
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• HIBRIDAÇÃO
• Associado à clonagem, constitui a estratégia ideal no contexto de formação de florestas altamente produtivas para finalidades industriais
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• HIBRIDAÇÃO
• O grande número de espécies de compatíveis em Eucalyptus permite inúmeras combinações
• Grande diferenciação entre as espécies
• Fator importante para produção de combinações complementares
• Ganhos simultâneos em produtividade e qualidade
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• Combinações desejáveis
• Qualidade de madeira
• E. globulus x E. urophylla
• E. dunnii x E. urophylla
• E. smithii x E. urophylla
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• Combinações desejáveis
• Carvão
• E. camaldulensis x E. urophylla
• E. terenticornis x E. urophylla
• E. brassiana x E. urophylla
• E. grandis x E. urophylla
• E. grandis x E. pellita
cdc1
cdc2
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Slide 6
cdc1 E. saligna e urophylla apresentam densidade de madeira intermediária
E. grandis apresenta baixa densidade de madeira
Todas os acima apresentam boas propriedades mecânicas para o carvãocdc; 26/9/2008
cdc2
Os últimos cruzamentos apresentados têm grandes potenciaiscdc; 26/9/2008
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ABORDAGEM BIOMÉTRICA
• Vigor híbrido
• Espécies com alta ; e considerável
• Indivíduos candidatos à clonagem
2aσ 2
dσ
• Experimentos Dialelos
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• Tem por finalidade analisar o delineamento genético definido e prover estimativas de parâmetros genéticos úteis na seleção de progenitores para hibridação
• Visa o entendimento da natureza e magnitude dos efeitos genéticos envolvidos na determinação dos caracteres.
DIALELOS
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• É dada ênfase ao comportamento per se, àcapacidade combinatória e à divergência genética entre os progenitores;
DIALELOS
• Efeitos de CEC constituem medidas dos efeitos gênicos não aditivos
• Estimado como desvio de comportamento em relação ao que seria esperado com base na capacidade geral de combinação
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DIALELOS
Espécies não relacionadas resultam em progênies com maior vigor híbrido
Maior divergência Maior Vigor híbrido
• Fornecem informações sobre os fenômenos genéticos, como heterose, controle genético dos caracteres e limites teóricos de seleção.
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GENÉTICA CLÁSSICAGENÉTICA CLÁSSICA
GENÉTICA MOLECULARGENÉTICA
MOLECULAR
ESTATÍSTICAESTATÍSTICA
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Será a diversidade genética molecular uma boa informação para direcionar cruzamentos?
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• Condições que influenciam negativamente a escolha a priori de genitores:
• Falta de ligação do locos marcadores com os genes das características
• Diferença nas contribuições dos locos para com a característica
• A divergência genética e a heterose nem sempre são relacionadas linearmente
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• Introdução
• Nem sempre a correlação entre a divergência genética e performance híbrida tem sido consistente
• Graus de correlação baixo e médio tem sido frequentemente encontrado
• Resultados não tem sido úteis na predição da performance híbrida
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• Materiais e métodos
• 18 linhagens de milho
• Marcadores SSR e AFLP
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• Resultados
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• Foram estimadas as correlações simples entre a produtividade de grãos, a heterose, e a capacidade específica de combinação com a distância genética obtida com marcadores AFLP e SSR
• Utilizada a estatística de Mantel para verificar a associação entre as matrizes com diferentes tipos de distâncias
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Estudo de caso - CENIBRA
Relação entre diversidade molecular e a heterose entre os híbridos interespecíficos
• Tese de Mestrado intitulada Método de melhoramento, assistido por marcadores moleculares, visando a obtenção de híbridos de Eucalyptus spp.
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Estudo de caso - CENIBRA
Dialelo parcial – Analisado segundo modelo adaptado de Griffing (1956)
• Grupo I – E. grandis (3 genótipos)
• Grupo II – E. urophylla (5 genótipos)
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Estudo de caso - CENIBRA
Diversidade Molecular
CEC - DAP
GI / GII 1 5 6 10 12
22 0.92 0.96 0.92 0.96 0.92
35 0.83 0.88 0.92 0.92 0.96
36 0.92 0.92 0.92 0.96 0.98
GI / GII 1 5 6 10 12
22 -7.79 0.94 3.8 -0.30 3.26
35 1.17 -3.36 1.76 -1.68 2.11
36 6.63 2.42 -5.65 1.98 -5.37
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Estudo de caso - CENIBRA
Baixa correlação entre a matriz de divergência e de CEC.
Razão: não associação entre as marcas e a informação do efeito de dominância entre os locos das características
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PROBLEMA
As técnicas utilizadas pela abordagem quantitativa e molecular são discordantes.
• Fenotipicamente, a ausência de diferença éconsiderada como uma similaridade;
• O mesmo não ocorre por meio da análise molecular
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Medidas de dissimilaridade
Distância Euclidiana:
∑ −= 2'' )( jiijii XXd
)( j
ijji XS
Xx =
Distância Euclidiana média padronizada:
∑ −= 2'' )(1jiijii xx
nd
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Medidas de dissimilaridade
Distância de Mahalanobis:
1'11 ii XXd −=
],...,,[' 21 nddd=δ δψδ 12' ' −=iiD
∑ −= 2'
2' )( jiijii YYD
2'22 ii XXd −=
niinn XXd '−=...
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Índice de similaridade para marcadores dominantes:
cbaaJaccard++
=
cbaaDice++
=2
2
cbdadaSokal
++++
=)(2
)(2
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Exemplo teórico:
AA 10 10
aa 0 10
BB 10 10
bb 0 5
CC 10 5
cc 0 1
1 AABBCC 30 35
1 AABBcc 10 31
3 AAbbCC 10 30
4 AAbbcc 10 16
5 aaBBCC 10 15
6 aaBBcc 10 11
7 aabbCC 10 10
8 aabbcc 0 16
1 1 11 1 01 0 11 0 00 1 10 1 00 0 10 0 0
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Exemplo teórico:
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Exemplo teórico:AA BB CC DD EE
AA BB CC DD ee
AA BB CC dd EE
AA BB cc DD EE
AA bb CC DD EE
aa BB CC DD EE
AA BB CC dd ee
AA BB cc DD ee
AA bb CC DD ee
aa BB CC DD ee
AA BB cc dd EE
AA bb CC dd EE
aa BB CC dd EE
AA bb cc DD EE
aa BB cc DD EE
aa bb CC DD EE
AA BB cc dd ee
AA bb CC dd ee
AA bb cc DD ee
AA bb cc dd EE
aa BB CC dd ee
aa BB cc DD ee
aa BB cc dd EE
aa bb CC DD ee
aa bb CC dd EE
aa bb cc DD EE
AA bb cc dd ee
aa BB cc dd ee
aa bb CC dd ee
aa bb cc DD ee
aa bb cc dd EE
aa bb cc dd ee
AA 10 30
aa 0 15
BB 10 10
bb 0 10
CC 10 15
cc 0 7.5
DD 10 10
dd 0 5
EE 10 5
ee 0 1
1 1 1 1 1
1 1 1 1 0
1 1 1 0 1
1 1 0 1 1
1 0 1 1 1
0 1 1 1 1
1 1 1 0 0
1 1 0 1 0
1 0 1 1 0
0 1 1 1 0
1 1 0 0 1
1 0 1 0 1
0 1 1 0 1
1 0 0 1 1
0 1 0 1 1
0 0 1 1 1
1 1 0 0 0
1 0 1 0 0
1 0 0 1 0
1 0 0 0 1
0 1 1 0 0
0 1 0 1 0
0 1 0 0 1
0 0 1 1 0
0 0 1 0 1
0 0 0 1 1
1 0 0 0 0
0 1 0 0 0
0 0 1 0 0
0 0 0 1 0
0 0 0 0 1
0 0 0 0 0
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Exemplo teórico:
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Exemplo teórico:
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Exemplo teórico:
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As matrizes de dissimilaridade por meio das duas abordagens não são coincidentes:
• Obtenção do Coeficiente de correlação entre as matrizes de divergência;
• Verificação por meio do teste de Mantel;
• teste de permutação
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Condições para predição de heterose a partir de marcas moleculares:
• Ligação física entre as marcas avaliadas e regiões gênicas controladoras das características
• Existência de desequilíbrio de ligação gamética entre o alelo marcador e o loco controlador
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• Efeitos significativos de dominância para as características de interesse
• Herdabilidade elevada para a característica
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FOCOS DE ESTUDO:
• Maior entendimento da cultura
• Maior conhecimento metodológico
• Investimento em pesquisa científica
• Construção de mapas de melhor qualidade
• Estudos genômicos (identificação de QTL)
• Desenvolvimento de marcadores
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Utilização de Marcadores que permitam acessar a informação em nível gênico
Estudos de detecção de QTL’s
• Característica da madeira (NOVAES, 2006)
• Propriedades de fibra (THAMARUS et al., 2004)
• Tolerância a frio (BYRNE et al, 1997)
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COMO OS MARCADORES MOLECULARES PODEM AUXILIAR NA HIBRIDAÇÃO DE EUCALIPTO?
• Utilização da informação molecular de forma indireta.
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• Maior similaridade genética constitui indício de parentesco entre as unidades avaliadas
• Depressão por endogamia
• Conferência da genealogia histórica entre um conjunto de genitores, validando ou corrigindo falhas existentes no processo de seleção
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• Marcadores codominantes são ideais para correta confirmação de genitores
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• Alto conteúdo de informação polimórfica (PIC)
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• Busca ou discriminação de genitores com alta CEC, por exemplo, dentro uma população derivada de um pomar de sementes
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FOCOS
• Maior entendimento da cultura
• Maior conhecimento metodológico
• Investimento em pesquisa científica
• Construção de mapas de melhor qualidade
• Estudos genômicos (identificação de QTL)
• Desenvolvimento de marcadores
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OBRIGADO!
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