Análise da diversidade genética, fenotípica e mapeamento por associação em um painel de C. arabica, incluindo acessos do centro de origem

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dataload.collectionmapped01 - Doutorado - Genética e Biologia Molecularpt_BR
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dc.contributor.advisorPereira, Luiz Filipe Protasio [Orientador]pt_BR
dc.contributor.authorSilva, Bruna Silvestre Rodrigues dapt_BR
dc.contributor.bancaMarcelino-Guimarães, Francismar Corrêapt_BR
dc.contributor.bancaGonçalves, Leandro Simões Azeredopt_BR
dc.contributor.bancaVieira, Luiz Gonzaga Estevespt_BR
dc.contributor.bancaSant’Ana, Gustavo Césarpt_BR
dc.contributor.coadvisorMicheletti, Diego [Coorientador]pt_BR
dc.coverage.spatialLondrinapt_BR
dc.date.accessioned2024-05-01T15:15:08Z
dc.date.available2024-05-01T15:15:08Z
dc.date.created2018.00pt_BR
dc.date.defesa12.07.2018pt_BR
dc.description.abstractResumo: A exploração da diversidade genética e fenotípica dos acessos do centro de origem de uma espécie é fundamental para estimar o potencial ganho genético e efetiva conservação de seus recursos genéticos Coffea arabica é uma espécie recente e com pouca variabilidade genética, o que torna mais importante a caracterização destes materiais do centro de origem para busca de genótipos com características que possam ser incorporadas pelos programas de melhoramento O objetivo deste trabalho foi analisar a diversidade e estrutura genética com base nos marcadores SSRs e SNPs de cafeeiros provenientes da Etiópia, como também fenotipar e realizar estudos de associação para características relacionadas à qualidade bioquímica dos grãos Para o estudo de diversidade genética de C arabica com base nos SSRs, 37 genótipos incluindo acessos da Etiópia, cultivares tradicionais e variedades, e seus dois parentais, C canephora e C eugenioides foram genotipados com 3 marcadores SSRs Um total de 26 alelos foram polimórficos e vinte desses, com conteúdo de informação polimórfica (PIC) acima de 7 As estimativas de diversidade genética como a média da heterozigosidade esperada (He), heterozigosidade corrigida pelo tamanho amostral (uHe) e proporção de loci polimórficos (P%) demonstraram alta diversidade genética entre os acessos do lado Oeste do Vale do Rift em relação aos outros grupos genéticos estudados, como também 34 alelos privados foram observados nesse grupo Duas subpopulações foram identificadas pelo estudo de estrutura populacional e Análise de Coordenadas Principais, uma correspondente aos acessos da Etiópia e o outro correspondente às cultivares tradicionais e variedades A comparação da dissimilaridade genética entre os acessos de C arabica com seus dois parentais diplóides demonstrou que as cultivares em estudo são geneticamente mais próximas de C eugenioides do que os acessos etíopes Todo o painel apresentou alta variabilidade quanto aos 8 compostos analisados por espectroscopia no infravermelho próximo (NIRS) Significativas correlações positivas entre ácidos clorogênicos (ACGs) e Lipídeos Totais (LT), Poteínas Totais (PT), Sacarose e Açúcares Totais (AT) bem como Cafeína e PT; Sacarose e AT; e LT e Caveol foram observadas Significativa correlação negativa foi encontrada entre LT e Sacarose/AT e entre Cafestol e Caveol A análise de agrupamento hierárquico identificou 3 grupos entre os acessos com características a serem exploradas para a qualidade da bebida e/ou para a produção de cafés com teores diferenciados de diterpenos Maior diversidade fenotípica foi observada entre os acessos do lado Oeste do Vale do Rift Foi realizada genotipagem por sequenciamento (GBS) de 159 genótipos incluindo acessos da histórica coleção Etíope da FAO, além de cultivares tradicionais e variedades de C arabica e os dois parentais diploides da espécie O Pipeline TASSEL-GBS foi realizado afim de montar os contigs, mapeá-los e identificar marcadores SNPs de C arabica nos dois parentais diploides da espécie (C canephora e C eugenioides) Foram identificados um total de 1719 e 2949 SNPs em ambos subgenomas com uma cobertura média de 68X e 47X que subdividiu os genótipos em 2 e 3 subpopulações Para investigar as variações genotípicas subjacentes aos traços relacionados com a qualidade da bebida, GWAS foi realizado para identificar variantes SNPs e genes candidatos nos acessos de C arabica da Etiópia com um total de 4517 SNPs e 11 genótipos para 5 replicatas de fenotipagem (ano 211, 212, 215, 216 e média 211/215) e 8 modelos de associação Um total de 33 SNPs de C arabica foram significativamente associados aos compostos relacionados com a qualidade da bebida de café em ambos subgenomas Dos 22 SNPs mapeados em C canephora e significativamente associados, 17 são co-localizados a 13 genes candidatos envolvidos nas vias metabólicas dos compostos bioquímicos Onze SNPs de C arabica mapeados em C eugenioides foram significativamente associados aos compostos bioquímicos Nossos resultados confirmam que há uma grande riqueza alélica e fenotípica presente nos acessos da Etiópia, especialmente nos acessos originados de florestas do lado Oeste do grande Vale do Rift, ainda não explorados pelo melhoramento genético Por fim, identificamos SNPs associados às caracteristicas fenotípicas que podem ser úteis no desenvolvimento de estratégias de seleção assistida objetivando melhorar a qualidade bioquímica de grãos de café verde, e genes candidatos para o melhoramento da qualidade da bebida de cafépt_BR
dc.description.abstractother1Abstract: The exploration of genetic diversity and phenotypic of the accessions to the center of origin of a species is crucial to estimate the potential genetic gain and effective conservation of its genetic resources Coffea arabica is a recent species with low genetic variability, which makes it more important the characterization of these materials from the center of origin to search genotypes with characteristics that can be incorporated by breeding programs The aim of this work was analyze the diversity and genetic structure based on SSRs and SNPs markers of the coffee trees from Ethiopia, as well as to phenotype and carry out association studies for characteristics related to coffee drink quality For the study of genetic diversity of C arabica based on SSRs, 37 genotypes including accessions from Ethiopia, traditional cultivars and varieties, and their two parents, C canephora and C eugenioides were genotyped with 3 SSR markers A total of 26 alleles showed polymorphic patterns and twenty of these, with polymorphic information content (PIC) above 7 The mean heterozygosity (He), unbiased expected heterozigosity (uHe) and proportion of polymorphic loci (P%) showed high levels of genetic diversity in the accessions on the Western side of Rift Valley in relation to the other genetic groups studied, as well as 34 private alleles were observed in this group Two subpopulations were identified by the Population Structure and Principal Coordinate Analysis (PCoA) study, one corresponding to the Ethiopian accessions and the other corresponding to the traditional cultivars and varieties The comparison of the genetic dissimilarity between the accessions of C arabica and its two diploid parental showed that the cultivars under study are genetically closer to C eugenioides than the Ethiopian accessions It was also evaluated the phenotypic variability by Near Infrared Spectroscopy (NIRS) of eight biochemical compounds related to the quality of coffee drink in 68 accessions of C arabica from Ethiopia The all panel showed variability regarding the analyzed compounds, but high variability was observed between Cafestol and Caveol (3596 and 2214 mg 1 g-1) Significant positive correlations between Chlorogenic Acids (ACGs) and Total Lipids (LT), Total Protein (PT), Sucrose and Total Sugars (AT) as well as Caffeine and PT; Sucrose and AT; and LT and Caveol were observed Significant negative correlation was found between LT and Sucrose /AT and between Cafestol and Caveol The hierarchical cluster analysis identified 3 groups between the accessions with characteristics to be explored for the quality of the beverage and /or for the production of coffees with different levels of diterpenes Higher phenotypic diversity was observed between accessions on the Western Side of the Rift Valley Genotyping by Sequence (GBS) was realized of 159 genotypes including accessions from the historical Ethiopian collection of FAO, as well as traditional cultivars and varieties of C arabica and two diploid parental of the specie were carried out A new Pipeline TASSEL-GBS was developed to assemble, align the contigs and identify SNPs of C arabica in the two diploid parents of the specie (C canephora and C eugenioides), and identified a total of 1,719 and 2,949 SNPs with a coverage mean of 68X and 47X, in which the genotypes were subdivided into 2 and 3 subpopulations To investigate the genotypic variations underlying the traits related to the quality of beverage, GWAS was performed to identify SNPs and candidate genes in the accessions of C arabica from Ethiopia with a total of 4,517 SNPs and 11 genotypes for 5 replicates of phenotyping (year 211, 212, 215, 216 and 211/215 average) and 8 association models A total of 33 SNPs from C arabica were significantly associated with compounds related to the quality of coffee beverage in both subgenomes Of the 22 SNPs mapped in C canephora and significantly associated, 17 are co-localized to 13 candidate genes involved in the metabolic pathways of biochemical compounds Eleven SNPs of C arabica mapped on C eugenioides were significantly associated with biochemical compounds Our results confirm that there is a great allelic and phenotypic richness present in the accessions of Ethiopia, especially in the accessions originating from forests in the West Side of the Great Rift Valley, not yet explored by the genetic improvement Finally, we identified SNPs associated with the phenotypic characteristics that may be helpful to develop assisted selection strategies aiming at improve the biochemical quality of green coffee beans and candidate genes for improve of coffee beverage qualitypt_BR
dc.description.notesTese (Doutorado em Genética e Biologia Molecular) - Universidade Estadual de Londrina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Genética e Biologia Molecularpt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/16819
dc.languagepor
dc.relation.coursedegreeDoutoradopt_BR
dc.relation.coursenameGenética e Biologia Molecularpt_BR
dc.relation.departamentCentro de Ciências Biológicaspt_BR
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Genética e Biologia Molecularpt_BR
dc.subjectCafé arábicapt_BR
dc.subjectCafépt_BR
dc.subjectAnálisept_BR
dc.subjectCafépt_BR
dc.subjectAnálisept_BR
dc.subjectCoffeept_BR
dc.subjectCoffeept_BR
dc.subjectDiversity phenotypicpt_BR
dc.subjectDiversity geneticpt_BR
dc.subjectAnalysispt_BR
dc.titleAnálise da diversidade genética, fenotípica e mapeamento por associação em um painel de C. arabica, incluindo acessos do centro de origempt_BR
dc.typeTesept_BR

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