Marcadores moleculares associados aos teores de sacarose e fibra em cana-de-açúcar

Abstract

A cana-de-açúcar (Saccharum spp.) está entre as espécies de maior importância econômica no mundo, constituindo uma das principais fontes de produção de açúcar e etanol. Apresenta elevada produção de biomassa e ampla variabilidade fenotípica para os atributos de interesse. Aspectos econômicos e tecnológicos do cultivo e da cultura precisam ser melhorados visando atender as necessidades do setor sucroenergético. Dentre estes, o melhoramento genético da cultura para a produtividade de sacarose e a qualidade de fibras tem demandado significativo esforço. Um importante avanço a respeito do seu genoma tem surgido com o emprego de marcadores moleculares, especialmente aqueles ligados aos genes de interesse, a exemplo ESTs-SSRs. A análise de ESTs (Expressed Sequence Tags) é uma estratégia que aborda a porção expressa do genoma, ideal para a análise do polimorfismo das regiões transcritas de genomas complexos altamente redundantes, como o da cana-de-açúcar. O objetivo desse estudo foi desenvolver marcadores moleculares ESTs-SSRs discriminante de múltiplos segmentos de DNA, robustos e capazes de classificar grupos genotípicos correlacionados com os fenótipos de produção de sacarose e fibras, características econômicas importantes para a integração nos programas de melhoramento da cana-de-açúcar. A genotipagem da população foi realizada com oito combinações de primers ESTs-SSRs, selecionados a partir do banco de ESTs e aplicadas aos 81 progênies em fase T1 resultantes de um cruzamento biparental com genitores contrastantes para a característica de fibras e sacarose. Inicialmente, os primers foram aplicados aos genótipos contrastantes em quatro classes fenotípicas com 12 genótipos em cada, caracterizados para o elevado e baixo teor de açúcares e fibras. Depois da análise de ligação genética, evidenciou-se que os amplicons provenientes do conjunto de primers 1,4βMEH, DPB, CytB5 e PKL apresentaram os melhores valores de escore Z, indicando a estreita ligação com o fenótipo correspondente. Estes primers foram aplicados na população de 81 progênies T1. Verificou-se que em média 12,5 amplicons foram amplificados a cada gene, número maior que o valor básico de genomas, evidenciando a duplicação gênica. Os marcadores 1,4βMEH de tamanho inferirores a 600 pb discriminaram as características de baixa produção de sacarose e elevados teores de fibras. O conteúdo de informação do polimorfismo situou-se entre 0,51 e 0,66 e a análise genotípica estruturou seis agrupamentos cujos genótipos organizaram-se segundo o fenótipo apresentado em quatro grupos distintos e os outros dois grupos foram compostos por genótipos de valores fenotípicos intermediários. A divergência genética entre grupos genotípicos segundo a análise de multivariada foi de ~0,15. O presente estudo mostrou que o caráter fenotípico pode ser mais eficientemente controlado por determinados amplicons específicos de que pelo conjunto total de amplicons e que a contribuição da combinação destes marcadores genotípicos codifica para uma maior ou menor expressão fenotípica.