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Tipo do documento: Dissertação
Título: Diversidade genética entre genótipos de melão-de-são-caetano (Momordica charantia L.) acessada por variáveis morfoagronômicas
Título(s) alternativo(s): Genetic diversity between bitter melon (Momordica charantia L.) genotypes accessed by morpho-agronomic variables
Autor(es): Silveira, Thaísa de Oliveira
Orientador(a): Damasceno Junior, Pedro Corrêa
Primeiro membro da banca: Damasceno Junior, Pedro Corrêa
Segundo membro da banca: Menezes, Bruna Rafaela da Silva
Terceiro membro da banca: Araujo, Maria Luiza de
Palavras-chave: PCA;K-means;Padrões de agrupamento,;Índices de diversidade;PCA;K-means;Diversity índices;Clustering patterns
Área(s) do CNPq: Agronomia
Idioma: por
Data do documento: 30-Set-2021
Editor: Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UFRRJ
Departamento: Instituto de Agronomia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Fitotecnia
Citação: SILVEIRA, Thaísa de Oliveira. Diversidade genética entre genótipos de melão-de-são-caetano (Momordica charantia L.) acessada por variáveis morfoagronômicas. 2021. 78 f. Dissertação (Mestrado em Fitotecnia) - Instituto de Agronomia, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, 2021.
Resumo: O melão-de-são-caetano (Momordica charantia L.; Cucurbiateceae) é uma importante espécie medicinal, recomendada pela ANVISA como hipoglicemiante. A caracterização de plantas em coleções de germoplasmas é uma etapa crucial em qualquer programa de melhoramento, principalmente para aquelas ainda consideradas não-domesticadas. Este é o caso do melão-de- são-caetano. O presente trabalho objetivou propor uma lista de descritores baseada em características morfoagronômicas para o melão-de-são-caetano (Momordica charantia L.), e utilizá-la para se conhecer a diversidade genética da coleção de germoplasmas da espécie pertencente ao DFITO/IA/UFRRJ. O intuito final é identificar genótipos a serem incorporados em programas de melhoramento da espécie. Para tal, uma lista com 60 descritores, inéditos e transcritos da literatura, foi idealizada e normatizada, contemplando todas as partes da planta: ramos, folhas, flores, frutos, sementes e arilo. Em seguida, procedeu-se a caracterização de 88 plantas da coleção, todas dispostas em vasos na casa de vegetação, em Seropédica, RJ. Todas as variáveis quantitativas foram submetidas a uma análise descritiva. Em seguida, procedeu-se o descarte de descritores redundantes via PCA. Descritores com maior contribuição relativa nos componentes 1 e 2 foram mantidos. De posse de uma nova matriz, procedeu-se à análise de dispersão via PCA. No plano bidimensional buscou-se compreender o comportamento dos genótipos (UFRRJ MSC ́s), individualmente, em relação aos descritores remanescentes. A partir da estatística k-means, foram definidos padrões ou grupos de plantas dentro do plano bidimensional no PCA. Nestes grupos, foram analisadas as plantas em relação às suas respectivas procedências (por Estado e por região brasileira). Além disso, os grupos foram estudados quanto ao seu fenótipo padrão, utilizando-se gráficos do tipo radar. A diversidade intra-grupos k-means foi verificada via análise de similaridade (ANOSIM). Foi estimada a importância relativa das variáveis via método de Singh, e a diversidade genética populacional (total) foi verificada via Índices de Shannon e de Pielou. Idealizaram-se 39 descritores quantitativos, 11 binários e 10 multicategóricos. O peso médio de frutos frescos e o número de flores femininas destacaram-se por sua grande variação. Ao todo, 18 variáveis foram redundantes. O PCA mostrou que plantas com frutos menores foram as mais produtivas. Os genótipos mais produtivos situaram-se próximos no plano bidimensional. Os genótipos UFRRJ MSC072, 042, 028 e 087 destacaram-se para o número de frutos produzidos. Foram definidos cinco grupos estatisticamente distintos a partir do algoritmo k-means. Os grupos G1 e G5 foram antagônicos quanto à produção de frutos e sementes e com relação aos tamanhos de frutos, folha e sementes. Os gráficos do tipo radar permitiram uma visualização panorâmica do comportamento das variáveis dentro de cada grupo. Identificou-se uma tendência de redução no tamanho de frutos, folhas e sementes ocorrendo do grupo G1 ao G5. A análise de similaridade (ANOSIM) demonstrou haver diferenças estatísticas significavas entre os grupos. A variável número de flores masculinas (NFm) foi identificada como aquela de maior contribuição na estimação da diversidade na coleção de plantas. A diversidade genética foi considerada alta. Genótipos portadores de características desejáveis foram identificados e cruzamentos entre suas linhagens são indicados no programa de melhoramento do melão-de-são-caetano na UFRRJ.
Abstract: The bitter melon (Momordica charantia L.; Cucurbiateceae) is an important medicinal species, recommended by ANVISA as a hypoglycemic agent. The characterization of plants in germplasm collections is a crucial step in any breeding program, especially for those still considered non-domesticated. This is the case of the bitter melon. The present work aimed to propose a list of descriptors based on morpho-agronomic characteristics for the bitter melon (Momordica charantia L.), and use it to know the genetic diversity of the germplasm collection of the species at DFITO/IA/UFRRJ. The ultimate goal is to identify genotypes to be incorporated into breeding programs for the species. For this, a list with 60 descriptors, unpublished and transcribed from the literature, was idealized and standardized, contemplating all parts of the plant: branches, leaves, flowers, fruits, seeds, and aril. Then, 88 plants from the collection were characterized, all placed in pots in the greenhouse in Seropédica, RJ. All quantitative variables were submitted to a descriptive analysis. Afterwards, redundant descriptors were discarded via PCA. Descriptors with higher relative contribution in components 1 and 2 were kept. With a new matrix, we proceeded to the dispersion analysis via PCA. In the two-dimensional plan, we sought to understand the behavior of the genotypes (UFRRJ MSC's), individually, in relation to the remaining descriptors. Using the k-means statistic, patterns or groups of plants were defined within the two-dimensional plane in the PCA. In these groups, the plants were analyzed in relation to their respective provenances (by state and by Brazilian region). In addition, the groups were studied in terms of their standard phenotype, using radar-type graphs. Intra-group k-means diversity was verified via similarity analysis (ANOSIM). The relative importance of variables was estimated via Singh's method, and population (total) genetic diversity was verified via Shannon's and Pielou's indices. Thirty-nine quantitative descriptors were devised, 11 binary and 10 multicategorical. Average fresh fruit weight and number of female flowers stood out for their large variation. In all, 18 variables were redundant. PCA showed that plants with smaller fruits were the most productive. The most productive genotypes were located close together in the two-dimensional plane. The UFRRJ genotypes MSC072, 042, 028 and 087 stood out for the number of fruits produced. Five statistically distinct groups were defined from the k-means algorithm. The groups G1 and G5 were antagonistic regarding fruit and seed production and with respect to fruit, leaf and seed sizes. The radar type graphs allowed a panoramic view of the behavior of the variables within each group. A downward trend in fruit, leaf and seed size was identified occurring from G1 to G5. The similarity analysis (ANOSIM) showed that there were statistically significant differences between the groups. The variable number of male flowers (NFm) was identified as the one with the highest contribution in estimating diversity in the plant collection. Genetic diversity was considered high. Genotypes carrying desirable traits were identified and crosses between their lines are indicated in the improvement program of bitter melon at UFRRJ.
URI: https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/13641
Aparece nas coleções:Mestrado em Fitotecnia

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