Esverdeamento em sementes de soja: novos insights a partir do estudo de associação genômica ampla
Data
2024-05-03
Autores
Orientador
Silva, Edvaldo Aparecido Amaral da 
Coorientador
Pós-graduação
Agronomia (Agricultura) - FCA
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Tese de doutorado
Direito de acesso
Acesso restrito
Resumo
Resumo (português)
Os programas de melhoramento genético de soja tradicionalmente focam na seleção de genótipos superiores em relação a características agronômicas, mas frequentemente negligenciam a qualidade das sementes. O “problema da semente verde” tem causado sérios danos às áreas agrícolas de soja em todo o mundo, especialmente devido às mudanças climáticas em curso. Compreender a base molecular responsável pela retenção de clorofila em sementes maduras é um passo crucial para avançar programas de seleção visando qualidade de sementes e grãos. Neste trabalho, após uma revisão robusta acerca do esverdeamento de sementes, utilizou-se uma abordagem de genotipagem por sequenciamento (GBS) acoplada a estudos de associação genômica ampla (GWAS) em 156 genótipos de soja, que incluem dois genitores contrastantes, IAC-100 e CD-215, além de 154 linhagens endogâmicas recombinantes (RILs). Essa análise buscou correlacionar genótipo e fenótipo a partir da porcentagem de sementes esverdeadas e do sequenciamento de DNA dessa população segregante. Constataram-se diferenças entre os dois genitores e os indivíduos RILs quanto ao caráter do esverdeamento, com variações de 0,25% a 52%. A herdabilidade do caráter, considerando as safras de 017/2018 e 2019/2020, foi de 96% e 98%. Os dados de GBS da última safra resultaram em um painel relativamente denso de marcadores SNP. Seis marcadores SNP em regiões genômicas associadas à retenção de clorofila foram identificados por meio da análise GWAS, mostrando uma interação moderada a forte para quatro alelos SNP localizados no cromossomo 15. O posicionamento de cada marcador SNP encontrado no genoma da soja, em combinação com a análise do decaimento do desequilíbrio de ligação, possibilitou a identificação de sete genes candidatos associados à problemática do esverdeamento em sementes. Esses achados podem ser valiosos para programas de melhoramento genético, facilitando a seleção assistida por marcadores e a obtenção de plantas mais tolerantes à retenção de clorofila.
Resumo (inglês)
Soybean breeding programs have traditionally focused on selecting superior genotypes for agronomic traits but often neglect seed quality. The "greenish seeds problem" has caused significant damage to soybean fields worldwide, particularly due to ongoing climate changes. Understanding the molecular basis of for chlorophyll retention in mature seeds is crucial to advancing breeding programs to improve seed and grain quality. In this study, following a comprehensive review of soybean greenish seeds, a genotyping-by-sequencing (GBS) approach was combined with genome-wide association studies (GWAS) on 156 soybean genotypes, from which the parents presented contrasting greenish seeds incidence, IAC 100 and COODETEC 215 incidence (one had high and the other had low incidence), as well as 154 recombinant inbred lines (RILs). This analysis aimed to correlate genotype and phenotype based on the percentage of greenish seeds and the DNA sequencing of this segregating population. Differences were observed between the two parents and the RILs
regarding the greenish seeds trait, with variations ranging from 0.25% to 52%. The trait heritability, considering the 2017/2018 and 2019/2020 growing seasons, was 96% and 98%, respectively. The GBS data from the 2019/2020 season resulted in a relatively dense panel of SNP markers. Six SNP markers in genomic regions associated with chlorophyll retention were identified through GWAS analysis, showing moderate to strong interactions for four SNP alleles located on chromosome 15. The positioning of each identified SNP marker in the soybean genome, combined with linkage disequilibrium decay analysis, enabled the identification of seven candidate genes associated with the greenish seeds problem. These findings may prove useful for breeding programs, facilitating marker-assisted selection, and the development of more tolerant plants for chlorophyll retention.
Descrição
Idioma
Português
Como citar
PERISSATO, S. M. Esverdeamento em sementes de soja: novos insights a partir do estudo de associação genômica ampla. 2024. Tese (Doutorado em Agronomia) – Faculdade de Ciências Agronômica, Universidade Estadual Paulista, Botucatu, 2024.
