Análise Genômica do Pinhão Manso (Jatropha curcas L.): Desenvolvimento de Marcadores Moleculares

Abstract

A presente tese foi concebida a partir de experimentos realizados no Laboratório de Biotecnologia e Biologia Molecular da EMBRAPA Meio Norte, Teresina-PI. O pinhão manso (Jatropha curcas L.) é uma planta oleaginosa, da família Euphorbiaceae, perene, de provável origem da América Central. Com as atuais urgências de substituição dos combustíveis fósseis por outros que promovam o desenvolvimento das nações de forma sustentável, a Jatropha curcas L. passou a ter importante papel no fornecimento de combustível renovável. O desenvolvimento de marcadores moleculares pode auxiliar no melhoramento genético de cultivares comerciais. Este trabalho teve como objetivo desenvolver marcadores microssatélites a partir de uma biblioteca genômica duplamente enriquecida (capítulo II) e de uma coleção de sequencias genômicas (Genome Sequence Survey – GSS) (capítulo III). No capítulo II, de um total de 23 microssatélites foram identificados e caracterizados 8 locus polimórficos. Em 50 acessos provenientes da Guatemala, o tamanho dos alelos variou de 88 a 285pb. O número médio de alelos por locus e a riqueza alélica foram 5.5 ± 1.4 e 5.4 ± 1.4, respectivamente. Os marcadores apresentaram elevado índice médio de heterozigosidade observada (0,684 ± 0,074) e de heterozigosidade esperada (0,653 ± 0,074). No capítulo III, 20 sequencias microssatélites foram amplificadas com sucesso. Genotipagem de acessos de J. curcas provenientes da Guatemala revelaram 18 locus polimórficos. O número médio de alelos por locus foi de 6.9 e os alelos variaram de 94 a 299pb. Heterozigosidade esperada e observada variaram de 0.118 a 0.906 e de 0.082 a 0.794, respectivamente. Valores do PIC variaram de 0.114 (JcSSR-34) a 0.886 (JcSSR-33) com uma média de 0.627. Esses marcadores microssatélites são ferramentas úteis para a determinação da estrutura genética e diversidade em J. curcas.

The present thesis was conceived due to experiments done in at the biotecnological & molecular biological laboratory of EMBRAPA Mid North, Teresina-PI. The physic nut (Jatropha curcas L.) is an oleaginous plant, a perennial bush-tree from the Euphorbiaceae family and possibly native of Central America. With the new urgencies of substitution of fossil fuel by others that promote the development of the nations of sustainable form, the Jatropha curcas L. it started to play an important role in providing renewable fuel. The development of the molecular markers can help the genetic improvement of comercial crops. The aim of this work was to develop microsatellites markers from the points of the construction of double-enriched genomic libraries (chapter II) and based in Genome Sequence Survey – GSS (chapter III). In chapter II, from a total number of 23 microsatellites, 8 polymorphic loci were identified and characterized. The allelic sizes ranged from 88 to 285 bp, in 50 accessions from Guatemala. The average number of alleles per locus and allelic richness were 5.5 ± 1.4 and 5.4 ± 1.4, respectively. The markers averaged high levels of observed (0,684 ± 0,074) and expected (0,653 ± 0,074) heterozygosities. In chapter III, Twenty microsatellite sequences were successfully amplified resulting in repeatable and scorable PCR products. Genotyping of J. curcas accessions from the Guatemalan population revealed 18 polymorphic loci. The average number of alleles per locus was 6.9 and allelic sizes ranged from 94 to 299 bp. Expected and observed heterozygosities ranged from 0.118 to 0.906 and from 0.082 to 0.794, respectively. PIC values ranged from 0.114 (JcSSR-34) to 0.886 (JcSSR-33) with an average of 0.627. These microsatellites markers are useful tools for the determination of genetic structure and diversity in J. curcas.