Estudos genéticos em germoplasma de mandioca no estado do Espírito Santo, Brasil

dc.contributor.advisor1Ferreira, Adesio
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000000270001725
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5400370038397801
dc.contributor.authorBarbiero, Natália Zardo
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0002-9009-5298
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/9012395738176072
dc.contributor.referee1Ferreira, Marcia Flores da Silva
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0003-1541-6634
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5719813884063445
dc.contributor.referee2Fontes, Milene Miranda Praca
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000000177389518
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/1372644511398549
dc.contributor.referee3Santos, Pedro Henrique Dias dos
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0003-0325-7947
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/9697031846823051
dc.contributor.referee4Carias, Cintia Machado de Oliveira Moulin
dc.date.accessioned2024-05-30T00:53:52Z
dc.date.available2024-05-30T00:53:52Z
dc.date.issued2022-05-31
dc.description.abstractCassava (Manihot esculenta Crantz), a tropical root rich in carbohydrates, is one of the most traditional agricultural crops, of socioeconomic relevance, cultivated in all regions of Brazil. Thus, the objective of this study was: (1) to evaluate the diversity, estimate the genetic parameters and quantify the gains with the selection of cassava genotypes, using the methodology of mixed models (REML/BLUP) and (2) to evaluate the structure population and genetic diversity in cassava genotypes using SNP markers via DArTseq technology and morphoagronomic descriptors. 106 and 87 cassava genotypes were evaluated in studies 1 and 2, respectively, in experiments carried out in the 2018/2019 and 2019/2020 agricultural years in the cities of Mimoso do Sul - ES, Venda Nova do Imigrante - ES and Linhares - ES. The parameters evaluated were: shoot height (HPA), total number of tuberous roots (NR); commercial root weight (PESORC); total root weight (PESORT), commercial root weight/total root weight ratio (PESORR); root cortex color (RCC), root pulp color (CP) and cooking time (TC). Estimates of genetic parameters showed the existence of genetic diversity and selection potential of the studied cassava genotypes. The highest heritabilities (h 2 = 0.90; 0.75 and 0.75) were recorded for the traits total root number (NRT), commercial root weight (PESORC) and total root weight (PESORT), respectively. The gains with selection were positive for all characteristics evaluated. Greater selection gains were observed (GS = 21.77% and 20.15%) for traits PESORC and PESORT, considering animal and human consumption and (GS = 10.89% and 17.45%) for traits NRT and PESORC, when intended for exclusively human consumption. The population showed diversity, allowing the selection of 20 superior genotypes. Genotypes 82, 76, 46, T3 and 2 stand out for selection purposes for animal and human consumption. Genotypes 81, 69, 49, 12 and 2 stand out for selection purposes for exclusively human food. In chapter 2, a wide genetic variability was observed among the cassava genotypes studied. The Bayesian grouping did not separate the analyzed collection sites, but it shows the formation of three genetic groups (K=3). The Principal Coordinates analysis (PCoA) showed PC1 explaining 27.05% of the variation between genotypes, and PC2 explaining 23.05% of the total variation, confirming the low geographic differentiation between the sample groups, with the formation of a mix of genotypes between the microregions, mainly in the southern and mountain regions of the state. Principal Component Analysis (PCA) shows most positive eigenvectors, with the exception of the amylose characteristic. The first two axes of PCA explained 62.79% of the data variation. The first axis with 42.69% of the data variation, being positively correlated with the number of total roots (NRT), total root weight (PESORT), commercial root weight (PESORC) and shoot height (HPA), contributing for the first component, with emphasis on the variables PESORC (0.5658) and PESORT (0.5870), being the most representative variables. The SNP markers were effective for characterizing the genetic diversity and population structure of the genotypes studied, with the greatest diversity distributed within each geographic region, proving the importance of the role of farmers in the flow of genetic material, since they promote both the introduction of cassava varieties, such as the dissemination of local materials. The SR_G76, S_G2, T3 and N_G82 genotypes are possible superior genotypes, susceptible to selection when we consider the root productivity traits (PESORC and PESORT). The SR_G69 and SR_G64 genotypes presented high levels of starch, being possible superior genotypes when we consider this characteristic.
dc.description.resumoA mandioca (Manihot esculenta Crantz), raiz tropical rica em carboidratos, é uma das mais tradicionais culturas agrícolas, de relevância socioeconômica, cultivada em todas as regiões do Brasil. Objetivou-se avaliar: (1) Índice de seleção e predição de valores genéticos via REML/BLUP e (2) Estrutura populacional e diversidade genética utilizando marcadores SNPs via tecnologia DArTseq e descritores morfoagronômicos. Foram avaliados um total de 106 genótipos (103 crioulos e três comerciais). Em razão de falhas no estande, o número de plantas avaliadas variou entre tratamentos, no estudo 1 (106) e no estudo 2 (87 genótipos). Os experimentos foram realizados nos anos agrícolas 2018/2019 e 2019/2020 nas cidades de Mimoso do Sul – ES, Venda Nova do Imigrante - ES e Linhares – ES. Os parâmetros avaliados foram: altura da parte aérea (HPA), número total de raízes tuberosas (NR); peso de raízes comerciais (PESORC); peso total de raízes (PESORT), razão entre peso de raízes comerciais/ raízes totais (PESORR); cor do córtex das raízes (CCR), cor da polpa das raízes (CP), tempo de cozimento (TC) e Amilose e Amido Total. As estimativas dos parâmetros genéticos mostraram a existência da diversidade genética e do potencial de seleção dos genótipos de mandioca estudados. As maiores herdabilidades (h 2 = 0,90; 0,75 e 0,75) foram registradas para as características número de raízes total (NRT), peso de raízes comerciais (PESORC) e peso de raízes totais (PESORT), respectivamente. Os ganhos com a seleção foram positivos para todas as características avaliadas. Observou-se maiores ganhos de seleção (GS) para as características PESORC (21,77%) e PESORT (20,15%), considerando consumo animal e humano e para as características NRT (10,89%) e PESORC (17,45%), quando destinadas ao consumo exclusivamente humano. A população apresentou diversidade, possibilitando a seleção de 20 genótipos superiores. Os genótipos 82, 76, 46, T3 e 2 destacam-se para fins de seleção destinados ao consumo animal e humano. Os genótipos 81, 69, 49, 12 e 2 destacam-se para fins de seleção para alimentação exclusivamente humana. No capítulo 2, observou-se ampla variabilidade genética entre os genótipos de mandioca estudados. O agrupamento Bayesiano não separou os locais de coleta analisados, mas mostra a formação de três grupos genéticos (K=3). A análise de Coordenadas Principais (PCoA) apresentou a CP1 explicando 27,05% da variação entre os genótipos, e a CP2, explicando 23,05% da variação total, permitiu confirmar a baixa diferenciação geográfica entre os grupos amostrais, com a formação de um mix de genótipos entre as microrregiões, principalmente nas regiões Sul e Serrana do estado. A Análise dos Componentes Principais (PCA) mostra a maioria dos autovetores positivos, com a exceção da característica amilose. Os dois primeiros eixos da PCA explicaram 62,79% da variação dos dados. O primeiro eixo com 42,69% da variação dos dados, sendo positivamente correlacionado com número de raízes totais (NRT), peso de raízes totais (PESORT), peso de raízes comerciais (PESORC) e altura da parte aérea (HPA), contribuindo para o primeiro componente, com destaque para as variáveis PESORC (0,5658) e PESORT (0,5870), sendo as variáveis mais representativas. Os marcadores SNPs foram eficazes para a caracterização da diversidade genética e da estrutura populacional dos genótipos estudados, com a maior diversidade distribuída dentro de cada região geográfica, comprovando a importância do papel dos agricultores no fluxo de material genético, uma vez que promovem tanto a introdução de variedades de mandioca, como a difusão de materiais locais. Os genótipos SR_G76, S_G2, T3 e N_G82 são possíveis genótipos superiores, passíveis de seleção quando consideramos as características de produtividade de raízes (PESORC e PESORT). Os genótipos SR_G69 e SR_G64 apresentaram elevados teores de amido, sendo possíveis genótipos superiores quando consideramos essa característica.
dc.description.sponsorshipFundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/16150
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseDoutorado em Agronomia
dc.publisher.departmentCentro de Ciências Agrárias e Engenharias
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Agronomia
dc.rightsopen access
dc.subjectMelhoramento de Manihot
dc.subjectREML/BLUP
dc.subjectParâmetros genéticos
dc.subjectÍndice de seleção
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqAgronomia
dc.titleEstudos genéticos em germoplasma de mandioca no estado do Espírito Santo, Brasil
dc.title.alternativetitle.alternative
dc.typedoctoralThesis

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