Mapeamento de microssatélites funcionais de sorgo (EST-SSR) em cana-de-açúcar

Abstract

O genoma do sorgo tem sido utilizado como referência em estudos de genômica funcional e comparativa em cana-de-açúcar. A utilização do genoma do sorgo, em estudos de mapeamento comparativo, tem contribuído para auxiliar a detecção de QTL (locus de caracteres quantitativos) em cana-de-açúcar. Marcadores microssatélites de sorgo podem ser empregados no mapeamento comparativo com a cana-de-açúcar, assim como, o desenvolvimento de marcadores microssatélites a partir de sequências ortólogas conservadas (COS - Conserved Orthologous Sequences) podem servir de “marcadores âncoras” entre estas duas espécies. No presente trabalho, marcadores microssatélites de sorgo foram incorporados em um mapa prévio de ligação derivado do cruzamento entre o clone IACSP95-3018 e a cultivar IACSP93-3046, ambos do Programa de Melhoramento Genético de Cana-de-Açúcar do Instituto Agronômico de Campinas (IAC). Paralelamente, um conjunto de marcadores microssatélites obtidos a partir da identificação de sequências expressas ortólogas conservadas (COS) entre cana-de-açúcar e sorgo foram desenvolvidos e avaliados quanto ao seu potencial de polimorfismo e mapeamento em cana-de-açúcar. Os marcadores obtidos também foram utilizados para identificar associações putativas aos parâmetros de qualidade (Fibra% e Pol%Cana). Um total de 41 pares de microssatélites COS-EST-SSRs foi desenhado, dos quais 34 produziram amplicons em um grupo de 24 genótipos de Saccharum e Sorghum. O número de alelos variou de 2 a 15 com valor médio de PIC (conteúdo de informação de polimorfismo) de 0,71. Os 29 pares de primers de microssatélites de sorgo, juntamente com os 41 pares de primers COS-EST-SSRs genotipados na população de mapeamento produziram um total de 120 marcadores polimórficos, dos quais 92 segregaram em dose única. Destes 92, 52 (56,5%) foram incorporados ao mapa prévio originando 138 grupos de ligação agrupados em 12 grupos de homologia. A maioria das associações entre marcadores e o caractere Pol%Cana detectadas por meio da análise de marcas simples foram de efeito positivo contribuindo para o aumento deste caractere sendo apenas duas com contribuição negativa. De forma geral, os marcadores derivados de sorgo foram promissores no mapeamento da população aqui apresentada.

Sorghum genome has been used as a reference in functional and comparative genomics studies of sugarcane. The sorghum genome has aided to colocalize QTL (quantitative trait locus) in sugarcane through comparative mapping approach. Sorghum microsatellite markers, as well as, the development of microsatellite markers derived from orthologous conserved sequences (COS) can serve as "anchors markers" in comparative mapping between these two species. In the present study, sorghum microsatellite markers were included in a previous map derived from a bi-parental cross between a clone (IACSP95-3018) and a sugarcane cultivar (IACSP93-3046) from the Instituto Agronômico de Campinas (IAC) sugarcane breeding program. A set of microsatellite markers derived from conserved orthologous (COS-EST-SSRs) sequences between sugarcane and sorghum was developed and evaluated for their polymorphism and mapping potential in sugarcane. These markers were also used to identify putative associations for sugarcane quality parameters (fiber% and Pol% Cane). A total of 41 COS-EST-SSRs primer pairs was designed, of which 34 produced amplicons in a group of 24 genotypes of Saccharum and Sorghum. The number of alleles ranged from 2 to 15 with an PIC (polymorphism information content) average value of 0.71. The 29 sorghum SSR primer pairs along with the 41 COS-EST-SSR primer pairs was genotyped in the mapping population and produced a total of 120 polymorphic markers, of which 92 were single dose markers. Of these, 52 (56.5%) were added to the previous map generating 138 linkage groups grouped into 12 homology groups. The majority of the single marker-trait associations detected for Pol% Cane showed positive effects contributing to increase this trait (only two showed negative contribution to Pol% Cane). In general, the sorghum derived markers were promising in the genetic mapping of the bi-parental population evaluated.