Identificação de regiões relacionadas ao déficit hídrico em Eucalyptus por meio de marcadores moleculares

Abstract

Nas florestas de Eucalyptus, o déficit hídrico é apontado como um dos fatores abióticos mais importantes, pois afeta significativamente o crescimento e o rendimento das plantações. Para contornar esse problema, o uso de genótipos tolerantes ao déficit hídrico é uma das alternativas mais razoáveis. Entretanto, a tolerância ao déficit hídrico é uma característica complexa e a estratégia de mapeamento de QTLs pode ajudar a entender a arquitetura genética relacionada com a variação fenotípica que esta característica apresenta. Este estudo buscou identificar as regiões genômicas associadas ao déficit hídrico em Eucalyptus. Para isso, foi utilizada uma progênie segregante com 195 indivíduos oriunda de um cruzamento de clones híbridos (E. grandis x E. urophylla) contrastantes para o estresse por déficit hídrico. Os experimentos foram realizados em casa de vegetação sob duas condições de irrigação (testemunha e estressado por déficit hídrico). Características fisiológicas foram utilizadas para a caracterização fenotípica da progênie e as análises estatísticas foram realizadas considerando as médias obtidas em cada experimento. O mapa genético foi construído com marcadores microssatélites e AFLP com auxílio do software JoinMap® 3.0. O mapeamento de QTLs seguiu duas abordagens: análise de marcas individuais e mapeamento múltiplo de QTLs (MQM). No mapa de ligação foram posicionados 99 marcadores em 13 grupos de ligação, totalizando 842,35 cM com distância média de 9,30 cM entre os marcadores. A análise de marcas individuais identificou vários QTLs de pequeno efeito e um QTL (LOD=6,11) localizado na posição do marcador EMBRA135 representando 20,8% da variação em condutância estomática (gs) nas plantas sob condição de estresse. Já o mapeamento MQM apontou dois QTLs, sendo um submetida a condições normais de irrigação (LOD=16,44) e outro na condição de estresse (LOD=15,25), representando 77,1% e 69,1%, respectivamente, na transpiração. Também identificou QTLs co-localizados no grupo 6 e QTLs de pequeno efeito. Portanto, este estudo identificou QTLs relacionados a tolerância ao déficit hídrico em Eucalyptus e estes QTLs identificados podem estar envolvidos em muitos mecanismos de tolerância que as plantas podem usar para evitar este estresse.

In Eucalyptus forests, drought stress has being pointed as one of the most important abiotic factor significantly affecting the growth and yield. The use of drought tolerant genotypes can be the most reasonable alternative to overcome this problem. Drought tolerance is a complex trait and QTLs mapping approach can help to understand the genetic architecture related to this trait. This study aims to identify genetic loci linked to phenotypic variation in drought tolerance in Eucalyptus. A progeny with 195 plants generated from a cross between two contrasting hybrid clones (E. grandis x E. urophylla) to drought stress was evaluated. The experiment took place in a greenhouse under two irrigation conditions (control and drought stress). Physiological traits were used for phenotypic characterization of the progeny and statistical analyzes were performed considering the means obtained in each experiment. For the genetic map of the progeny, the linkage analysis were executed on JoinMap® 3.0 software with microsatellite and AFLP markers. The QTL mapping followed two strategies: single locus analysis and multiple QTL models mapping (MQM). The linkage map resulted in 13 groups with 99 markers, and the map’s length was 842,35 cM with an average distance of 9,30 cM between the markers. The single locus analysis identified several QTL with small effects and one QTL (LOD=6,11) at the EMBRA135 marker position which represents 20,8% of the stomatal conductance variation (gs) in drought stressed plants. The MQM mapping, otherwise, detected two QTL, one in control plants (LOD=16,44) and one in stressed plants (LOD=15,25), which represents 77,1% and 69,1%, respectively, of the transpiration variation. Co-localized QTL were also identified at group 6 and several small effects QTL. Therefore, this study identified QTL related to drought tolerance in Eucalyptus and these QTLs identified may be involved in many tolerance mechanisms that plants can use to avoid this stress.