RESUMO
Growers appreciate Cattleya walkeriana and C. loddigesii due to striking shape and rarity. Thus, this study aimed to evaluate the feasibility of DNA barcode regions, namely ITS1, ITS2 and rpoC1, to discriminate between C. walkeriana and C. loddigesii species. DNA barcode regions were successfully amplified using primers designed to amplify plants. We also included sequences from public databases in order to test if these regions were able to discriminate C. walkeriana and C. loddigesii from other Cattleya species. These regions, and their combinations, demonstrated that the ITS1+ITS2 had the highest average interspecific distance (11.1%), followed by rpoC1 (1.06%). For species discrimination, ITS1+ITS2 provided the best results. The combined data set of ITS1+ITS2+rpoC1 also discriminated both species, but did not result in higher rates of discrimination. These results indicate that ITS region is the best option for molecular identification of these two species and from some other species of this genus.
As espécies Cattleya walkeriana e C. loddigesii são apreciadas pelos colecionadores devido às suas impressionantes forma e raridade. Este estudo teve como objetivo avaliar a viabilidade das regiões DNA barcode, ou seja, ITS1, ITS2 e rpoC1, para discriminar as espécies C. walkeriana e C. loddigesii. Regiões DNA barcode foram amplificadas com êxito utilizando os iniciadores desenhados para plantas. Nós também incluímos sequências de bases públicas de dados, a fim de testar se estas regiões foram capazes de discriminar C. walkeriana e C. loddigesii de outras espécies de Cattleya. Estas regiões e suas combinações demonstraram que o ITS1 + ITS2 teve a maior distância média interespecífica (11,1%), seguido por rpoC1 (1,06%). Para a discriminação das espécies, ITS1 + ITS2 proporcionaram os melhores resultados. Os dados combinados dos ITS1 + ITS2 + rpoC1 também discriminaram ambas as espécies, mas não resultaram em maiores taxas de discriminação. Estes resultados indicam que a região ITS é a melhor opção para a identificação molecular destas duas espécies e a partir de algumas outras espécies deste gênero.
Assuntos
Orchidaceae/genéticaRESUMO
A evolução das plantas cultivadas, que teve início há cerca de 13.000 anos, está sujeita aos mesmos processos evolutivos naturais, aliada à ação do homem de forma consciente ou inconsciente, levando à domesticação. Nesta revisão, são apresentados os principais fatores evolutivos, tais como mutação, hibridação, migração, seleção e deriva genética, que, de alguma maneira, estão envolvidos com a origem, evolução e domesticação de plantas cultivadas. São apresentados também exemplos de como esses processos influenciaram na diversidade intra e interespecífica de plantas cultivadas, com o aparecimento de novas variedades ou mesmo de novas espécies. De modo geral, tais processos atuaram na ampliação, na manutenção, bem como na redução da variabilidade genética das plantas cultivadas.
The evolution of crop plants, which began at about 13,000 years ago, is subject to the same natural evolutionary processes, coupled with the action of man, consciously or unconsciously, leading to domestication. This review presents the main evolutionary factors such as mutation, hybridization, migration, selection and genetic drift, which somehow are involved in the origin, evolution and domestication of crop plants. Examples of how these processes influenced in the intra and interespecific diversity of crop plants, with the uprise of new varieties or even of new species, are also presented. In general, these processes have worked well in the increase, maintenance, as well as in the reduction of genetic diversity of crop plants.
RESUMO
Based on nine microsatellite loci, the aim of this study was to appraise the genetic diversity of 42 cassava (Manihot esculenta) landraces from selected regions in Brazil, and examine how this variety is distributed according to origin in several municipalities in the states of Minas Gerais, São Paulo, Mato Grosso do Sul, Amazonas and Mato Grosso. High diversity values were found among the five above-mentioned regions, with 3.3 alleles per locus on an average, a high percentage of polymorphic loci varying from 88.8% to 100%, an average of 0.265 for observed heterozygosity and 0.570 for gene diversity. Most genetic diversity was concentrated within the regions themselves (HS = 0.52). Cluster analysis and principal component based scatter plotting showed greater similarity among landraces from São Paulo, Mato Grosso do Sul and Amazonas, whereas those from Minas Gerais were clustered into a sub-group within this group. The plants from Mato Grosso, mostly collected in the municipality of General Carneiro, provided the highest differentiation. The migration of human populations is one among the possible reasons for this closer resemblance or greater disparity among plants from the various regions.
Assuntos
Repetições Minissatélites , Manihot/genética , Produção Agrícola , Brasil , Variação Genética , Repetições de MicrossatélitesRESUMO
To assess the genetic diversity and genetic structure parameters, nine populations of Oryza glumaepatula from the Amazon biome, four from the Pantanal biome, and one collected at Rio Xingu, Mato Grosso, totaling 14 populations and 333 individuals were studied with isozyme markers. Six loci were evaluated showing a moderate allozyme variability (A = 1.21, P = 20.7 percent, Ho = 0.005, He = 0.060). The populations from the Pantanal biome showed higher diversity levels than the Amazon biome. High genetic differentiation among the populations, expected for self-fertilizing species, was observed (F ST=0.763), with lower differentiation found among the Pantanal populations (F ST=0.501). The average apparent outcrossing rate was higher for the Pantanal populations (t a = 0.092) than for the Amazonian populations (t a = 0.003), while the average for the 14 populations was 0.047, in accordance with a self-fertilization mating system.
Utilizando marcadores isoenzimáticos, foram avaliadas nove populações de Oryza glumaepatula originárias da Amazônia, quatro do bioma do Pantanal, e uma coletada no Rio Xingu, Mato Grosso, totalizando 14 populações e 333 indivíduos, com o objetivo de avaliar a diversidade genética e a estrutura genética dessas populações. Seis locos foram avaliados, mostrando variabilidade alozímica moderada (A = 1.21, P = 20.7 por cento, Ho = 0.005, He = 0.060). As populações do bioma Pantanal apresentaram níveis de diversidade mais altos que as da Amazônia. Alta diferenciação genética entre populações, esperada para espécies autógamas, foi observada (F ST=0.763), com menor diferenciação encontrada entre populações do Pantanal (F ST=0.501). A taxa média de cruzamento aparente foi maior para as populações do Pantanal (t a = 0.092) que da Amazônia (t a = 0.003), enquanto que a taxa media para as 14 populações foi 0.047, em concordância com o sistema reprodutivo por autogamia.
RESUMO
To characterize the genetic variability among species and populations of South American wild rice, eleven populations of Oryza glumaepatula, seven of O. grandiglumis, four of O. latifolia and one of O. alta, from Brazil and Argentina, were evaluated. A greenhouse experiment was conducted in completely randomized blocks with 23 treatments. Twenty morphoagronomic traits were assessed. Univariate analyses were performed with 16 quantitative traits with the partitioning of populations within species. Significant differences (p<0.001) between species were observed for all the traits as well as among populations within the species. The most variable was O. glumaepatula followed by O. latifolia. Multivariate discriminant canonical and cluster analyses confirmed the separation of the highly diverse O. glumaepatula populations from the tetraploid species, and the high genetic variation among O. latifolia populations. Morphological differences among the three tetraploid species seemed to be enough to ascribe them at least the condition of species in statu nascendi.
Visando caracterizar a diversidade genética entre espécies e populações de arroz selvagem da América do Sul, foram avaliadas 11 populações de Oryza glumaepatula, sete de O. grandiglumis, quatro de O. latifolia e uma população de O. alta, originárias do Brasil e Argentina. Foi conduzido um experimento em casa-de-vegetação em blocos ao acaso com 23 tratamentos. Vinte caracteres agro-morfológicos foram avaliados. Análises univariadas foram realizadas para 16 caracteres quantitativos, desdobrando-se o efeito de populações dentro de espécies. Diferenças significativas (p<0,001) entre espécies foram observadas para todos os caracteres bem como entre populações dentro de espécies. A mais variável foi O. glumaepatula seguida de O. latifolia. Análises de agrupamento e discriminante canônica confirmaram a separação das populações de O. glumaepatula das espécies tetraplóides, e a grande variação genética entre populações de O. latifolia. Diferenças morfológicas entre as três espécies tetraplóides parecem suficientes para classificá-las como espécies pelo menos na condição statu nascendi.
RESUMO
We used simple sequence repeat (SSR) markers to investigate the genetic diversity of 78 sweet potato (Ipomoea batatas) accessions (58 landraces and 20 putative clones) from traditional agricultural households from 19 local communities in the Vale do Ribeira, São Paulo, Brazil. Eight SSR loci were assessed using 6 percent (w/v) polyacrylamide gels stained with silver nitrate and the accessions genotyped considering the presence or absence of bands. The results were subjected to analysis of molecular variance (AMOVA), and cluster and principal coordinate analyses. Spatial structure was assessed using Mantel's test to compare genetic and geographic distances. Each primer pair generated between three and ten clearly scorable polymorphic fragments. Cluster analyses showed a Jaccard's index from 0.3 to 1.0, indicating high genetic and intravarietal diversity. Accessions from all 19 communities were not spatially structured (r = 0.15, p < 0.054), with AMOVA indicating that most of the variability (58.2 percent) was distributed within households and only 18.1 percent of the variability was distributed between households within communities. The outcrossing mating system of sweet potato, and anthropic factors such as selection of different varieties and their maintenance within household small plots and home gardens, as well as an extensive exchange system between agriculturists, may all be contributing to these results.
RESUMO
Marcadores microssatélites foram usados para caracterizar a diversidade genética entre e dentro de sete populações naturais de Oryza glumaepaula. Seis dessas populações são originárias da bacia hidrográfica da Amazônia e uma do rio Paraguai no Pantanal Matogrossense. Utilizando sete locos de microssatélites, observou-se diversidade genética intrapopulacional média de 1,98 alelos por loco, 56,2 por cento de locos polimórficos, Ho = 0,026 e He = 0,241. Elevada diferenciação interpopulacional foi observada pelo índice de fixação de Wright e pelo parâmetro de divergência de Slatkin (F ST = 0,715 e R ST = 0,595, respectivamente), bem como elevado nível de endogamia total (F IT = 0,963), em grande parte influenciada pelo sistema reprodutivo (F IS = 0,858). Verificou-se que nenhuma população estava em equilíbrio de Hardy-Weinberg, devido ao predomínio da autofertilização, o que também pôde ser verificado pela taxa média aparente de cruzamentos: t a = 0,055. Consequentemente, o fluxo gênico entre populações foi praticamente nulo o que contribuiu para o elevado nível de divergência interpopulacional. De modo geral, as taxas de cruzamento foram muito baixas ou nulas nas populações da Amazônia. Entretanto, a população PG-3 do Rio Paraguai, originária do Pantanal Matogrossense, apresentou taxa de cruzamento mais elevada (13,2 por cento), indicando sistema reprodutivo misto com predomínio de autogamia. Como a diversidade intrapopulacional foi baixa, os resultados indicam que a amostragem de elevado número de populações é a estratégia mais adequada para a conservação ex situ desta espécie. Para a conservação in situ, com base na riqueza alélica, recomenda-se como prioridade as populações PG-3, TA-3, SO-17 e NE-7, originárias das bacias hidrográficas dos Rios Paraguai, Tapajós, Solimões e Negro, respectivamente.
Microsatellite markers were used to characterize the genetic diversity within and among seven natural populations of Oryza glumaepaula. Six of these populations originated from the hydrographic basin of the Amazon and one from Rio Paraguay in the Pantanal Matogrossense. Using seven microsatellite loci, the following intrapopulation genetic diversity parameters were estimated on average: 1.98 alleles per locus, 56.2 percent polymorphic loci, Ho = 0.026 and He = 0.241. High interpopulational differentiation was noticed by examining Wright's fixation index and Slatkin's divergence parameter (F ST = 0.715 and R ST = 0.595, respectively), as well as a high level of total inbreeding (F IT = 0.963), greatly influenced by the mating system (F IS = 0.858). No population was in Hardy-Weinberg equilibrium, due to the prevailing autogamic mating behavior, as also indicated by the average apparent outcrossing rate observed: t a = 0.055. Consequently, among populations gene flow was practically absent, which has contributed to the high interpopulational genetic divergence. In general, very low or null outcrossing rates were found in the Amazonian populations. However, population PG-3 from Rio Paraguay, originated from Pantanal Matogrossense, showed a higher outcrossing rate (13.2 percent), indicating a mixed mating system with the predominance of self-fertilization. Since intrapopulation diversity was low, results indicate that sampling a large number of populations is the most appropriate strategy for the ex situ conservation of this species. For in situ conservation, taking in consideration the allelic richness, the following populations are indicated as priority: PG-3, TA-3, SO-17, and NE-7, from the hydrographic basins of the rivers Paraguay, Tapajos, Solimoes and Negro, respectively.