Molecular characterization and core collection evaluation of Manihot esculenta Crantz / Caracterização molecular e avaliação de coleção nuclear de Manihot esculenta Crantz

ABSTRACT

Cassava is one of the most important subsistence crops in tropical regions. It is necessary to preserve and to know the genetic diversity existent for the adequate use of genetic resources. The evaluation of genetic diversity among genotypes results in information about potential parents in breeding programs, allows duplicates identification, and facilitates germplasm exchange between research institutions. The objective of this study was to characterize the genetic diversity of cassava accessions of North Brazil region. A total of 106 accessions were analyzed using ten microsatellite markers. The genetic parameters estimated were expected heterozygosity (HE), observed heterozygosity (HO) and polymorphic information content (PIC). Clustering was performed using the UPGMA and Neighbor-Joining (NJ) method. Bayesian analysis, analysis of principal coordinates and identification of a core collection were also used. The ten loci amplified 8,40 alleles on average. The average heterozygosity estimates were HE = 0.71, HO = 0.58 and PIC = 0.72. Genetic distances ranged from 0.158 to 0.908. Six (5,66%) accesses were redundant. Clustering and dispersion analysis didn't differentiate bitter from sweet cassava, and there wasn't correlation between groups and collect origin. The core collection consisted of 22 individuals that represented 94% of total allelic diversity and 20,75% of the base collection. The results indicate high dissimilarity between the accessions and allowed the detection of redundant genotypes, showing the use of genetic markers as informative tools for the management of collections. (AU)

RESUMO

A mandioca é uma das mais importantes culturas de subsistência em países tropicais. É preciso conservar e conhecer a diversidade genética para o uso adequado dos recursos genéticos. A avaliação da diversidade genética entre os genótipos resulta em informações sobre potenciais genitores em programas de melhoramento, possibilita a identificação de duplicatas, além disso, facilita o intercâmbio de germoplasma entre instituições de pesquisa. O objetivo deste trabalho foi caracterizar a diversidade genética dos acessos de mandioca da Região Norte do Brasil. Foram analisados 106 acessos por meio de dez marcadores microssatélites. Os parâmetros de diversidade genética estimados foram heterozigosidade esperada (HE), heterozigosidade observada (HO) e conteúdo de informação polimórfica (PIC). Agrupamentos foram realizados pelo método UPGMA e Neighbor-Joining (NJ). Utilizou-se também análises bayesianas, dispersão por coordenadas principais e a identificação de uma coleção nuclear. Os dez locos amplificaram 8,40 alelos em média. A média das estimativas de diversidade foram altas HE = 0,71, HO = 0,58 e PIC = 0,72. As distâncias genéticas variaram de 0,158 a 0,908. Seis (5,66%) acessos estão redundantes. Os agrupamentos e análises de dispersão não evidenciaram distinção entre variedades bravas e mansas e não foi identificada estrutura genética correspondente a origem dos acessos. A coleção nuclear foi formada por 22 indivíduos, que representaram 94% da diversidade alélica total e 20,75% da coleção base. Os resultados indicam alta dissimilaridade entre os acessos e permitiram a detecção de genótipos redundantes, mostrando o uso de marcadores genéticos como ferramentas informativas para o manejo de coleções. (AU)