CTAB methods for DNA extraction of sweetpotato for microsatellite analysis

Microsatellite markers have proved to be useful in genetic diversity assessments of sweetpotato (Ipomoea batatas) but practical DNA extraction methods to ensure good quality and quantity DNA for these studies are yet to be established. This study compares the efficiency of three modified methodologies for DNA extraction of six sweetpotato landraces using the CTAB extraction buffer in regard to quantity and purity of DNA quantification and microsatellite band patterns. All methodologies yielded satisfactory results, but the method based in leaf tissue macerated in liquid nitrogen was deemed more adequate because of its simplicity and lower cost. However, the method based in dry leaf tissue was considered more advantageous, first because elicits practicability in the plant acquisition and drying process, especially when the collection is performed in situ, and also because its simplicity makes possible the cold storage of the dry, ground samples for future DNA extractions.

Os marcadores microssatélites são úteis para a análise da diversidade genética de variedades tradicionais de batata-doce (Ipomoea batatas). Para estes estudos, métodos práticos de extração de DNA precisam ser estabelecidos para assegurar uma boa qualidade e quantidade de DNA extraído. Assim, foi comparada a eficiência de três metodologias para extração de DNA usando o tampão de extração CTAB, todas com modificações. Para verificar a quantidade e pureza na quantificação de DNA, bem como o padrão de bandas de microssatélites para as três metodologias utilizaram-se seis etnovariedades de batata-doce. Os testes mostraram que as três metodologias apresentaram resultados satisfatórios. Uma das metodologias baseada em tecido foliar macerado em nitrogênio líquido mostrou-se a mais adequada devido à simplicidade e menor custo. Entretanto, o método baseado em tecido foliar seco foi o mais vantajoso devido à praticidade na aquisição da planta e no processo de secagem, principalmente quando a coleção encontra-se em condições in situ, e pela possibilidade do armazenamento refrigerado das amostras secas e maceradas para futuras extrações de DNA.

CTAB methods for DNA extraction of sweetpotato for microsatellite analysis

Microsatellite markers have proved to be useful in genetic diversity assessments of sweetpotato (Ipomoea batatas) but practical DNA extraction methods to ensure good quality and quantity DNA for these studies are yet to be established. This study compares the efficiency of three modified methodologies for DNA extraction of six sweetpotato landraces using the CTAB extraction buffer in regard to quantity and purity of DNA quantification and microsatellite band patterns. All methodologies yielded satisfactory results, but the method based in leaf tissue macerated in liquid nitrogen was deemed more adequate because of its simplicity and lower cost. However, the method based in dry leaf tissue was considered more advantageous, first because elicits practicability in the plant acquisition and drying process, especially when the collection is performed in situ, and also because its simplicity makes possible the cold storage of the dry, ground samples for future DNA extractions.

Os marcadores microssatélites são úteis para a análise da diversidade genética de variedades tradicionais de batata-doce (Ipomoea batatas). Para estes estudos, métodos práticos de extração de DNA precisam ser estabelecidos para assegurar uma boa qualidade e quantidade de DNA extraído. Assim, foi comparada a eficiência de três metodologias para extração de DNA usando o tampão de extração CTAB, todas com modificações. Para verificar a quantidade e pureza na quantificação de DNA, bem como o padrão de bandas de microssatélites para as três metodologias utilizaram-se seis etnovariedades de batata-doce. Os testes mostraram que as três metodologias apresentaram resultados satisfatórios. Uma das metodologias baseada em tecido foliar macerado em nitrogênio líquido mostrou-se a mais adequada devido à simplicidade e menor custo. Entretanto, o método baseado em tecido foliar seco foi o mais vantajoso devido à praticidade na aquisição da planta e no processo de secagem, principalmente quando a coleção encontra-se em condições in situ, e pela possibilidade do armazenamento refrigerado das amostras secas e maceradas para futuras extrações de DNA.

Biologia reprodutiva de etnovariedades de mandioca

The knowledge of the reproductive biology of cassava (Manihot esculenta) is essential for the development of genetic improvement programs and understanding the domestication process. This study evaluates aspects of sexual reproduction, such as floral morphology, pollination ecology, production and viability of pollen grains, apomixis, seed production and seed germination of cassava landraces collected in gardens of "caboclos" and Indians of the Amazon region and São Paulo State, both in Brazil. The aspects of the reproductive biology were studied from field evaluations and collection of flower buds and seeds. The experiments were carried out in Piracicaba, SP. Alteration was verified in the floral morphology of the landrace DG-55, which showed hermaphrodite flowers, and DG-65 and variety Mantiqueira, which presented smaller number of ovules per ovary. Honeybee (Apis mellifera) was the main pollinator of cassava. There was significant variation in the number and viability of pollen grains. The superior anters of the masculine flower presented, significantly, large number of pollen grains. Apomixis was not detected. A larger number of fruits with two or three seeds were detected. However, seeds originating from fruits with a single seed presented higher germination rates. The morphological alterations in the floral structure influenced the seed production and viability. The variation observed in the aspects of the reproductive biology, was probably due to differentiated selective pressure to which the landraces were submitted along the domestication process.

O conhecimento da biologia reprodutiva da mandioca é essencial para o desenvolvimento de programas de melhoramento genético e compreensão do processo de domesticação. Este trabalho avalia aspectos que influenciam a reprodução sexuada, tais como morfologia floral, ecologia da polinização, produção e viabilidade dos grãos de pólen, apomixia, produção e germinação de sementes de etnovariedades de mandioca coletadas em roças de caboclos e índios da Região Amazônica e do Estado de São Paulo. Os aspectos da biologia reprodutiva foram estudados a partir de avaliações de campo e coleta de botões florais e sementes. Os experimentos foram realizados em Piracicaba, SP. Constatou-se alteração na morfologia floral da etnovariedade DG-55, a qual possui flores hermafroditas, e DG-65 e variedade Mantiqueira, que apresentaram menor número de óvulos por ovário. A abelha (Apis mellifera) foi o principal polinizador da mandioca. Houve variação significativa no número e viabilidade de grãos de pólen, constatando-se que as anteras do verticilo superior da flor masculina apresentaram, significativamente, maior número de grãos de pólen. Não foi constatada apomixia. Foi detectado maior número de frutos com duas ou três sementes. No entanto, sementes originadas de fruto com semente única apresentaram maior porcentagem de germinação. As alterações morfológicas na estrutura floral influenciaram a produção e viabilidade das sementes. A variação constatada nos aspectos da biologia reprodutiva, provavelmente, ocorreu devido à pressão seletiva diferenciada a que as etnovariedades foram submetidas ao longo do processo de domesticação.

Biologia reprodutiva de etnovariedades de mandioca

The knowledge of the reproductive biology of cassava (Manihot esculenta) is essential for the development of genetic improvement programs and understanding the domestication process. This study evaluates aspects of sexual reproduction, such as floral morphology, pollination ecology, production and viability of pollen grains, apomixis, seed production and seed germination of cassava landraces collected in gardens of "caboclos" and Indians of the Amazon region and São Paulo State, both in Brazil. The aspects of the reproductive biology were studied from field evaluations and collection of flower buds and seeds. The experiments were carried out in Piracicaba, SP. Alteration was verified in the floral morphology of the landrace DG-55, which showed hermaphrodite flowers, and DG-65 and variety Mantiqueira, which presented smaller number of ovules per ovary. Honeybee (Apis mellifera) was the main pollinator of cassava. There was significant variation in the number and viability of pollen grains. The superior anters of the masculine flower presented, significantly, large number of pollen grains. Apomixis was not detected. A larger number of fruits with two or three seeds were detected. However, seeds originating from fruits with a single seed presented higher germination rates. The morphological alterations in the floral structure influenced the seed production and viability. The variation observed in the aspects of the reproductive biology, was probably due to differentiated selective pressure to which the landraces were submitted along the domestication process.

O conhecimento da biologia reprodutiva da mandioca é essencial para o desenvolvimento de programas de melhoramento genético e compreensão do processo de domesticação. Este trabalho avalia aspectos que influenciam a reprodução sexuada, tais como morfologia floral, ecologia da polinização, produção e viabilidade dos grãos de pólen, apomixia, produção e germinação de sementes de etnovariedades de mandioca coletadas em roças de caboclos e índios da Região Amazônica e do Estado de São Paulo. Os aspectos da biologia reprodutiva foram estudados a partir de avaliações de campo e coleta de botões florais e sementes. Os experimentos foram realizados em Piracicaba, SP. Constatou-se alteração na morfologia floral da etnovariedade DG-55, a qual possui flores hermafroditas, e DG-65 e variedade Mantiqueira, que apresentaram menor número de óvulos por ovário. A abelha (Apis mellifera) foi o principal polinizador da mandioca. Houve variação significativa no número e viabilidade de grãos de pólen, constatando-se que as anteras do verticilo superior da flor masculina apresentaram, significativamente, maior número de grãos de pólen. Não foi constatada apomixia. Foi detectado maior número de frutos com duas ou três sementes. No entanto, sementes originadas de fruto com semente única apresentaram maior porcentagem de germinação. As alterações morfológicas na estrutura floral influenciaram a produção e viabilidade das sementes. A variação constatada nos aspectos da biologia reprodutiva, provavelmente, ocorreu devido à pressão seletiva diferenciada a que as etnovariedades foram submetidas ao longo do processo de domesticação.

Correlações fenotípicas, genéticas e ambientais entre descritores Morfológicos e Químicos em frutos de Cubiu (Solanum sessiliflorum Dunal) da Amazônia1

The cubiu (Solanum sessiliflorum Dunal) is a fruiting shrub domesticated by indians in Amazonia, and produces 40 to 100 t/ha of fruit rich in minerals and vitamins. The fruits are traditionally used for juices, ice-creams, sweets and in sauces for meat, chicken and fish. Thirteen chemical and morphological characters of 24 etnovarieties of cubiu from Brazilian, Peruvian and Colombian Amazonia were used to estimate the coefficients of phenotypic (r), genetic (rg) and environmental (rc) correlation between pairs of characters. In most cases, the genetic correlations were higher than the phenotypic and environmental correlations, indicating that the environment had less influence. Among the morphological characters, fruit dimensions were closely correlated with moisture. There were no correlations between morphological and chemical characters that could be useful in cubiu improvement. Among the chemical characters, the correlations between brix and acidity and reducing sugars and total sugars were high and positive (r = 0,62 and rg = 0,83, respectively). Thus, it will be difficult to simultaneously select for these without losing genotypes.

O cubiu (Solanum sessiliflorum Dunal) é uma hortaliça da Amazônia, domesticada pelos índios, que pode produzir até 100 t/ha de frutos ricos em sais minerais e vitaminas. Os frutos são utilizados pelas populações tradicionais da região nas formas de sucos, sorvetes, doces e molhos para carnes bovina, de frango e de peixes. Treze caracteres morfológicos e químicos dos frutos de 24 etnovariedades da Amazônia brasileira, peruana e colombiana foram utilizadas para estimar os coeficientes de correlações fenotípica (rf), genética (rg) e de ambiente (ra) entre pares de caracteres. Na maioria dos casos, as correlações genéticas apresentaram valores superiores aos das fenotípicas e de ambientes, indicando que o ambiente teve pouca influência. Entre os caracteres morfológicos, as dimensões dos frutos são estreitamente relacionadas com o teor de umidade. Não foram observadas correlações entre caracteres morfológicos e químicos que pudessem ser úteis ao melhoramento do cubiu. Entre os caracteres químicos, as correlações entre brix e acidez e açúcares redutores e açúcares totais foram altas e positivas (rg = 0,62 e rg = 0,83), respectivamente. Entre vários caracteres químicos será difícil praticar seleção simultânea sem perda de genótipos.

Correlações fenotípicas, genéticas e ambientais entre descritores Morfológicos e Químicos em frutos de Cubiu (Solanum sessiliflorum Dunal) da Amazônia1

The cubiu (Solanum sessiliflorum Dunal) is a fruiting shrub domesticated by indians in Amazonia, and produces 40 to 100 t/ha of fruit rich in minerals and vitamins. The fruits are traditionally used for juices, ice-creams, sweets and in sauces for meat, chicken and fish. Thirteen chemical and morphological characters of 24 etnovarieties of cubiu from Brazilian, Peruvian and Colombian Amazonia were used to estimate the coefficients of phenotypic (r), genetic (rg) and environmental (rc) correlation between pairs of characters. In most cases, the genetic correlations were higher than the phenotypic and environmental correlations, indicating that the environment had less influence. Among the morphological characters, fruit dimensions were closely correlated with moisture. There were no correlations between morphological and chemical characters that could be useful in cubiu improvement. Among the chemical characters, the correlations between brix and acidity and reducing sugars and total sugars were high and positive (r = 0,62 and rg = 0,83, respectively). Thus, it will be difficult to simultaneously select for these without losing genotypes.

O cubiu (Solanum sessiliflorum Dunal) é uma hortaliça da Amazônia, domesticada pelos índios, que pode produzir até 100 t/ha de frutos ricos em sais minerais e vitaminas. Os frutos são utilizados pelas populações tradicionais da região nas formas de sucos, sorvetes, doces e molhos para carnes bovina, de frango e de peixes. Treze caracteres morfológicos e químicos dos frutos de 24 etnovariedades da Amazônia brasileira, peruana e colombiana foram utilizadas para estimar os coeficientes de correlações fenotípica (rf), genética (rg) e de ambiente (ra) entre pares de caracteres. Na maioria dos casos, as correlações genéticas apresentaram valores superiores aos das fenotípicas e de ambientes, indicando que o ambiente teve pouca influência. Entre os caracteres morfológicos, as dimensões dos frutos são estreitamente relacionadas com o teor de umidade. Não foram observadas correlações entre caracteres morfológicos e químicos que pudessem ser úteis ao melhoramento do cubiu. Entre os caracteres químicos, as correlações entre brix e acidez e açúcares redutores e açúcares totais foram altas e positivas (rg = 0,62 e rg = 0,83), respectivamente. Entre vários caracteres químicos será difícil praticar seleção simultânea sem perda de genótipos.