Associação de marcadores-QTL com características de tolerância ao déficit hídrico em plântulas de milho | QTL-marker associations with characteristics of tolerance to water deficit in corn seedling

Maize is one of the most important crops in Brazil, but its yield potential is severely influenced by the water deficit, due to constant climate changes, mainly in the second harvest, but also not uncommon in the first harvest, with losses to farmers. Selective breeding can offer an opportunity for farmers through identifying maize types that are tolerant to drought in the initial seedling stage. For this purpose, it was necessary to identify regions of the genome that can be used as markers for drought tolerance. Thus, experiments were conducted to identify regions associated with drought tolerance in maize genotypes classified at the seedling stage for this characteristic. To map regions related to tolerance to water deficit (quantitative trait locos, QTL), 205 individuals belonging to two F2 segregating populations obtained from the crossing of two parental lines P1 (tolerant) and P2 (intolerant) were used. Seeds from these individuals were subjected to water deficit induced by PEG 6000 (-0.6MPa), and germination was evaluated 5 days after sowing and subsequently classified by level of tolerance to water deficit (tolerant, intermediate and intolerant) depending on development of the seedlings. For genotyping, SSR microsatellite markers located close to QTLs for this trait were selected according to literature data. Genomic DNA was extracted by the CTAB method and PCR products were separated by capillary electrophoresis. The analyzed populations segregated as 1 (tolerant): 2 (intermediate): 1 (intolerant), indicating a Mendelian segregation model. Data analyzes of each SSR marker in the progenies were carried out using the Cervus and InfoGen software, while the association analysis was carried out using the InfoGen program. Significant associations of phenotypic and genotypic data were detected for markers bnlg1208 and phi027. Using bioinformatics tools and in silico analyzes at the two locos associated with tolerance to drought six genes were identified that could be the target of future studies, being potential markers for early selection assisted markers (MAS) in corn breeding programs and that have functions related to drought tolerance.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

O milho é uma das culturas mais importantes no Brasil, mas o seu potencial de rendimento é severamente influenciado pelo déficit hídrico, devido às constantes mudanças climáticas, principalmente na segunda safra, safrinha, mas também não incomum na primeira safra, com prejuízos aos agricultores. A identificação de cultivares de milho tolerantes ao déficit hídrico em estádios iniciais de plântulas, pode ser uma opção em processos de seleção, em programas de melhoramento. Para esta finalidade é necessário identificar regiões do genoma que possam ser usadas como marcadores de características de tolerância ao déficit hídrico. Assim, experimentos foram conduzidos para identificar regiões associadas à tolerância ao déficit hídrico em genótipos de milho classificados no estádio de plântulas quanto a esta característica. Para mapear regiões relacionadas à tolerância ao déficit hídrico (locos de características quantitativas, QTL), foram utilizados 205 indivíduos pertencentes a duas populações segregantes F2 obtidas a partir do cruzamento de duas linhagens parentais P1 (tolerante) e P2 (suscetível). Sementes desses indivíduos foram submetidos ao déficit hídrico induzido por PEG 6000 (-0.6MPa), e a germinação avaliada 5 dias após semeadura e na sequência classificadas por nível de tolerância ao déficit hídrico em tolerantes, intermediárias e suscetíveis; em função do desenvolvimento das plântulas. Para a genotipagem, marcadores microssatélites (SSR) localizados próximos aos QTLs para esta característica, foram selecionados de acordo com os dados da literatura. O DNA genômico foi extraído pelo método CTAB e os produtos de PCR foram separados por eletroforese capilar. As populações analisadas segregaram como 1 (tolerante): 2 (intermediário):1 (suscetível), indicando um modelo de segregação mendeliana. As análises dos dados de cada marcador SSR nas progênies foram feitas nos softwares Cervus e InfoGen, enquanto a análise de associação foi feita por meio do programa InfoGen. Associações significativas dos dados fenotípicos e genotípicos, foram detectadas para os marcadores p-bnlg1208 e phi027. Utilizando-se ferramentas de bioinformática e análises in silico nos dois locos com associação à tolerância ao déficit hídrico, foram identificados seis genes que podem ser alvo de futuros estudos que possuem funções relacionadas a esta característica, sendo potenciais marcadores para seleção precoce assistida por marcadores (MAS) em programas de melhoramento de milho.