Mapeamento genético de alta resolução do locus associado à brotação precoce em macieira (Malus x domestica Borkh.)

Abstract

A macieira (Malus x domestica Borkh.) assim como as demais frutíferas de clima temperado possui a capacidade de suspender seu crescimento em resposta a condições ambientais não favoráveis, levando a planta a um estado de dormência. Para que ocorra a superação deste processo, é necessário o acúmulo de horas de frio durante os meses de inverno. O objetivo do trabalho é aumentar o número de marcadores presentes no locus associado à brotação precoce em macieira e identificar potenciais marcadores moleculares para uso na seleção assistida de genótipos quanto à época de brotação. Os genótipos da população F1 de estudo segregaram para a característica fenotípica data de brotação. O ressequenciamento dos genitores possibilitou a identificação de 182 novos SNPs localizados no locus associado à brotação vegetativa. Destes, 114 se mostraram polimórficos na população. Trinta e três foram agrupados com sucesso no mapa do genitor ‘M13/91’ e 34 no mapa do genitor ‘Fred Hough’ aumentando a densidade de marcadores presentes no locus. Um QTL majoritário foi identificado na extremidade do grupo de ligação 9. Nesta região foram mapeados seis marcadores genéticos explicando de 26,5 a 54,5% da variação fenotípica. Os marcadores demostraram elevada associação com o fenótipo de brotação precoce. Nesta região, localiza-se o gene FLC-like, um dos reguladores principais do florescimento em plantas modelo. Estes resultados sustentam a hipótese de que a extremidade do grupo de ligação 9 possui fatores genéticos altamente herdáveis associados ao controle do requerimento de frio hibernal em macieira e os polimorfismos identificados podem ter potencial de uso em estratégias de melhoramento assistido.

Apple trees (Malus x domestica Borkh.) have the ability to suspend their growth in response to unfavorable environmental conditions, taking the plant to a dormant state. In order to overcome dormancy, prolonged exposure to chilling temperatures is necessary. This study aimed to increase the number of markers in the locus associated with time of budbreak date, to identify new molecular markers and haplotypes with potential use in marker assisted breeding and to characterize candidate genes linked to dormancy control in apple. The F1 population showed segregation for budbreak time. De novo sequencing of the genitors allowed identification of 182 new SNPs located within the locus linked to vegetative budbreak. Of these, 114 were polymorphic in the population studied. Thirty-three markers were successfully integrated into the map of the ‘M13/91’ parent and 34 into the the map of the ‘Fred Hough’ parent, increasing the density of markers within the locus. One major QTL was identified at the end of the linkage group 9. Six markers were significantly associated with the major QTL for budbreak date, explaining 26.5 to 54.5% of the total phenotypic variation observed. The markers demonstrated high association with early budbreak phenotype. Inside this region, the FLC-like gene, a major regulator of flowering control in model plants locus, is localized. Our results support the existence of highly heritable genetic factors associated with the control of the chilling requirement on apple trees at the end of linkage group 9.