Marcadores moleculares nos recursos genéticos e no melhoramento de plantas

Disponivel em < https://www.dti.ufv.br/bioagro/files/fra/linhas.htm >. Acesso em 28 de fevereiro de 2013.

Tipos de descritores

Usam-se hoje uma técnica para o melhoramento de plantas chamado descritores, os disponíveis são: os morfológicos, de proteínas, enzimas e os de DNA.

Os descritores têm tido papel fundamental na divulgação das características agronômicas de novos materiais genéticos e podem influenciar decisivamente na escolha de variedades por parte de agricultores e outros interessados. Descrevendo-os;

·     Descritores baseados em proteínas e enzimas: o uso desses representou um avanço para o melhoramento de plantas, não apenas na caracterização de cultivares, mas também porque possibilitou a obtenção de estimativas de distância genética entre genótipos e, assim, o acesso à variabilidade existente.

·   Descritores de DNA: tem capacidade de detectar variação genética adicional, onde permiti uma ampla amostragem do genoma de um indivíduo.

Marcadores moleculares na caracterização de cultivares

Como já foram citados com detalhes esses marcadores na postagem anterior sobre o trabalho com o tema: Diversidade genética e técnicas biotecnológicas, iremos aqui fazer apenas uma revisão desses marcadores.

Marcadores moleculares: características de DNA que diferenciam dois ou mais indivíduos e são herdadas geneticamente.

Os principais tipos de marcadores moleculares podem ser classificados em dois grupos, conforme a metodologia utilizada para identificá-los:

Hibridização de sequência de DNA:

·         RFLP (“Restriction Fragment Length Polymorphism”);

·         Minissatélites ou locos VNTR (“Variable Number of Tandem Repeats”).

Amplificação de DNA:

·         RAPD (“Random Amplified Polymorphic DNA”);

·         Microssatélite (ou SSR - “Simple Sequence Repeats”);

·         AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism).

Comentando um pouco sobre suas funções dessas técnicas:

RFLP: tem revelado um grau de polimorfismo de intermediário a baixo, conforme a espécie. Mesmo assim têm sido utilizados em um grande número de estudos de caracterização de cultivares (Gebhardt et al., 1989; O’Donoughue et al., 1994; Autrique et al., 1996) . Isso tem sido devido rincipalmente a sua alta consistência e repetibilidade na obtenção dos resultados.

Os minissatélites ou locos VTNR: apresenta alto grau de polimorfismo, decorrente da variação na distribuição dos sítios de restrição, das sondas utilizadas, e do número e tipos das sequências repetitivas. De fato, utilizando apenas uma sonda de minissatélite, Nybom et al. (1990) caracterizaram quatro cultivares de Malus sp., quatro de Prunus serotina e oito de Rubus sp.

RAPD: tem a desvantagem de ser de repetibilidade baixa e pouco consistente de um laboratório para o outro, o que dificulta a comparação de dados obtidos em diferentes locais. Assim, cuidados devem ser tomados na padronização da técnica no laboratório para a caracterização de cultivares. O nível de polimorfismo obtido com RAPDs varia grandemente com a espécie em questão, e tem sido utilizada com sucesso na caracterização de variedades de cevada (Tinker et al., 1993; Penner et al., 1998), e arroz (MacKill, 1995), entre outras.

Microssatélites: elevado polimorfismo, por isso é uma das melhores opções para uso na caracterização de cultivares, especialmente em germoplasma aparentado e de baixa variabilidade.

AFLP: possui grande capacidade para detecção de variabilidade genética e uso em caracterização de cultivares. De fato, tem sido utilizado com sucesso em girassol para essa finalidade (Hongtrakul et al, 1997).

Entre as vantagens do uso desta estão o alto grau de polimorfismo e o mais alto número de marcadores obtidos por gel analisado.

Aspectos importantes na proteção de cultivares por marcadores de DNA

O potencial de uso de marcadores moleculares para a caracterização de cultivares com fins de proteção é enorme, como têm revelado trabalhos com diversas espécies vegetais (Milach, 1998b; Pecchioni et al, 1996).

O uso de marcadores moleculares para registro de novas variedades ainda é limitado, mesmo em países onde a proteção de cultivares já é praticada há bastante tempo.

No entanto, com a recente disponibilidade de tecnologias de DNA que revelam alto nível de polimorfismo e consistência nos resultados, é provável que os marcadores moleculares passem a ser incluídos no registro de novos genótipos.

Existem, contudo, ainda muitas questões relevantes a respeito da implementação rotineira de marcadores moleculares para caracterização de cultivares com vistas a proteção legal por parte dos interessados em usar esta tecnologia.

Usos da caracterização e proteção de cultivares

A caracterização de cultivares com marcadores moleculares, quando feita sistematicamente e com técnicas padronizadas, podem levar a obtenção de um banco de dados precioso por parte do programa de melhoramento. Esses dados poderão ser utilizados para inúmeros objetivos, incluindo: a verificação de genealogias não confiáveis ou com falta de informação (Lee et al., 1990); acesso a variabilidade existente no programa e grau de diversidade genética (O’Donoughue et al., 1994; Cao & Oard,N1997); auxílio no planejamento de cruzamentos, especialmente no caso de genótipos elites e aparentados (Lee, 1995); definição de grupos heteróticos (Hongstrakul et al., 1997) ; entre outros.

O conhecimento do padrão molecular de cultivares possibilitará também o teste de pureza genética de lotes de semente, e em alguns casos até de grãos.

No caso da indústria cervejeira, que ajusta o processamento industrial para cultivares específicas, a identificação precisa do germoplasma pode ser requerida em várias etapas, incluindo na chegada do produto na maltaria.

Várias organizações já utilizam testes bioquímicos para checar a qualidade do processo e da semente produzida (Smith & Smith, 1992). Os marcadores moleculares também poderão ser utilizados com esse objetivo.

Referência

MILLACH. Sandra. Marcadores moleculares nos recursos genéticos e no melhoramento de plantas. Recursos Genéticos e Melhoramento de Plantas para o Nordeste Brasileiro. Sandra Cristina Kothe Millach. Ph.D., Professora Departamento de Plantas de Lavoura. Fac. Agronomia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul.