Genetic diversity, path analysis and association mapping for nitrogen use efficiency in popcorn

Autor: Mundim, Gabriel Borges
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2013
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFVUniversidade Federal de ViçosaUFV.
Druh dokumentu: masterThesis
Popis: Made available in DSpace on 2015-03-26T13:42:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 641792 bytes, checksum: 5b73a305694f3136938c6879fccae0e8 (MD5) Previous issue date: 2013-02-22
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
Os objetivos deste estudo foram (i) identificar linhagens de milho-pipoca eficientes no uso de nitrogênio; (ii) avaliar a diversidade genética entre linhagens de milhopipoca em alto e baixo N; (iii) investigar os efeitos causais de vários caracteres sobre a eficiência no uso de nitrogênio (NUE) e (iv) identificar marcadores SSR associados com caracteres relacionados à NUE. Foram avaliadas 25 linhagens-elite de milhopipoca pertencentes às populações 'Viçosa' e 'Beija-Flor', em alto e baixo N. Foram mensurados os seguintes caracteres: crescimento diário (DG, cm), massa de parte aérea (SDW, mg), de raiz (RDW, mg), e da planta total seca (TDW, mg), razão parte aérea:raiz seca (RSR), eficiência no uso (NUE, mg mg-¹), na absorção (NUpE, mg mg-¹) e na utilização (NUtE, mg mg-¹) de nitrogênio, diâmetro médio (RAD, mm), comprimento total (TRL, cm), área superficial (RSA, cm²) e volume (RV, cm³) de raízes. Foram identificadas linhagens eficientes em cada nível de N. A avaliação da diversidade genética pelo método de agrupamento UPGMA baseado no quadrado da Distância Euclidiana Média resultou em quatro grupos de linhagens para cada nível de N e a análise de componentes principais mostrou que as linhagens poderiam ser agrupadas predominantemente pelos seus caracteres de parte aérea. A eficiência na absorção de N (NUpE) foi a característica mais importante para a NUE em estádios precoces de desenvolvimento da planta em ambos os níveis de N, por apresentar alta correlação e alto efeito direto sobre a variável principal (NUE) na análise de trilha. Em baixo N, a eficiência na utilização de N (NUtE) também apresentou alta correlação e alto efeito direto sobre a variável NUE, mostrando ser uma característica importante para esta condição nesses estádios. Contudo, a seleção direta ainda parece ser o melhor método para aumentar a eficiência de seleção para NUE em estádios precoces. Três marcadores SSR foram validados como associados com os caracteres relacionados à NUE pela análise de mapeamento associativo baseada em ANOVA.
The objectives of this study were to (i) identify efficient inbred lines in nitrogen use; (ii) assess the genetic diversity among popcorn inbred lines under high and low N; (iii) investigate the causal effects of several traits in nitrogen use efficiency (NUE) and (iv) identify SSR markers associated with the traits related to NUE. Twenty-five elite popcorn inbred lines belonging to the 'Viçosa' and 'Beija-Flor' populations were evaluated under high and low N. The following traits were assessed: daily growth (DG, cm), shoot dry weight (SDW, mg), root dry weight (RDW, mg), total plant dry weight (TDW, mg), root:shoot ratio (RSR), nitrogen use efficiency (NUE, mg mg-¹), nitrogen uptake efficiency (NUpE, mg mg-¹), nitrogen utilization efficiency (NUtE, mg mg-¹), root average diameter (RAD, mm), total root length (TRL, cm), root surface area (RSA, cm²) and root volume (RV, cm³). Efficient inbred lines were identified under each N level. The genetic diversity assessment using the UPGMA method based on the squared Mean Euclidean distance grouped the inbred lines into four clusters for each N level and the principal component analysis revealed that the inbred lines could be categorized predominantly by their shoot traits. Nitrogen uptake efficiency (NUpE) was the most important trait for NUE in the early stages of plant development under both N levels, due its high correlation with and high direct effect on NUE obtained in the path analysis. Under low N, nitrogen utilization efficiency (NUtE) also showed high correlation with and direct effect on NUE, demonstrating its importance in this N level in these early stages. Notwithstanding, the direct selection still seems to be the best method to increase the selection efficiency for NUE in these early stages. Furthermore, three SSR markers were identified as true associations with the traits related to NUE, through the association mapping analysis based on ANOVA.
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
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