RESUMO
Sweet cassava breeding programs are focused on the development of bio fortified cultivars that combine significant amounts of carotenoids in their reserve roots with desirable agronomic. The objective of this research was to evaluate agronomic and biochemical traits in sweet cassava clones with roots that have pink pulp. The nine genotypes were evaluated in two seasons in a randomized block design with three replications. Among the evaluated clones, the following stood out: i) for the height of the first branch (390/08, 345/08 and the control IAC 576-70); ii) for plant height (390/08, 345/08 e 378/08); iii) for shoot weight without original steam cutting (390/08, 406/08, 378/08 e 341/08); iv) for the percentage of starch in roots (378/08, 413/08, 390/08 and the control IAC 576-70); and v) for the root yield (the control IAC 576-70 and 341/08, 390/08, 406/08 e 387/08). In the 2011/2012 season, all clones cooked within 30 minutes, indicating that they all have good culinary qualities. Regarding the total carotenoid content in the roots, the clones that stood out were 406/08 and 341/08. All clones evaluated had HCN content below 100 mg kg-1. Clones 341/08 and 406/08 have agronomic and biochemical potential for direct cultivation by producers in the Cerrado region of Central Brazil and / or for use as stock in sweet cassava breeding programs.(AU)
Os programas de melhoramento genético de mandioca de mesa estão focados no desenvolvimento de variedades biofortificadas que aliem aos caracteres agronômicos a presença de carotenoides nas raízes de reserva. Neste trabalho, objetivou-se avaliar características agronômicas e bioquímicas em clones de mandioca de mesa com polpa rosada. Os nove genótipos foram avaliados por duas safras em delineamento experimental de blocos casualizados com três repetições. Dentre os clones avaliados se destacaram: i) para altura da primeira ramificação (390/08, 345/08 e a testemunha IAC 576-70); ii) para altura da planta (390/08, 345/08 e 378/08); iii) para peso da parte aérea sem a cepa (390/08, 406/08, 378/08 e 341/08); iv) para porcentagem de amido nas raízes (378/08, 413/08, 390/08 e a testemunha IAC 576-70); v) para produtividade de raízes (IAC 576-70 e 341/08, 390/08, 406/08 e 387/08). Na safra 2011/2012, todos os clones cozinharam em até 30 minutos, indicando que todos apresentam boas qualidades culinárias. Com relação ao teor de carotenoides totais nas raízes, os clones que se destacaram foram 406/08 e 341/08. Todos os clones avaliados apresentaram teores de HCN nas raízes de reserva de mandioca, inferiores a 100 mg kg-1. Os clones 341/08 e 406/08 apresentam potencial agronômico e bioquímico para cultivo direto pelos produtores na região do Cerrado do Brasil Central e/ou para a utilização como genitores em programas de melhoramento genético de mandioca de mesa.(AU)
Assuntos
Manihot/genética , Clonagem de Organismos , Licopeno , Melhoramento VegetalRESUMO
ABSTRACT: Sweet cassava breeding programs are focused on the development of bio fortified cultivars that combine significant amounts of carotenoids in their reserve roots with desirable agronomic. The objective of this research was to evaluate agronomic and biochemical traits in sweet cassava clones with roots that have pink pulp. The nine genotypes were evaluated in two seasons in a randomized block design with three replications. Among the evaluated clones, the following stood out: i) for the height of the first branch (390/08, 345/08 and the control IAC 576-70); ii) for plant height (390/08, 345/08 e 378/08); iii) for shoot weight without original steam cutting (390/08, 406/08, 378/08 e 341/08); iv) for the percentage of starch in roots (378/08, 413/08, 390/08 and the control IAC 576-70); and v) for the root yield (the control IAC 576-70 and 341/08, 390/08, 406/08 e 387/08). In the 2011/2012 season, all clones cooked within 30 minutes, indicating that they all have good culinary qualities. Regarding the total carotenoid content in the roots, the clones that stood out were 406/08 and 341/08. All clones evaluated had HCN content below 100 mg kg-1. Clones 341/08 and 406/08 have agronomic and biochemical potential for direct cultivation by producers in the Cerrado region of Central Brazil and / or for use as stock in sweet cassava breeding programs.
RESUMO: Os programas de melhoramento genético de mandioca de mesa estão focados no desenvolvimento de variedades biofortificadas que aliem aos caracteres agronômicos a presença de carotenoides nas raízes de reserva. Neste trabalho, objetivou-se avaliar características agronômicas e bioquímicas em clones de mandioca de mesa com polpa rosada. Os nove genótipos foram avaliados por duas safras em delineamento experimental de blocos casualizados com três repetições. Dentre os clones avaliados se destacaram: i) para altura da primeira ramificação (390/08, 345/08 e a testemunha IAC 576-70); ii) para altura da planta (390/08, 345/08 e 378/08); iii) para peso da parte aérea sem a cepa (390/08, 406/08, 378/08 e 341/08); iv) para porcentagem de amido nas raízes (378/08, 413/08, 390/08 e a testemunha IAC 576-70); v) para produtividade de raízes (IAC 576-70 e 341/08, 390/08, 406/08 e 387/08). Na safra 2011/2012, todos os clones cozinharam em até 30 minutos, indicando que todos apresentam boas qualidades culinárias. Com relação ao teor de carotenoides totais nas raízes, os clones que se destacaram foram 406/08 e 341/08. Todos os clones avaliados apresentaram teores de HCN nas raízes de reserva de mandioca, inferiores a 100 mg kg-1. Os clones 341/08 e 406/08 apresentam potencial agronômico e bioquímico para cultivo direto pelos produtores na região do Cerrado do Brasil Central e/ou para a utilização como genitores em programas de melhoramento genético de mandioca de mesa.
RESUMO
Os programas de melhoramento genético de mandioca de mesa estão focados na seleção de variedades com a presença de carotenoides nas raízes de reserva. O trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar o potencial agronômico e o teor de carotenoides em raízes de reserva de acessos de mandioca com coloração da polpa das raízes creme, amarela e rosada visando à utilização direta por produtores e/ou sua utilização como genitores em programas de melhoramento. Treze acessos de mandioca foram avaliados em experimento conduzido na Embrapa Cerrados por duas safras, quanto aos caracteres altura da primeira ramificação, altura da planta, massa da parte aérea, produtividade de raízes, porcentagem de amido nas raízes, severidade de bacteriose, teor de carotenoides nas raízes, tempo para a cocção em minutos e teor de ácido cianídrico nas raízes. Os resultados evidenciaram a existência de diferenças significativas entre os acessos para os caracteres altura da primeira ramificação, altura da planta, massa da parte aérea, produtividade de raízes, porcentagem de amido nas raízes, severidade de bacteriose e teor de carotenoides nas raízes. Também foram detectadas variações significativas entre as safras e interação significativa entre as safras e acessos para todos os caracteres, com exceção da severidade da bacteriose e do teor de carotenoides nas raízes. Nenhum acesso apresentou desempenho agronômico que justifique o cultivo de forma comercial na região do Cerrado do Brasil Central. Foram detectados acessos com potencial para utilização no melhoramento, visando ao incremento de -caroteno BGMC 1221, BGMC BGMC 1223 e BGMC 1224 e de licopeno BGMC 1222 e BGMC 1229 em raízes de reserva.(AU)
The sweet cassava breeding programs are focused on the selection of varieties containing carotenoids within the storage roots. The research was conducted with the objective to evaluate the agronomic potential and the carotenoid contents within the storage roots of cassava accessions with cream, yellow and pinkish color root pulp aiming their potential direct adoption by producers and/or their use as parents for breeding programs. Thirteen cassava accessions were evaluated in an experiment held at Embrapa Cerrados, for two crop seasons, considering the following characters: height of the first ramification, height of the plant, mass of plant canopy, root productivity, starch percentage within roots, bacterial blast severity, carotenoid contents in roots, root cooking time in minutes and cyanidric acid contents within roots. The results demonstrated existence of significant differences among the accessions for height of the first ramification, height of the plant, mass of plant canopy, root productivity, starch percentage within roots, bacterial blast severity and carotenoid contents within roots. Moreover, it was observed significant variations among crop seasons and significant interaction between the crop seasons and accessions for all the characters evaluated, except for bacterial blast severity and carotenoid contents within roots. No accession presented agronomic performance that would justify commercial cultivation within the Cerrado region of Central Brazil. There were accessions identified with potential for use as parents in plant breeding aiming the increment of -carotene BGMC 1221, BGMC BGMC 1223 and BGMC 1224 and lycopene BGMC 1222 and BGMC 1229 contents in storage roots.(AU)
Assuntos
Manihot/genética , Carotenoides , Raízes de Plantas/genética , Melhoramento VegetalRESUMO
Os programas de melhoramento genético de mandioca de mesa estão focados na seleção de variedades com a presença de carotenoides nas raízes de reserva. O trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar o potencial agronômico e o teor de carotenoides em raízes de reserva de acessos de mandioca com coloração da polpa das raízes creme, amarela e rosada visando à utilização direta por produtores e/ou sua utilização como genitores em programas de melhoramento. Treze acessos de mandioca foram avaliados em experimento conduzido na Embrapa Cerrados por duas safras, quanto aos caracteres altura da primeira ramificação, altura da planta, massa da parte aérea, produtividade de raízes, porcentagem de amido nas raízes, severidade de bacteriose, teor de carotenoides nas raízes, tempo para a cocção em minutos e teor de ácido cianídrico nas raízes. Os resultados evidenciaram a existência de diferenças significativas entre os acessos para os caracteres altura da primeira ramificação, altura da planta, massa da parte aérea, produtividade de raízes, porcentagem de amido nas raízes, severidade de bacteriose e teor de carotenoides nas raízes. Também foram detectadas variações significativas entre as safras e interação significativa entre as safras e acessos para todos os caracteres, com exceção da severidade da bacteriose e do teor de carotenoides nas raízes. Nenhum acesso apresentou desempenho agronômico que justifique o cultivo de forma comercial na região do Cerrado do Brasil Central. Foram detectados acessos com potencial para utilização no melhoramento, visando ao incremento de -caroteno BGMC 1221, BGMC BGMC 1223 e BGMC 1224 e de licopeno BGMC 1222 e BGMC 1229 em raízes de reserva.
The sweet cassava breeding programs are focused on the selection of varieties containing carotenoids within the storage roots. The research was conducted with the objective to evaluate the agronomic potential and the carotenoid contents within the storage roots of cassava accessions with cream, yellow and pinkish color root pulp aiming their potential direct adoption by producers and/or their use as parents for breeding programs. Thirteen cassava accessions were evaluated in an experiment held at Embrapa Cerrados, for two crop seasons, considering the following characters: height of the first ramification, height of the plant, mass of plant canopy, root productivity, starch percentage within roots, bacterial blast severity, carotenoid contents in roots, root cooking time in minutes and cyanidric acid contents within roots. The results demonstrated existence of significant differences among the accessions for height of the first ramification, height of the plant, mass of plant canopy, root productivity, starch percentage within roots, bacterial blast severity and carotenoid contents within roots. Moreover, it was observed significant variations among crop seasons and significant interaction between the crop seasons and accessions for all the characters evaluated, except for bacterial blast severity and carotenoid contents within roots. No accession presented agronomic performance that would justify commercial cultivation within the Cerrado region of Central Brazil. There were accessions identified with potential for use as parents in plant breeding aiming the increment of -carotene BGMC 1221, BGMC BGMC 1223 and BGMC 1224 and lycopene BGMC 1222 and BGMC 1229 contents in storage roots.
Assuntos
Carotenoides , Manihot/genética , Melhoramento Vegetal , Raízes de Plantas/genéticaRESUMO
O objetivo do trabalho foi caracterizar e estimar a variabilidade genética entre acessos de mandioca de indústria, com potencial de adaptação às condições do Cerrado do Brasil Central, por meio de caracteres quantitativos, qualitativos e marcadores moleculares de forma isolada e conjunta, bem como estimar a correlação entre as estimativas obtidas com base em cada grupo de caracteres. Dezesseis acessos de mandioca de indústria com potencial de adaptação às condições do Cerrado do Brasil Central foram avaliados a campo quanto a 11 caracteres quantitativos e 33 caracteres qualitativos, em experimento conduzido na Embrapa Cerrados. Os acessos foram também avaliados quanto a marcadores RAPD em laboratório. Posteriormente, foram estimadas as matrizes de dissimilaridade/distância genética entre os acessos por meio dos caracteres qualitativos, quantitativos e marcadores moleculares e pela análise conjunta dos dados. Além disso, foi estimada a correlação entre as matrizes. No grupo de acessos de indústria avaliados existe ampla variabilidade quanto aos caracteres quantitativos, qualitativos e moleculares aferidos. As únicas correlações significativas encontradas foram entre (i) a matriz de dissimilaridade estimada por meio da análise conjunta e a matriz de dissimilaridade estimada por meio de dados qualitativos (r = 0,52) e; (ii) a matriz de dissimilaridade estimada por meio da análise conjunta e a matriz de dissimilaridade estimada por meio de marcadores moleculares (r= 0,75). A fraca associação entre essas medidas indicou que a melhor estratégia para orientar ações de conservação e uso de germoplasma de mandioca de indústria é por meio de estudos de divergência genética com o emprego de marcadores moleculares, caracteres qualitativos e caracteres quantitativos de forma conjunta e complementar.
The aim of the present work was to characterize and estimate the genetic variability among industrial purpose cassava accessions, with potential for adaptation to the conditions of Cerrado of Central Brazil, by means of quantitative and qualitative characters, and molecular markers through isolated and joint analysis, as well as to establish the correlation among the estimated indexes obtained by each used methodology. Sixteen industrial purpose cassava accessions with potential for adaptation to the conditions of Cerrado of Central Brazil were evaluated in field conditions in terms of 11 quantitative characters and 33 qualitative characters, in an experiment carried out at Embrapa Cerrados. The accessions were also evaluated through RAPD markers in laboratorial conditions. Afterwards, the matrices of genetic dissimilarity/distance among the accessions were estimated through qualitative characters, quantitative characters and molecular markers, besides through the joint analysis of the obtained data. Moreover, the association among the matrices was estimated. The results revealed existence of high variability among the accessions in terms of quantitative, qualitative and molecular characters evaluated. The only significant correlations found were between (i) the dissimilarity matrix estimated through joint analysis and the dissimilarity matrix estimated through qualitative data (r = 0,52); and (ii) the dissimilarity matrix estimated through joint analysis and the dissimilarity matrix estimated through molecular markers (r = 0,75). The weak association between these measures indicated that the best strategy to guide conservation actions and use of cassava industry germplasm is through studies of genetic divergence by the use of molecular markers, qualitative and quantitative traits in a joint and complementary way.
Assuntos
Amido , Conservação de Alimentos/métodos , Fenótipo , Melhoramento Genético/métodos , Genética/instrumentação , Manihot/classificaçãoRESUMO
O objetivo do trabalho foi caracterizar e estimar a variabilidade genética entre acessos de mandioca de indústria, com potencial de adaptação às condições do Cerrado do Brasil Central, por meio de caracteres quantitativos, qualitativos e marcadores moleculares de forma isolada e conjunta, bem como estimar a correlação entre as estimativas obtidas com base em cada grupo de caracteres. Dezesseis acessos de mandioca de indústria com potencial de adaptação às condições do Cerrado do Brasil Central foram avaliados a campo quanto a 11 caracteres quantitativos e 33 caracteres qualitativos, em experimento conduzido na Embrapa Cerrados. Os acessos foram também avaliados quanto a marcadores RAPD em laboratório. Posteriormente, foram estimadas as matrizes de dissimilaridade/distância genética entre os acessos por meio dos caracteres qualitativos, quantitativos e marcadores moleculares e pela análise conjunta dos dados. Além disso, foi estimada a correlação entre as matrizes. No grupo de acessos de indústria avaliados existe ampla variabilidade quanto aos caracteres quantitativos, qualitativos e moleculares aferidos. As únicas correlações significativas encontradas foram entre (i) a matriz de dissimilaridade estimada por meio da análise conjunta e a matriz de dissimilaridade estimada por meio de dados qualitativos (r = 0,52) e; (ii) a matriz de dissimilaridade estimada por meio da análise conjunta e a matriz de dissimilaridade estimada por meio de marcadores moleculares (r= 0,75). A fraca associação entre essas medidas indicou que a melhor estratégia para orientar ações de conservação e uso de germoplasma de mandioca de indústria é por meio de estudos de divergência genética com o emprego de marcadores moleculares, caracteres qualitativos e caracteres quantitativos de forma conjunta e complementar.(AU)
The aim of the present work was to characterize and estimate the genetic variability among industrial purpose cassava accessions, with potential for adaptation to the conditions of Cerrado of Central Brazil, by means of quantitative and qualitative characters, and molecular markers through isolated and joint analysis, as well as to establish the correlation among the estimated indexes obtained by each used methodology. Sixteen industrial purpose cassava accessions with potential for adaptation to the conditions of Cerrado of Central Brazil were evaluated in field conditions in terms of 11 quantitative characters and 33 qualitative characters, in an experiment carried out at Embrapa Cerrados. The accessions were also evaluated through RAPD markers in laboratorial conditions. Afterwards, the matrices of genetic dissimilarity/distance among the accessions were estimated through qualitative characters, quantitative characters and molecular markers, besides through the joint analysis of the obtained data. Moreover, the association among the matrices was estimated. The results revealed existence of high variability among the accessions in terms of quantitative, qualitative and molecular characters evaluated. The only significant correlations found were between (i) the dissimilarity matrix estimated through joint analysis and the dissimilarity matrix estimated through qualitative data (r = 0,52); and (ii) the dissimilarity matrix estimated through joint analysis and the dissimilarity matrix estimated through molecular markers (r = 0,75). The weak association between these measures indicated that the best strategy to guide conservation actions and use of cassava industry germplasm is through studies of genetic divergence by the use of molecular markers, qualitative and quantitative traits in a joint and complementary way.(AU)
Assuntos
Fenótipo , Melhoramento Genético/métodos , Amido , Conservação de Alimentos/métodos , Manihot/classificação , Genética/instrumentaçãoRESUMO
Carotenoid-protein complex (CPC) was isolated from chromoplast-enriched suspensions of cassava storage root (CSR) using size exclusion chromatography and characterized. Peptide sequences (LC_MS/MS spectrum) obtained from CPC and their corresponding proteins were obtained using publically available databases. Small Heat Shock Proteins (sHSPs) were the most abundant proteins identified in the CPC. Western blot analysis showed that Fribrillin and Or-protein were present in chromoplast-enriched suspensions of yellow root but not in the complex or white root. Results from qRT-PCR helped identify an isoform of HSP21 possessing four single point mutations in the intense yellow CSR that may be responsible for increased sequestration of b-carotene.
RESUMO
Acessos de mandioca que armazenam açúcares livres em suas raízes de reserva e não somente amido, como os acessos de mandioca cultivados comercialmente, vêm recebendo destaque atualmente. Esses acessos são popularmente conhecidos como mandiocas açucaradas ou mandiocabas, e evidenciam potencial de uso na produção de álcool combustível. Entretanto, esse germoplasma ainda não foi suficientemente estudado quanto àsua variabilidade genotípica, o que é fundamental para sua conservação e utilização no melhoramento genético. Neste tabalho, objetivou-se caracterizar por meio de marcadores RAPD 14 acessos de mandioca açucarados e não açucarados. Em laboratório, os acessos foram avaliados por meio de 12 iniciadores RAPD. Posteriormente, foi estimada a matriz de dissimilaridade genética entre os acessos, por meio da utilização do complemento do índice de Jaccard. Os iniciadores geraram 131 marcadores RAPD, dos quais 73 por cento foram polimórficos, evidenciando a existência de variabilidade e a eficiência da técnica de RAPD. Os acessos mais similares foram BGMC 1207 e BGMC 1209, ambos açucarados e os menos similares foram o açucarado BGMC 1219 e a cultivar BGMC 436. Os acessos foram divididos em quatro grupos, sendo o primeiro grupo formado pelos 10 acessos açucarados, o segundo grupo formado por dois acessos locais não açucarados, o terceiro e o quarto foram formados pelos acessos melhorados BGMC 753 e BGMC 436. Os resultados obtidos revelaram a existência de elevada variabilidade genética entre os acessos avaliados e diferenciaram os acessos açucarados das cultivares locais não açucaradas e das cultivares comerciais não açucaradas.
Emphasis has been given lately to cassava accessions that accumulate free sugars in their storage roots, besides starch, such as the commercial cultivars. These accessions are popularly known as sugary cassavas or "mandiocabas", and present a high potential for the use in ethanol biofuel production. Nevertheless, this germplasm was not yet sufficiently studied regarding its genotypic variability, which is of fundamental importance for its conservation and use in genetic improvement. The objective of this work was to characterize, via RAPD marker, 14 sugary and non-sugary cassava accessions. Within Laboratory conditions, the accessions were evaluated by using 12 RAPD primers. Afterwards, the matrix of genetic dissimilarity among the acessions was estimated by using the complement of Jaccard index. The primer generated 131 RAPD markers, among which 73 percent were polymorphic, highlightening the existence of genetic variability and efficiency of the RAPD technique. The most similar accessions were BGMC 1207 and BGMC 1209, both sugary ones, and the least similar, the sugary accession BGMC 1219 and the cultivar BGMC 436. The accessions were divided into four groups, the first group was composed by the 10 sugary accessions, the second group consistecs of two local non-sugary accessions, the third and fourth groups were composed by the improved accessions BGMC 753 and BGMC 436. The results obtained reveal the existence of high genetic variability among the evaluated accessions and differed the sugary accessions from local non-sugary and the non-sugary commercial cultivars.
RESUMO
Marcadores moleculares são ferramentas úteis na caracterização molecular de acessos de mandioca, em razão de apresentarem elevada capacidade de detecção das informações contidas no genoma. O objetivo deste trabalho foi caracterizar, por meio de marcadores RAPD, 20 acessos de mandioca para fins industriais conservados no Banco Regional de Germoplasma de Mandioca do Cerrado (BGMC). Em laboratório, os acessos foram avaliados por meio de marcadores RAPD, sendo posteriormente estimada a matriz de similaridade genética entre os acessos, por meio do índice de Jaccard. A análise, feita através de 11 iniciadores, gerou um total de 120 marcadores RAPD, dos quais 74 (62 por cento) foram polimórficos, revelando a presença de elevada variabilidade genética no grupo de acessos avaliados. A análise de agrupamento revelou a formação de apenas um agrupamento forte, formado pelos acessos BGMC 1130, BGMC 788, BGMC 1270 e BGMC 1107, o que indica que, no melhoramento genético de mandioca, não devem ser priorizadas hibridações entre esses acessos, sob pena de efeitos de endogamia. Por sua vez, o acesso BGMC 436 foi o mais divergente em relação aos demais e, como expressa elevado potencial produtivo na região do Cerrado do Brasil Central, representa boa opção como genitor para o melhoramento de mandioca para essa região. O estudo comprovou que os marcadores RAPD são eficientes na determinação da variabilidade genética dos acessos avaliados e que neste grupo existe elevada variabilidade genética passível de ser utilizada no melhoramento genético.
Molecular markers are useful tools for the molecular characterization of cassava accessions since they present high capacity to detect information within the genome. The aim of this research was to characterize through RAPD molecular markers, 20 industrial cassava accessions conserved in the Cerrado Cassava Regional Germoplasm Bank ("Banco Regional de Germoplasma de Mandioca do Cerrado"-BGMC). Upon laboratory conditions, the accessions were evaluated though RAPD markers, being afterwards estimated by the matrix of genetic similarity among the accessions, through the Jaccard index. The analyses through 11 primers generated a total of 120 RAPD markers, among which 74 (62 percent) were polymorphic, revealing the presence of high genetic variability within the group of evaluated accessions. The clustering analyses revealed the formation of a single strong group, comprised of the accessions BGMC 1130, BGMC 788, BGMC 1270 and BGMC 1107, which indicates that the cassava genetic breeding hybridizations among these accessions should not be prioritized, upon risk of endogamy effects. The accession BGMC 436 was the most divergent as compared to the others and, as it expresses high productive potential within the Central Brazil Cerrado, it represents a good option as parent for the cassava breeding in this region. The study confirmed that the RAPD markers are efficient for the determination of genetic variability among evaluated accessions and that within the group there is high genetic variability useful for the plant breeding.
RESUMO
We report the isolation and characterization of a cDNA sequence (Mec1) coding for a glutamic acid-rich protein (Pt2L4) from cassava storage roots. Comparative sequence analysis showed a high identity of Pt2L4 with cassava protein C54, which is expressed in vascular tissues of storage roots. Northern blot analysis showed that the Mec1 transcript expression pattern might be related to the maturation of the storage parenchyma cells.