RESUMO
Genetic diversity is essential for any breeding program. However, breeders tend to concentrate on specific genotypes, which combine traits of interest and may be used as progenitors in several breeding programs. Common bean (Phaseolus vulgaris L.) breeding programs are not different in this sense. In this study, the genetic diversity of 21 common bean elite lines from the Bean Regional Trials conducted by the Embrapa Rice and Bean Research Center was evaluated using the Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD) and pedigree analyses. Based on genetic dissimilarity, three groups were defined: group I - lines 1, 9 and 10, with low genetic distances among them (0.00 to 0.06), originated from 11 Mesoamerican parents; group II - 17 lines with genetic distances ranging from 0.03 to 0.33, originated from 50 parents (mostly Mesoamerican); and group III - line 21 (PR 93201472), which parents are the Andean cultivar 'Pompadour' and the cultivar 'Irai' (unknown origin). The genetic distances between line 21 and the lines of the other two groups varied from 0.68 to 0.93. Pedigree analyses demonstrated that cultivars 'Carioca', 'Cornell 49-242', 'Jamapa', 'Tlalnepantla 64', 'Tara' and 'Veranic 2', all of Mesoamerican origin, were the most widely used parents for developing lines present in group II.
Diversidade genética é um pré-requisito em qualquer tipo de programa de melhoramento. No entanto, os melhoristas tendem a se concentrar em alguns genótipos que reúnem características de interesse e estes são usados em diversos programas de melhoramento. Os programas de melhoramento do feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.) não são diferentes quanto a esse aspecto. Visando o estudo da variabilidade genética, 21 cultivares-elite dos Ensaios Regionais de Feijão coordenados pela Embrapa Arroz e Feijão, foram caracterizados com marcadores moleculares Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD). Também, os pedigrees dos 21 cultivares elite foram pesquisados com o objetivo de estudar os progenitores usados no seu desenvolvimento. Baseado nos dados de distância genética, um gráfico de dispersão foi construído e três grupos foram identificados: 1) grupo I, formado pelas linhas 1, 9 e 10, com baixa diversidade genética entre si (0,00 a 0,06), originadas de 11 progenitores de origem Mesoamericana; 2) grupo II, formado por 17 linhagens com distâncias genéticas variando de 0,03 a 0,33, originadas de 50 progenitores, a maioria de origem Mesoamericana; e, 3) grupo III, formado pelo cultivar PR 93201472 (linhagem 21), que tem os cultivares 'Pompadour' (origem Andina) e 'Irai' (origem desconhecida) como seus progenitores. As distâncias genéticas entre PR 93201472 e os outros 20 cultivares variaram entre 0,68 e 0,93. De acordo com seus pedigrees, os cultivares 'Carioca', 'Cornell 49-242', 'Jamapa', 'Tlalnepantla 64', 'Tara' e 'Veranic 2', todos de origem Mesoamericana, foram os progenitores mais empregados na geração das linhagens do grupo II.
RESUMO
Genetic diversity is essential for any breeding program. However, breeders tend to concentrate on specific genotypes, which combine traits of interest and may be used as progenitors in several breeding programs. Common bean (Phaseolus vulgaris L.) breeding programs are not different in this sense. In this study, the genetic diversity of 21 common bean elite lines from the Bean Regional Trials conducted by the Embrapa Rice and Bean Research Center was evaluated using the Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD) and pedigree analyses. Based on genetic dissimilarity, three groups were defined: group I - lines 1, 9 and 10, with low genetic distances among them (0.00 to 0.06), originated from 11 Mesoamerican parents; group II - 17 lines with genetic distances ranging from 0.03 to 0.33, originated from 50 parents (mostly Mesoamerican); and group III - line 21 (PR 93201472), which parents are the Andean cultivar 'Pompadour' and the cultivar 'Irai' (unknown origin). The genetic distances between line 21 and the lines of the other two groups varied from 0.68 to 0.93. Pedigree analyses demonstrated that cultivars 'Carioca', 'Cornell 49-242', 'Jamapa', 'Tlalnepantla 64', 'Tara' and 'Veranic 2', all of Mesoamerican origin, were the most widely used parents for developing lines present in group II.
Diversidade genética é um pré-requisito em qualquer tipo de programa de melhoramento. No entanto, os melhoristas tendem a se concentrar em alguns genótipos que reúnem características de interesse e estes são usados em diversos programas de melhoramento. Os programas de melhoramento do feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.) não são diferentes quanto a esse aspecto. Visando o estudo da variabilidade genética, 21 cultivares-elite dos Ensaios Regionais de Feijão coordenados pela Embrapa Arroz e Feijão, foram caracterizados com marcadores moleculares Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD). Também, os pedigrees dos 21 cultivares elite foram pesquisados com o objetivo de estudar os progenitores usados no seu desenvolvimento. Baseado nos dados de distância genética, um gráfico de dispersão foi construído e três grupos foram identificados: 1) grupo I, formado pelas linhas 1, 9 e 10, com baixa diversidade genética entre si (0,00 a 0,06), originadas de 11 progenitores de origem Mesoamericana; 2) grupo II, formado por 17 linhagens com distâncias genéticas variando de 0,03 a 0,33, originadas de 50 progenitores, a maioria de origem Mesoamericana; e, 3) grupo III, formado pelo cultivar PR 93201472 (linhagem 21), que tem os cultivares 'Pompadour' (origem Andina) e 'Irai' (origem desconhecida) como seus progenitores. As distâncias genéticas entre PR 93201472 e os outros 20 cultivares variaram entre 0,68 e 0,93. De acordo com seus pedigrees, os cultivares 'Carioca', 'Cornell 49-242', 'Jamapa', 'Tlalnepantla 64', 'Tara' e 'Veranic 2', todos de origem Mesoamericana, foram os progenitores mais empregados na geração das linhagens do grupo II.
RESUMO
The soybean [Glycine max (L.) Merrill] crop holds a prominent position in the Brazilian economy because of the extension of the planted area and volume of grain production, but the beany flavor has been a limiting factor for soybean derivatives consumption by western population. This flavor is produced mainly by action of lipoxygenase enzymes (Lox1, Lox2 and Lox3), present in some commercial varieties. The genetic elimination of the alleles that codify these enzymes is the most appropriate way to avoid problems associated to this deleterious flavor. To elucidate the effect of seed lipoxygenase elimination on the resistance to plant pathogens, normal varieties of soybean (FT-Cristalina RCH, Doko RC and IAC-12) and their backcross-derived lines, both with the three lipoxygenases present in their seeds (triple-positive, TP) and without the three lipoxygenases (triple-null, TN), were tested for their resistance to stem canker (Diaporthe phaseolorum f.sp. meridionalis), frogeye leaf spot (Cercospora sojina Hara), and powdery mildew (Microsphaera diffusa Cke. & Pk.). All genetic materials studied were resistant to stem canker. FT-Cristalina RCH and Doko-RC and their TP and TN lines were resistant to frogeye leaf spot. IAC-12 and its derived lines not only presented a higher disease index, but also the derived lines, TP and TN, were more susceptible, indicating the loss of genes for disease resistance in the backcrosses. There was no association between the elimination of lipoxygenases from the seeds with the resistance to frogeye leaf spot. In relation to the powdery mildew, TP or TN lines presented similar or higher resistance than their respective recurrent parents whose susceptibility appeared in the following order: IAC-12, less susceptible, Doko-RC, intermediate and FT-Cristalina RCH, more susceptible.
A cultura da soja [Glycine max (L.) Merrill] ocupa lugar de destaque na economia brasileira, tanto em termos de área plantada, quanto de produção de grãos. A presença de gosto de feijão cru tem sido limitante para o consumo de derivados de soja pelos povos ocidentais. Esse sabor característico é proporcionado pelas enzimas lipoxigenases (Lox1, Lox2 e Lox3). A eliminação dessas enzimas, pela manipulação genética dos alelos que as codificam, é a maneira mais adequada de contornar os problemas associados ao sabor desagradável. Visando elucidar a participação das lipoxigenases, no processo de resistência da soja a patógenos, variedades normais de soja (FT-Cristalina RCH, Doko RC e IAC-12) e suas respectivas linhagens obtidas por retrocruzamentos, sem as três lipoxigenases nas sementes (triplo-nulas - TN) e com as três lipoxigenases (triplo-positivas - TP), foram testadas quanto às suas resistências ao cancro-da-haste (Diaporthe phaseolorum f.sp. meridionalis), à cercosporiose (Cercospora sojina Hara) e ao oídio (Microsphaera diffusa Cke. & Pk.). Todos os materiais genéticos foram resistentes ao cancro-da-haste. Com relação à cercosporiose, FT-Cristalina RCH e Doko-RC e suas respectivas linhagens com ou sem lipoxigenases mostraram-se resistentes, enquanto IAC-12 e suas linhagens derivadas mostraram índices de doença mais elevados, sendo que as linhagens IAC-12 TP e TN foram mais suscetíveis, indicando perda de gene de resistência nos retrocruzamentos. Não houve relação entre retirada dos genes que codificam lipoxigenases nas sementes com a resistência à cercosporiose. No caso do oídio, as linhagens TP ou TN apresentaram-se similares ou pouco mais resistentes que seus respectivos progenitores recorrentes, os quais se mostraram suscetíveis na seguinte ordem: IAC-12, menos suscetível, Doko-RC, intermediário e FT-Cristalina RCH, mais suscetível.
RESUMO
The soybean [Glycine max (L.) Merrill] crop holds a prominent position in the Brazilian economy because of the extension of the planted area and volume of grain production, but the beany flavor has been a limiting factor for soybean derivatives consumption by western population. This flavor is produced mainly by action of lipoxygenase enzymes (Lox1, Lox2 and Lox3), present in some commercial varieties. The genetic elimination of the alleles that codify these enzymes is the most appropriate way to avoid problems associated to this deleterious flavor. To elucidate the effect of seed lipoxygenase elimination on the resistance to plant pathogens, normal varieties of soybean (FT-Cristalina RCH, Doko RC and IAC-12) and their backcross-derived lines, both with the three lipoxygenases present in their seeds (triple-positive, TP) and without the three lipoxygenases (triple-null, TN), were tested for their resistance to stem canker (Diaporthe phaseolorum f.sp. meridionalis), frogeye leaf spot (Cercospora sojina Hara), and powdery mildew (Microsphaera diffusa Cke. & Pk.). All genetic materials studied were resistant to stem canker. FT-Cristalina RCH and Doko-RC and their TP and TN lines were resistant to frogeye leaf spot. IAC-12 and its derived lines not only presented a higher disease index, but also the derived lines, TP and TN, were more susceptible, indicating the loss of genes for disease resistance in the backcrosses. There was no association between the elimination of lipoxygenases from the seeds with the resistance to frogeye leaf spot. In relation to the powdery mildew, TP or TN lines presented similar or higher resistance than their respective recurrent parents whose susceptibility appeared in the following order: IAC-12, less susceptible, Doko-RC, intermediate and FT-Cristalina RCH, more susceptible.
A cultura da soja [Glycine max (L.) Merrill] ocupa lugar de destaque na economia brasileira, tanto em termos de área plantada, quanto de produção de grãos. A presença de gosto de feijão cru tem sido limitante para o consumo de derivados de soja pelos povos ocidentais. Esse sabor característico é proporcionado pelas enzimas lipoxigenases (Lox1, Lox2 e Lox3). A eliminação dessas enzimas, pela manipulação genética dos alelos que as codificam, é a maneira mais adequada de contornar os problemas associados ao sabor desagradável. Visando elucidar a participação das lipoxigenases, no processo de resistência da soja a patógenos, variedades normais de soja (FT-Cristalina RCH, Doko RC e IAC-12) e suas respectivas linhagens obtidas por retrocruzamentos, sem as três lipoxigenases nas sementes (triplo-nulas - TN) e com as três lipoxigenases (triplo-positivas - TP), foram testadas quanto às suas resistências ao cancro-da-haste (Diaporthe phaseolorum f.sp. meridionalis), à cercosporiose (Cercospora sojina Hara) e ao oídio (Microsphaera diffusa Cke. & Pk.). Todos os materiais genéticos foram resistentes ao cancro-da-haste. Com relação à cercosporiose, FT-Cristalina RCH e Doko-RC e suas respectivas linhagens com ou sem lipoxigenases mostraram-se resistentes, enquanto IAC-12 e suas linhagens derivadas mostraram índices de doença mais elevados, sendo que as linhagens IAC-12 TP e TN foram mais suscetíveis, indicando perda de gene de resistência nos retrocruzamentos. Não houve relação entre retirada dos genes que codificam lipoxigenases nas sementes com a resistência à cercosporiose. No caso do oídio, as linhagens TP ou TN apresentaram-se similares ou pouco mais resistentes que seus respectivos progenitores recorrentes, os quais se mostraram suscetíveis na seguinte ordem: IAC-12, menos suscetível, Doko-RC, intermediário e FT-Cristalina RCH, mais suscetível.