SciELO - Scientific Electronic Library Online

 
vol.15 número2Verificação de um Modelo de Diagrama de Controlo de Densidade do Povoamento para Pinheiro Larício (Pinus nigra Arn.) em Plantações na Bulgária índice de autoresíndice de assuntosPesquisa de artigos
Home Pagelista alfabética de periódicos  

Serviços Personalizados

Journal

Artigo

Indicadores

Links relacionados

  • Não possue artigos similaresSimilares em SciELO

Compartilhar


Silva Lusitana

versão impressa ISSN 0870-6352

Silva Lus. v.15 n.2 Lisboa dez. 2007

 

Caracterização Molecular de Genótipos Seleccionados de Pinheiro Manso para o Controlo da Qualidade do Pinhão

Isabel Evaristo*, Rogério Tenreiro** e Rita Costa*

*Investigador Auxiliar

Estação Florestal Nacional. Departamento de Ecofisiologia e Melhoramento Florestal, Av. da República, Quinta do Marquês, 2780-159  OEIRAS

**Professor Auxiliar

Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa. ICAT – Unidade de Microbiologia, Biotecnologia e Biologia Molecular, Campo Grande, 1749-016 LISBOA

 

 

 

Sumário. Para analisar a diversidade genética inter e intra populações de P. pinea, foram seleccionadas 25 diferentes proveniências oriundas de sete países da orla Mediterrânea (Portugal, Espanha, Itália, Grécia, Marrocos, Turquia e Israel) e sete povoamentos de três Regiões de Proveniência Portuguesas. Estas populações foram analisadas recorrendo a diferentes tipos de marcadores moleculares RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA), cpSSR (chloroplast Simple Sequence Repeat), AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism) e SSAP (Sequence Specific Amplification Polymorphism).

No caso particular dos microssatélites de cloroplasto (cpSSR), não foi detectada variabilidade genética uma vez que se obteve um único haplótipo em todas as populações analisadas. No entanto, com os restantes marcadores detectaram-se diferentes graus de polimorfismo. Com os RAPD, recorrendo a 15 primers aleatórios registou-se 52% de polimorfismo. Os nossos resultados demonstraram que os marcadores baseados em retrotransposões (SSAP) foram mais informativos do que os baseados em AFLP. Assim, com os SSAP, foram analisados 232 fragmentos distintos, dos quais 175 se revelaram polimórficos (75%), enquanto que para os AFLP, com as três combinações de primers (EcoRI/MseI), se obtiveram 132 fragmentos, dos quais 75 (57%) foram polimórficos.

A maior variabilidade genética encontrada registou-se dentro das populações e o índice de diferenciação FST variou de 7% com AFLP a 11%, com SSAP.

Palavras-chave: diversidade genética; Pinus pinea; RAPD; cpSSR; AFLP; SSAP

 

 

Molecular Characterisation of Stone Pine's Selected Genotypes for Pine Nut Quality Control

Abstract. In order to assess the genetic diversity, within and among Pinus pinea populations, 25 different provenances from seven countries (Portugal, Spain, Italy, Greece, Morocco, Turkey and Israel) and seven Portuguese populations originated from three Provenance Regions were selected. These populations have been analysed using different types of molecular markers: RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA), cpSSR (chloroplast Simple Sequence Repeat), AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism) and SSAP (Sequence Specific Amplification Polymorphism).

In the case of cpSSR, no genetic variability was revealed since a single haplotype was obtained for all the populations analysed. However, with the other markers different levels of polymorphism were obtained. RAPD profiles revealed 52% of polymorphic fragments with 15 different primers. Our results showed that SSAP approach was more efficient to retrieve information than AFLP analysis, leading to the highest number of polymorphic fragments obtained and higher levels of estimated genetic diversity. With SSAP, 232 distinct fragments were scored, and 175 were polymorphic (75%), while with the three AFLP primer combination (EcoRI/MseI) 132 distinct fragments were produced, with 75 (57%) being polymorphic.

The greater genetic variation was found mainly within populations and the fixation index FST averaged over loci ranged from 7% with AFLP to 11% with SSAP.

Key words: genetic diversity; Pinus pinea; RAPD; cpSSR; AFLP; SSAP

 

 

Caractérisation Moléculaire de Génotypes de Pin Pignon Sélectionnés pour le Contrôle de la Qualité du Pignon

Résumé. Pour évaluer la diversité génétique intra et inter populations de P. pinea, nous avons sélectionné 25 différentes provenances originaires de sept pays méditerranéens (Portugal, Espagne, Italie, Grèce, Maroc, Turquie et Israël) et sept peuplements dans trois régions de provenance portugaises. Ces populations ont été analysées avec le recours à divers marqueurs moléculaires: RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA), cpSSR (chloroplast Simple Sequence Repeat), AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism) e SSAP (Sequence Specific Amplification Polymorphism).

Dans le cas particulier des microsatellites chloroplastiques (cpSSR), la variabilité génétique n'a pas été signalée, étant donné qu'on a trouvé un seul haplo type commun à toutes les populations analysées. Cependant, avec les autres marqueurs moléculaires on a obtenu différents polymorphismes. Chez les RAPD, et en utilisant 15 primes aléatoires, on a enregistré 52% de polymorphisme. Ainsi, nos résultas ont démontré que les marqueurs basés en rétrotransposons (SSAP) ont été plus informatifs que les AFLP. En effet, des 232 fragments analysés avec SSAP 75% ont présenté des niveaux de polymorphisme, tandis que, avec les AFLP et les trois combinaisons de primes (EcoRI/MseI), seulement 57% ont été polymorphiques.

On a constaté une plus grande variabilité génétique intra populations et l'index de différentiation FST a divergé de 7% avec les AFLP et 11% avec les SSAP.

Mots clés: diversité génétique; Pinus pinea; RAPD; cpSSR; AFLP; SSAP

 

Texto completo disponível apenas em PDF.

Full text only available in PDF format.

 

 

Bibliografia

AGRIMI, M., CIANCIO, O., 1994. Le pin pignon (Pinus pinea L.) 16eme Session du Comité CFFSA/CEF/CFPO des questions forestières méditerranénnes Silva Mediterranea 13-17 de Juin.        [ Links ]

ALPUIM, M., 1999. O melhoramento ao longo dos tempos. A sua evolução em Portugal. Seminário O contributo de Melhoramento Genético na Actividade Florestal. Região Autónoma dos Açores Dezembro, Ponta Delgada.

ANZIDEI, M., FADY, B., MADAGHIELE, A., SAGNARD, F., VENDRAMIN, G.G., 2001. Near absence of chloroplast micros-satellite variation in Pinus pinea L. is due to human impact. Poster apresentado IUFRO Tree Biotechnology em 22-27 de Julho.

ANUÁRIO VEGETAL, 2004. GPPAA - Divisão de Divulgação e Relações Públicas/Castel - Publicações e Edições , SA.

BADAL, E., 1992. L'anthracologie préhistorique: à propos de certains problèmes méthodologiques. Bull. Soc. Bot. Fr., Actual bot. 2/3/4: 167-189.

BARREIRA, L.L., ALPUIM, M., 1988. Contribuição para um programa de melhoramento de pinheiro manso. In Actas do "Encontro sobre Pinheiro manso". SPCF, Alcácer do Sal, 25-26 de Novembro.

BELAJ, A., SATOVIC, Z., CIPRIANI, G., BALDONI, L., TESTOLIN, R., RLLO, L., TRUJILLO, I., 2003. Comparative study of the discriminating capacity of RAPD, AFLP and SSR markers and of their effectiveness in establishing genetic relationship in olive. Theor. Appl. Genet 107: 736-744.

BOSHIER, D.H., 2000. Matting systems. In: Forest conservation genetics: principles and practice Chapter 5. Young A., Boshier D.H. Boyle T.J. (Eds) CSIRO, Melboume, Australia (Book Chapter).

BOTTA, R., MARINONI, D., BECCARO, G., AKKAK, A., BOUNOUS, G., 2001. Development of a DNA technique for the genetic certification of chestnut cultivars, For. Snow. Landsc. Res. 76(3): 425-428.

BURLEY, J., WOOD, P.J., LINES, R., 1976. A guide to field practice in Burley, J. e Wood P.J. (eds) A manual on species and provenance research with particular reference to the tropics, pp. 83-107. Commonwealth For. Univ., Oxford Univ., Oxford, U. K.

CARDOSO, M.M., LOBO, P.A., 2001. Delimitação de pisos bioclimáticos e regiões de proveniência de pinheiro manso em Portugal, usando sistemas de informação geográfica. Silva Lusitana  9(1): 93-108.

CARNEIRO, M.M., ALPUIM, M., BAETA, J., ROCHA, M.E., CARVALHO, M.A.V., 2000. Ensaio de proveniência de pinheiro manso (Pinus pinea L.) resultados dos cinco primeiros anos. Acréscimos em altura. In Actas 1er Simposio del Pino Piñonero Valladolid, Tomo II 129-137.

CERVERA, M.T., REMINGTON, D., FRIGERIO, J.M., STORME, V., IVEN, S.B., BOERJAN, W., PLOMION, C., 2000. Improved AFLP analysis of trees species. Can. J. For. Res. 30: 1608-1616.

CHEIRA, P.M.D., 1995. Estudo de Proveniências do Pinheiro Manso. Relatório de estágio profissionalizante apresentado à Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, pp. 87.

DICE, L.R., 1945. Measures of the amount of ecologic association between species. Ecology 26: 297-302.

DIRECÇÃO GERAL DAS FLORESTAS, 2001. Inventário Florestal Nacional. Portugal Continental. 3ª Revisão – Setembro de 2001, Recuperado em 2003, Janeiro 10 de World Wide Web: mapas - http://www.dgf. min-agricultura.pt/v4/ dgf/pub.php?ndx=126

tabelas - http://www.dgf.min-agricultura.pt/ ifn/Tabelas.htm#Tabela%201

ECHT, C.S., DEVERNO, L.L., ANZIDEI, M., VENDRAMIN, G.G., 1998. Chloroplast microsatellites reveal population genetic diversity in red pine, Pinus resinosa Ait.. Molecular Ecology 7:307-316.

EVARISTO, I., 2006. Caracterização molecular de genótipos seleccionados de pinheiro manso para o controlo da qualidade do pinhão. Tese de Doutoramento. Universidade de Lisboa, pp. 199.

EVARISTO, I., SEABRA, R., BAETA, J., PAIS, M.S., 2002. Caracterização molecular de proveniências de Pinus pinea L. por RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA) Silva Lusitana 10 (1): 53-61.

FADY, B., FINESCHI, S., VENDRAMIN, G.G., 2004. EUFORGEN Technical Guidelines for genetic conservation and use of italian stone pine (Pinus pinea L.). International Plant Genetic Resouces Institute, Rome, Italy, pp. 6.

FALLOUR, D., FADY, B., LEFEVRE, B., 1997. Study on isozyme variation in Pinus pinea L.: evidence for low polymorphism. Silvae Genética  46(4): 201-207.

FREIXO, J.I.V.C.G., 2004. Avaliação de um ensaio de proveniências de Pinheiro Manso (Pinus pinea L.). Relatório do trabalho de Fim de Curso de Engenharia Florestal e dos Recursos Naturais. Instituto Superior de Agronomia. Universidade Técnica de Lisboa, pp. 36.

GOLDSTEIN, D.B., LINARES, A.R., CAVALLI-SFORZA, L.L., FELDMAN, M.W., 1995. An evolution of genetic distances for use with microsatellite loci. Genetics 139: 463-471.

GÓMEZ, A., 1998. Análisis de la variabilidade genética de poblaciones españolas de Pinus halepensis mediante marcadores RAPD y microsatellites del chloroplasto. Tesis Doctoral. ETSI Agrónomos Universidad Politécnica de Madrid. Directores: Dra Mª Angeles Bueno Pérez y Dr Ricardo Alía Miranda, pp. 162.

GÓMEZ, A., AGUIRIANO, E., ALÍA, R, BUENO, M.A., 2002. Análisis de los recursos genéticos de Pinus pinea L. en España mediante microsatélites del cloroplasto Invest. Agr.: Sist. Recur. For. 11(1): 145-154.

GONÇALVES, C., 2005. Técnicas culturais e estrutura dos povoamentos. I Jornadas de Pinheiro Manso da ANSUB. Alcácer do Sal 27-28 de Janeiro.

GONZÁLEZ-MARTÍNEZ, S.C., ROBLEDO-ARNUNCIO, J.J., COLLADA, C., DIAZ, A., WILLIAMS, CG., ALIÁ, R., CERVERA, M.T., 2004. Cross amplification and sequence variation of microsatellite loci in Eurasian hard pines. Theor Appl Genet., 109 : 103-111

HAMRICK, J.L., GOH, M.W., SHERMAN-BROYLES, S.L., 1992. Factors influencing levels of genetic diversity in wood plant species. New Forests  6: 95-124.

HUFF, D.R., PEAKALL, R., SMOUSE, P.E., 1993. RAPD variation within and among natural populations of outcrossing buffalegrass (Buchloe daetyloides (Nutt.) Engalm) Theor Appl Genet., 86: 927-934.

JERROLD, H.Z., 1996. Biostatistical analysis Department of Biological Sciences. Northen Illinois University.Third Edition.

KANDEDMIR, G.E., KANDEMIR, I., KAYA, Z., 2004. The pattern of genetic Variation in Turkish Red Pine (Pinus brutia Ten.) seed stands as determined by RAPD markers. Silvae Genetica 53(4): 169-175.

KIM, Z.S., HWANG, J.W., LEE, S.W., YANG, G., GOROVOY, P.G., 2005. Genetic variation of Korean Pine (Pinus Koraiensis, Sieb.et Zucc.) at allozyme and RAPD markers in Korea, China and Rússia. Silvae Genetica 54(4-5): 235-246.

KREMER, A., DUREL, C-E, PETIT, R.V., VILLAR, M., 1994. Marqueur moleculaire et génetique des arbres forestiers. Biofutur, Février, pp. 17-23.

KREMER, A., MARIETTE, S., 2003. Molecular markers in population genetics. In: de Vienne, D. (ed. Molecular markers in plant genetics and biotechnology, pp. 126-149. Science Publishers, Inc., New York.

KUMAR, A., HIROCHIKA, H., 2001. Applications of retrotransposons as genetic tools in plant biology. Trends in Plant Science6(3): 127-134.

LITT, M., HAUGE, X., SHARMA, V., 1993. Shadow bands seen when typing polymorphic dinucleotide repeats: some causes and cures, BioTechniques15: 280-284.

LYNCH, M., MILLIGAN, B.G., 1994. Analysis of population genetic structure with RAPD markers. Molecular Ecology 3:91-99.

NEI MASATOSHI, 1973. Analysis of gene diversity in subdivided populations. Proc. Nat. Acad. Sci., 70: 11-3323.

PAGLIA, G., MORGANTE, M., 1998. PCR-based multiplex DNA fingerprinting techniques for the analysis of conifer genomes. Mol. Breed. 4 :173-177.

PARDUCCI, L., SZMIDT, A.E., MADAGHIELE, A., ANZIDEI, M., VENDRAMIN, G.G., 2001. Genetic variation at chloroplast microsatellites (cpSSRs) in Abies nebrodensis (Lojac.) Mattei and three neighboring Abies species. Ther. Appl. Genet. 102:733-740.

PETIT, R.J., BATTRAM, N., MCDEVITT, R., 1995. Hypervariable microsatellites provide a general source of polymorphic DNA markers for the chloroplast genome. Current Biology 5 :1023-1029.

PRADA, M.A., GORDO, J., MIGUEL, J., MUTKE, S., CATALÁN-BACHILLER, G., IGLESIAS, S., GIL, L., 1997. Las regions de procedência de Pinus pinea L. en España, pp. 109.

PROVAN, J., SORANZO, N., WILSON, N.J., McNICOL, J.W., FORREST, G.I., COTTRELL, J., POWELL W., 1998. Gene-pool variation in Caledonian and European scots pine (Pinus sylvestrys L.) revealed by chloroplast simple-sequence repeats. Proc. R. Soc. Lond. Ser. B.  265 : 1697-1705.

QUEEN, R.A., GRIBBON, B.M., JAMES, C., JACK, P., FLAVELL, A.J., 2004. Retrotransposon-based molecular markers for linkage and genetic diversity analysis in wheat. Mol Gen. Genomics 271: 91-97.

RIBEIRO, M.M., MARIETTE, S., VENDRAMIN, G.G., SZMIDT, A.E., PLOMION, C., KREMER, A., 2002. Comparison of genetic diversity estimates within and among populations of maritime pine using chloroplast simple sequence repeat and amplified fragment length polymorphism data. Molecular Ecology 11: 869-877.

RIBEIRO, M.M., PLOMION, C., PETIT, R., VENDRAMIN, G.G., 2001.Variation in chloroplast single–sequence repeats in Portuguese maritime pine (Pinus pinaster Ait.) Theor Appl Genet 102:97-103.

ROCHETA, M., CORDEIRO, J., OLIVEIRA, M., MIGUEL, C., 2006. PpRT1 (Pinus pinaster retrotransposon 1): the first gypsy-like retrotransposon isolated in Pinus pinaster. Planta 225(3): 551-562.

SALVADOR, L., ALÍA R., AGÚNDEZ, D., GIL, L., 2000. Genetic variation and migration pathways of maritime pine (Pinus pinaster Ait.) in the Iberian Peninsula. Theor Appl. Genet 100: 89-95.

SIMPSON, E.H., 1949. Measurement of diversity. Nature 163: 688.

SOKAL, R.R., ROHLF, J., 1997. Biometry Freeman and Company, New York.

TAM, S.M., MHIRI, C., VOGELAAR, A., KERKVELD, M., PEARCE, S.R., GRANDBASTIEN, M.A., 2005. Comparative analyses of genetic diversities within tomato and pepper collections detected by retrotransposon-based SSAP, AFLP and SSR. Theor. Appl. Genet 110(5): 819-831.

UDE, G., PILLAY, M., OGUNDIWIN, E., TENKOUANO, A., 2003. Genetic diversity in an African plantain core collection using AFLP and RAPD markers. Theor. Appl. Genet 107: 248-255.

VEKEMANS, X., 2001. AFLPsurv V.1.0. a software for genetic diversity analysis with AFLP population data, distributed by the author, xvekema@ulb.ac.be, Université Libre de Bruxelles.

VENDRAMIN, G.G., LELLI, L., ROSSI, P., MORGANTE, M., 1996. A set of primers for the amplification of 20 chloroplast microsatellites in Pinaceae. Molecular Ecology  5(4): 595-598.

VENDRAMIN, G.G., ANZIDEI, M., MADAGHIELE, A., BUCCI, G., 1998. Distribution of genetic diversity in Pinus pinaster Ait. as revealed by chloroplast microsatellites. Theor. Appl. Genet. 97:446-563.

VOS, P., HOGERS, R., BLEEKER, M., RIJANS, M., VAN DE LEE, T., HORNES, M., FRIJTERS, A., POT, J., PELEMAN, J., KUIPER, M., ZABEAU, M., 1995. AFLP: a new technique for DNA fingerprinting. Nucleic Acids Research 23:4407-4414.

WAHID, N., GONZÁLEZ-MARTÍNEZ, S.C., HADRAMI, I.EL., BOULLI, A., 2004. Genetic structure and variability of natural populations of maritime pine (Pinus pinaster Aiton) in Morocco. Silvae Genetica 53(3): 93-99.

WALTER, R., EPPERSON, B., 2001. Geographic pattern of genetic diversity in Pinus resinosa: area of greatest diversity is not the origin of postglacial populations; Molecular Ecology 10:103-111.

WALTER, R., EPPERSON, B., 2005. Geographic pattern of genetic diversity in Pinus resinosa: contact zone between descendants of glacial refugee. American Journal of Botany 92(1): 92-100.

WAUGH, R., MCLEAN, K., FLAVELL, A.J., PEARCE, S.R., KUMAR, A., THOMAS, B.B.T., POWELL, W., 1997. Genetic distribution of Bore-1-like retrotransposable elements in the barley genome revealed by sequence specific amplification polymorphisms (SSAP). Mol. Gen. Genet. 253:687-694.

WILLIAMS, J. G., KUBELIK, A.R., LIVAK, K.J., RAFALSKI, J.A., TINGEY, S.V., 1990. DNA polymorphisms amplified by arbitrary primers are useful as genetic markers. Nucleic Acids Research 18 (22): 6531-6535.

 

Entregue para publicação em  Outubro de 2007

Aceite para publicação em Novembro de 2007