Analysis of genetic similarity detected by AFLP and coefficient of parentage among genotypes of sugar cane (Saccharum spp.)

Abstract

Despite the economical importance of sugar cane, until the present-date no studies have been carried out to determine the correlation of the molecular-based genetic similarity (GS) and the coefficient of parentage ( f)-estimates generated for cultivars. A comprehensive knowledge of the amount of genetic diversity in parental cultivars, could improve the effectiveness of breeding programmes. In this study, amplified fragment length polymorphism (AFLP) and pedigree data were used to investigate the genetic relationship in a group of 79 cultivars (interspecific hybrids), used as parents in one of the Brazilian breeding programmes, and four species of Saccharum ( Saccharum sinense, Saccharum barberi and two of Saccharum officinarum). The objectives of this study were to assess the level of genetic similarity among the sugar-cane cultivars and to investigate the correlation between the AFLP-based GS and f, based on pedigree information. Twenty one primer combinations were used to obtain the AFLP molecular markers, generating a total of 2,331 bands, of which 1,121 were polymorphic, with a polymorphism rate, on average, of 50% per primer combination. GSs were determined using Jaccard's similarity coefficient, and a final dendrogram was constructed using an unweighted pair-group method using arithmetic average (UPGMA). AFLP-based GS ranged from 0.28 to 0.89, with a mean of 0.47, whereas f ranged from 0 to 0.503, with a mean of 0.057. Cluster analysis using GS divided the genotypes into related subgroups suggesting that there is important genetic relationship among the cultivars. AFLP-based GS and f were significantly correlated ( r= 0.42, P< 0.001), thus the significance of this r value suggests that the AFLP data may help to more-accurately quantify the degree of relationship among sugar-cane cultivars.

Assessments of Biodiversity Based on Molecular Markers and Morphological Traits among West-Bank, Palestine Fig Genotypes (Ficus carica L.)

“…However, for the remaining genotypes they were often similar. This difference could be attributed to the phenotypic modifycations caused by the harshest prevailing weather conditions in the Mediterranean basin where fig can grow [7,12], particularly since plasticity in morphology is present in fig [9]. However, RAPD is not confounded by the environment, pleiotropic and epistatic effects [13], and has been found to be a useful and powerful tool to estimate genetic diversity of species and genotype identity.…”

“…In fig, several reports demonstrated the usefulness of these markers in documenting variability among genotypes [6,[9][10][11]. However, morphological characters can often yield ambiguous results due to high plasticity for many traits, as well as phenotypic modifications caused by environmental differences [12].…”

Análise dos coeficientes de endogamia e de parentesco para qualquer nível de ploidia usando o pacote estatístico R

“…As estimativas de coeficiente de parentesco têm sido apenas indicadores preliminares das combinações mais divergentes, entretanto, têm sido úteis nos programas de melhoramento em estágios iniciais, cujo acúmulo de informações fenotípicas e moleculares das populações ainda são escassas. LIMA et al (2002) utilizaram o procedimento PROC INBREED incluído no programa SAS (SAS INSTITUTE, 1989) na análise de parentesco em cana-deaçúcar. Neste trabalho, os autores adotaram algumas pressuposições, como r XY igual a zero para ancestrais distantes e coeficientes de endogamia também iguais a zero, em virtude da característica heterozigota dos genótipos da cultura da cana-de-açúcar, além de considerar a segregação bivalente da espécie.…”

Estudo da estrutura populacional em cana-de-açúcar usando marcadores do tipo SNP

“…Por exemplo, assume-se ausência de deriva genética e seleção, contribuição igual dos gametas oriundos dos genitores, ausência de falhas e de erros de anotação dos registros da genealogia. Além disso, para a estimativa do coeficiente de parentesco dos acesso desse painel, assumiu-se que os indivíduos fossem diploides, o que obviamente não é o caso da cana-de-açúcar (LIMA et al 2002). A correlação baixa entre a matrizes de coeficientes de parentesco e de proporção de alelos compartilhados (r = 0, 30), é um resultado que fortemente sugere essa hipótese.…”

“…Isto pode ser afirmado porque o material melhorado geneticamente agrupou-se quando sua estrutura genética foi avaliada com base em SNPs. Isto tambpem foi relatado por Lima et al (2002) e Roach (1989. Desse modo, espera-se que as informações aqui apresentadas sejam úteis para elaboração de trabalhos futuros de mapeamento associativo em cana-de-açúcar, bem como para auxiliar os melhoristas em obter um melhor conhecimento da cana-de-açúcar.…”