Project Portugal 2020

Operation code Code that identifies each project carried out using European funding.

Conclusion date

Summary

A análise das relações entre genoma e variações no fenótipo permite perceber a heriditabilidade e a evolução das variedades. Há várias estratégias para encontrar associações entre fenótiopo e a variação genética associada. Os estudos associação em coniferas têm tido até agora algumas limitações devido ao seu grande genoma e aos escassos recurso genéticos disponíveis o que implicava um elevado custo para genotipar o número de indivíduos que permitissem essa abordagem. No entanto, alguns estudos de associação foram efectuados com sucesso em coniferas (Pinus tadea, Pseudotsuga menziesii, Picea sitchensis) usando SNPs de alguns genes caracterizados em estudos de ESTs ou em genes candidatos para fenótipos de interesse. Os avanços tecnológicos, estão agora a permitir estes estudos em mais espécies, mesmo naquelas que têm pouca informação genética disponível, mas que são muito conhecidas a nível ecológico e evolutivo. Deste modo pretendemos usar a informação existente nos vários campos experimentais de pinheiro manso instalados em Portugal e complementar essa informação com informação genotipica por forma a realizar estudos de associação e identificar marcadores genéticos para características de interesse nesta espécie. Os campos experimentais de pinheiro manso em instalados em Portugal são vários e têm em conta os diferentes objectivos para os quais foram instalados, desde a produção de material vegetativo até ensaios para investigação e desenvolvimento. Sabe-se que apesar da baixa diversidade genética em pinheiro manso, a variabilidade existente permite que alguns indivíduos consigam superar essas limitações com melhor performance do que outros. No entanto os estudos efectuados até agora não permitem esclarecer a relação desta diversidade genética com genoma. Neste momento o grande interesse na produtividade da árvore está a favorecer a utilização em grande escala de clones de árvores certificadas para a produtividade, as chamadas árvores Plus. Deste modo foram estabelecidos por estacaria clones de 64 árvores o que está a contribuir para a erosão da variabilidade genética numa espécie com baixa variabilidade. Depois de analisadas as preocupações dos intervenientes neste sector com a identificámos como características de interesse para esta espécie a taxa de produção de pinha e pinhão, o rápido crescimento e a resistencia ao L. ocidentalis. No âmbito deste projecto vamos desenvolver métodos para identificar marcadores genéticos que permitam selecionar precocemente características de interesse em pinheiro manso em germinação ou mesmo em sementes é grande. Por forma a atingir os objectivos propostos o projecto está estruturado por 3 tipos de pilares: os ensaios que existem e que estão a decorrer e que serão usados serão os pilares verticais, os pilares horizontais com o tipo de dados que serão usados para análise e um pilar transversal que permite o armazenamento e a integração de toda a informação fenotípica existente com a informação de genotipagem que será obtida. Para este projecto identificámos 3 campos experimentais que têm sido seguidos há vários anos (anexo 1) com ensaios e informação importante para os objetivos do projecto. Tendo em conta abordagem genótipica deste projecto escolhemos campos experimentais com indivíduos de origem seminal diferente com dados fenotípicos existentes, bem documentados e acessíveis. No âmbito deste projecto os dados fenotípicos destes ensaios continuarão a ser obtidos e alargados e os dados de genotipagem serão obtidos. Assim, no âmbito deste projecto iremos adicionar a estes ensaios um novo nível de informação, a informação genotípica. A possibilidade de gerar para muitos indivíduos dados de sequenciação que possam ser usados para este tipo de análise vai permitir o uso de estudos genómicos associativos nos programas de melhoramento em pinheiro manso e na compreensão de alguns aspectos de genética ecológica. O trabalho foi dividido em tarefas que podem evoluir simultaneamente outras serão subsequentes de outras. Assim na primeira fase do trabalho os dados fenotípicos (Tarefa 1) continuarão a ser obtidos no âmbito deste projecto, pelo que no primeiro trimestre de casa ano, período da apanha da pinha, será a avaliada a produtividade para cada individuo (numero e peso das pinhas, numero e peso de pinhão, numero e peso de pinhão branco) bem como a contabilização dos danos provocados pelo Leptoglossus (Tarefa 2). No entato a avaliação da susceptibilidade ao Leptoglossus será efectuada situação controlada em laboratório na Tarefa 2 recorrendo a uma amostragem de pinhões por forma a complementar e a uniformizar as avaliações efectuadas no terreno. Esta tarefa decorre depois da apanha da pinha durante todos os anos de duração do projecto nos segundos e terceiros semestres. A tarefa será coordenada pelo ISA uma vez que em tipo de estudos já está implementado e a decorrer no âmbito do doutoramento de Ana Farinha. Para proceder à genotipagem de todos os indivíduos (Tarefa 3.1) será extraído DNA de agulhas jovens de todos os indivíduos. Após a construção da biblioteca o DNA será sequenciado numa plataforma Illumina. Este tipo de abordagem chamado de Genotyping -by-sequencing (GBS) permite fazer estudos de genotipagem procurando single nucleotide polymorphism (SNP) de coniferas com baixos custos associados. Após a análise da genotipagem as variações encontradas serão associados a um fenótipo ou metadados especifico previamente catalogado na Tarefa 1. Se algumas das variações genéticas encontrados serão significativamente mais frequente em algumas características em comparação com outras, podemos dizer que essas variações associadas a uma determinada característica (Tarefa 3.2). No âmbito deste projeta as características em estudo serão proveniência usando o campo de proveniencias instalado em Sines, que contém 1350 indivíduos com 25 proveniências geográficas, bem como o indivíduo de parcelas permanentes (Região V) e 64 clones do parque clonal, a fim de encontrar marcadores moleculares candidatos para a proveniência e a certificação DOP. A validação destes marcadores será realizada em indivíduos de fora amostragem com Fenotype conhecida (Tarefa 4). Esta validação será realizada utilizando a tecnologia Multiplex duas cores Real-Time PCR. Seguidamente será desenhado um microarray para mais facilmente poder analizar uma elevado numero de individuos/plantulas selectionando as caracteristicas de interesse antes da sua instalação. O conhecimento obtido e durante o projeto, como produtividade e L. occidentalis susceptibilidade será usado para melhor suportar estes marcadores. Este plasticidade será permitida pela infra-estrutura informática que permitirá catalogar toda a informação obtida independentemente do momento, de quem o fez e do formato dos dados (tarefa 5).