RESUMO
Papaya is a tropical and climacteric fruit that is recognized for its nutritional benefits and medicinal applications. Its fruits ripen quickly and show a drastic fruit softening, leading to great post-harvest losses. To overcome this scenario, breeding programs of papaya must invest in exploring the available genetic variation to continue developing superior cultivars with improved fruit quality traits. The objective of this study was to perform a whole-genome genotyping (WGG) of papaya, predict the effects of the identified variants, and develop a list of ripening-related genes (RRGs) with linked variants. The Formosa elite lines of papaya Sekati and JS-12 were submitted to WGG with an Illumina Miseq platform. The effects of variants were predicted using the snpEff program. A total of 28,451 SNPs having Ts/Tv (Transition/Transversion) ratio of 2.45 and 1,982 small insertions/deletions (InDels) were identified. Most variant effects were predicted in non-coding regions, with only 2,104 and 138 effects placed in exons and splice site regions, respectively. A total of 106 RRGs were found to be associated with 460 variants, which may be converted into PCR markers to facilitate genetic mapping and diversity studies and to apply marker-assisted selection (MAS) for specific traits in papaya breeding programs.
Assuntos
Carica/genética , Qualidade dos Alimentos , Frutas/genética , Marcadores Genéticos/genética , Genótipo , Mutação INDEL , Polimorfismo de Nucleotídeo Único , Carica/crescimento & desenvolvimento , Genômica , Fenótipo , Melhoramento VegetalRESUMO
Papaya (Carica papaya L.) is one of the main tropical fruits consumed in Brazil. The country is also one of the main papaya exporters, but one of the factors hindering its production lies on foliar diseases such as papaya black spot, which is caused by fungus Asperisporium caricae. This pathogen is widely distributed in the main producing regions of the Brazilian coastal area. Phylogeographic studies contribute to the knowledge about the genetic diversity and geographical distribution of genealogical lineages (haplotypes) and help better understanding the reproductive and evolutionary processes of closely related species or of a single species. Such information is useful in studies about phytopathogenic fungi because it enables identifying the most prevalent genealogical lineages in a given location, as well as inferring dispersal routes and providing information on the origin and frequency of exotic material introduction events. Results in this type of study can significantly help developing new disease control strategies. Literature still lacks studies on the Papaya x A. caricae pathosystem. Based on the phylogenetic and phylogeographic analysis applied to nucleotide sequences of the Internal transcribed spacer (ITS) gene, we herein address the genealogical and dispersal events recorded for this pathogen in order to better understand its evolution in, and adaptation to, Brazilian orchards. Three haplotypes were identified among the A. caricae isolates; their distribution was mostly related to the geographic distance between sample collection regions rather than to any reproductive or evolutionary processes presented by the species. The low variability among the herein studied isolates may result from the physiological specialization (survival exclusively associated with the host plant) and from the regional transport of contaminated fruits (with lesions and spores), besides the low contribution of reproductive events, which corroborate the lack of knowledge about the sexual stages of A. caricae.
O mamoeiro (Carica papaya L.), é uma das principais frutas tropicais consumidas no Brasil. O país é um dos principais exportadores de mamão e um dos gargalos da produção mundial está diretamente ligado à ocorrência de doenças foliares, podendo-se destacar a pinta-preta do mamoeiro, causada pelo fungo Asperisporium caricae. O patógeno está amplamente distribuído nas principais regiões produtoras, as quais englobam grande parte do litoral Brasileiro. Estudos filogeográficos contribuem não só para oconhecimento da diversidade genética e da distribuição geográfica das linhagens genealógicas (haplótipos), como também contribuem para o conhecimento dos processos reprodutivos e evolutivos de uma espécie ou de espécies estreitamente relacionadas. No estudo de fungos fitopatogênicos, tais informações são úteis para identificar linhagens genealógicas mais prevalentes em um determinado local, inferir as rotas de dispersão e fornecer informações sobre a origem e frequência dos eventos de introdução de material exótico. Este tipo de estudo produz resultados que podem colaborar significativamente na elaboração de novas estratégias de controle da doença. Não existe, até o presente momento, este tipo de estudo para o patossistema Mamoeiro x A. caricae. Neste trabalho, por meio da análise filogenética e filogeográfica, a partir de sequências nucleotídicas do gene Internal transcribed spacer (ITS), discutimos os eventos genealógicos e de dispersão deste patógeno com o intuito de compreender melhor sua evolução e adaptação nos pomares brasileiros. Dentre os isolados de A. caricae foram identificados 3 haplótipos, sendo sua distribuição relacionada mais ao distanciamento geográfico das regiões das coletas das amostras do que a eventuais processos reprodutivos ou evolutivos da espécie. Acredita-se que a baixa variabilidade dentre os isolados estudados seja explicada pela especialização fisiológica (sobrevivência exclusivamente associada à planta hospedeira) e ao transporte regional de frutos contaminados (com lesões e esporos), sendo baixa a contribuição de eventos reprodutivos, o que corrobora o desconhecimento de fase sexual de A. caricae.
