Conformité des pratiques aux recommandations :

Outra característica de grande influência para a aparência do grão é a sua forma, afetada diretamente pela proporção entre comprimento e largura. O tamanho e a forma do grão estão entre os primeiros critérios da qualidade de arroz que os melhoristas avaliam para desenvolver novas variedades comerciais (Adair et al., 1966). Estas características são correlacionadas com o peso do grão, componente importante na avaliação da produtividade da planta (Luo et al., 2004).

As classes comerciais de arroz são baseadas nas dimensões dos grãos inteiros após beneficiamento. Porém as normas de avaliação dos grãos relacionados às suas dimensões variam entre países e regiões de comercialização. Segundo o IRRI, o Comprimento de Grão pode ser avaliado como: Extremamente Longo (Nota 1 - >7,5 milímetro); Longo ( Nota 3 - 6,61-7,50 milímetros); Médio ou Intermediário (Nota 5 - 5,51-6,60 milímetros), e Curto (Nota 7-<5,5 milímetro) (Khush et al., 1979). A forma do grão (relação comprimento-largura) classificada como: Fino (Nota 1->3,0), Médio (Nota 5-2,01-3,0), e Largo (Nota 9-1,01-2,0). Os grãos curtos são geralmente os mais largos, seguido por médio e em seguida por grãos longos. A classe longo fino é classificada segundo a relação comprimento/largura do grão. A caracteristica Comprimento do Grão em arroz apresenta herança quantitativa (McKenzie & Rutger, 1983).

A preferência para dimensões dos grãos de arroz varia entre diferentes consumidores de culturas, países, regiões. Assim, os consumidores que tem preferência por grãos curtos, (geralmente representados por arroz japonica) são aqueles das regiões temperadas do Japão, China e Coréia (Khush, 1995). No sudeste asiático, a preferência é por grãos médios a médio- longo. No Brasil, EUA, e alguns países asiáticos a preferência tem sido pelo arroz de grãos longos e finos (geralmente representados por arroz indica) (Unnevehr et al., 1992; Juliano & Villareal, 1993). A demanda por essa classe tem sido cada vez maior no mercado internacional.

O melhoramento genético para qualidade de grãos é complexo. A fenotipagem requer uma grande quantidade de sementes para que os diferentes testes de qualidade possam ser realizados, o que retarda o programa de melhoramento. A seleção indireta com o uso de marcadores moleculares, especialmente com o emprego metodologias que permitam a detecção de polimorfismo nos genes que participam de vias metabólicas que afetam qualidade de grãos, como a síntese de amido, apresenta-se como uma oportunidade para auxiliar o programa de melhoramento para qualidade de grãos em arroz.

He et al. (1999) identificaram QTLs que afetam a porcentagem de grãos com Centro Branco: qPGWC-8 no cromossomo 8, qPGWC-12 no cromossomo 12 e qSWC-3 no cromossomo 3. Por outro lado, Tan et al. (2000) identificaram um QTL de maior efeito para “Barriga Branca” e Centro Branco no cromossomo 5. Wan et al. (2005) também identificaram outros QTLs no cromossomo 8, denominados qACE-8 para área do endosperma gessado, qDEC-8 para grau de opacidade do endosperma e qPGWC-9 para porcentagem de grão gessados. Outros três QTLs (qAC-8, qTD-8, e qIVOE-8) mapeados no mesmo intervalo dos QTLs indentificados no cromossomo 8, porém relacionados com o teor de amilose, maciez do grão e a palatibilidade do arroz cozido, respectivamente, foram mapeados por Wan et al. (2004). Considerando que os genes SSIII e DBE-isoamilase foram também mapeados na mesma região no cromossomo 8 (Jiang, 2002; Fujita et al., 1999), estes conjuntos de QTLs parecem estar asssociados ao controle de síntese e a estrutura da amilose e amilopectina (Smith et al., 1997 Nakamura 2002).

Dois genes OsPPDKB (a enzima PPDK contribui para o controle do fluxo do carbono na biosíntese do amido e lipideos durante o preenchimento da grão) (Kang et al. 2005) e Sintase de Amido IIIa (SSIIIa) (Fujita et al. 2007) apresentam efeito pleotrópico na característica Centro Branco. Um QTL (qPGWC-7) mapeado na região no cromossomo 7 e associado ao controle genético de Centro Branco (Zhou et al., 2009), compreende a mesma região do genoma onde estão localizados os genes OsPPDKB e SSIIIa. Porém, mutantes apresentando diferenças no grau de cristalinidade e na estrutura da amilopectina não apresentam diferença alélica em relação às variedades normais na região do gene SSIIIa (Zhou et al., 2009).

Diversos estudos genéticos em arroz identificaram QTL associados com o peso de grão, e forma (comprimento/largura), ou o alongamento da semente após o cozimento. Um QTL com efeito significativo no controle do peso e comprimento do grão foi localizado na região do centrômero do cromossomo 3 de arroz em diferentes cruzamentos inter e intra- específicos. (Huang et al. 1997; Redoña & Mackill 1998; Tan et al. 2000; Xing et al. 2001; Aluko et al. 2004, Li et al.2004; Wan et al. 2005). Outros trabalhos de mapeamento também mostraram que o comprimento, a largura e a relação comprimento/largura são controlados principalmente por dois locos, um no cromossomo 3 e outro no cromossomo 7 (Redoña & Mackill 1998). Posteriormente, Tan et al. (2000) identificaram QTLs para comprimento do grão no cromossomo 3 e para largura do grão no cromossomo 5. O gene GW2 foi isolado por clonagem posicional (Song et al., 2007) no cromossomo 2, com efeito no controle da largura e peso do grão de arroz. O gene GS3, que controla o comprimento de grão no cromossomo 3 (Fan et al. 2006) foi clonado e as sequência codante comparada em seis genótipos. Um SNP no segundo éxon foi identificando, permitindo a classificação das variedades que produzem grãos curtos e grãos longos. A associação da mutação neste gene (C/A) com o comprimento do grão em arroz foi confirmada recentemente (Fan et al., 2009). Com base na premissa de que o grão mais longo é produto da seleção artificial no processo de domesticação da espécie, o alelo mutante seria aquele relacionado com fenótipo de grãos longos. O marcador CAPS (SF28) foi sugerido para ser empregado em seleção assistida para comprimento do grão em arroz (Fan et al., 2009).

A qualidade do grão, sob diversos aspectos, é um conceito relativo, com forte influência cultural. Este trabalho teve por objetivo desenvolver marcadores microssatélites para emprego em seleção para qualidade de grãos arroz. As mensurações de componentes de qualidade de grãos realizadas neste estudo levaram em consideração as demandas do mercado brasileiro de grãos de arroz.

Hipóteses

1. Locos microssatélites, situados na região de genes da via metabólica de amido, estão associados a QTLs de qualidade de grãos em arroz.

2. Marcadores microssatélites e sistemas multiplex de genotipagem de microssatélites situados na região de genes da via metabólica de amido podem ser usados para a seleção precoce para qualidade de grãos em arroz.

Objetivo Geral

Desenvolvimento de painéis multiplex de marcadores microssatélites para seleção precoce para qualidade de grãos em programas de melhoramento genético de arroz.

Objetivos Específicos

• Seleção de regiões dos microssatélites dos genes de via metabólica do amido. • Desenho, síntese e avaliação de iniciadores de PCR.

• Seleção de marcadores microssatélites informativos. • Construção de painéis multiplex.

• Validação de marcadores e painéis multiplex:

• Mapeamento de QTLs de qualidade de grãos (RILs).

2-Materiais e Métodos

A Figura 6 mostra o fluxograma das atividades desenvolvidas neste trabalho.

Figura 6- Fluxograma das atividades que foram realizadas no presente trabalho.

2.1. Desenvolvimento de marcadores microssatélites ligados a genes da via metabólica de