TOLERANCE TO WATER STRESS IN DIFFERENT VARIETIES OF COWPEA (Vigna unguiculata L.) IN SEEDLING PHASE
DOI:
10.31413/nat.v11i4.14382Palavras-chave:
ISSR markers, genetic characterization, DNAResumo
ABSTRACT: Cowpea has great socioeconomic importance for the Northeast region of Brazil. However, this region suffers from water scarcity, leading to reduced production. Therefore, it is important to identify varieties adapted to water stress conditions. With that aim, this work characterized cowpea creole varieties at the seedling stage using ISSR markers and the Screening Box method. DNA samples extracted from 50 creole varieties were evaluated using ISSR markers. Among them, two were used as controls, one tolerant (Pingo de Puro 1,2) and the other susceptible (Santo Inácio) to drought. Multivariate and cluster analyses were used to identify genetic variability for drought tolerance. Then, an experiment using the Screening Box method was carried out under a greenhouse, where water deficit was induced in 22 varieties, including the control ones. These plants were selected based on the genetic characterization performed with the ISSR. In the first experiment, 45 varieties were grouped with the control creole varieties. Some showed a small genetic distance from the tolerant, indicating genetic similarity. However, significant differences were observed among creole varieties in the greenhouse experiment. In conclusion, nine landraces can be considered tolerant to water stress according to the results of the experiments.
Keywords: ISSR markers; genetic characterization; DNA.
Tolerância ao estresse hídrico em diferentes variedades de feijão-caupi
em fase de plântula
RESUMO: O feijão-caupi tem grande importância socioeconômica para a região Nordeste do Brasil. No entanto, esta região sofre com a escassez de água, levando à redução da produção. Portanto, é importante identificar variedades adaptadas às condições de estresse hídrico. Objetivou-se caracterizar variedades crioulas de feijão-caupi na fase de muda, utilizando marcadores ISSR e o método Screening Box. Utilizando marcadores ISSR, foram avaliadas amostras de DNA extraídas de 50 variedades. Dentre elas, duas foram utilizadas como testemunhas, uma tolerante (Pingo de Puro 1,2) e outra suscetível (Santo Inácio) à seca. Para identificar a variabilidade genética para tolerância à seca, foram utilizadas análises multivariadas e de agrupamento. Em seguida, foi realizado um experimento utilizando o método Screening Box, onde foi induzido déficit hídrico em 22 variedades, incluindo as testemunhas. Essas plantas foram selecionadas com base na caracterização genética realizada com o ISSR. No primeiro experimento, 45 variedades foram agrupadas com as variedades crioulas de controle. Alguns deles apresentaram uma pequena distância genética dos tolerantes, o que indica similaridade genética. No entanto, no experimento em casa de vegetação, foram observadas diferenças significativas entre as variedades crioulas. Concluindo, nove variedades crioulas podem ser consideradas tolerantes ao estresse hídrico de acordo com os resultados dos experimentos.
Palavras-chave: marcadores ISSR; caracterização genética; DNA.
Referências
ALI, Z. B.; YAO, K. N.; ODENY, D. A.; KYALO, M.; SKILTON, R.; ELTAHIR, I. M. Assessing the genetic diversity of cowpea [Vigna unguiculata (L.) Walp.] accessions from Sudan using simple sequence repeat (SSR) markers. Journal of Plant Interactions, v. 9, n. 7, p. 293-304, 2015. https://doi.org/10.5897/AJPS2015.1313
AMORIM, E. P.; REIS, R.V.; SANTOS-SEREJO, J. A.; AMORIM, V. B. O.; SILVA, S. O. Variabilidade genética estimada entre diplóides de banana por meio de marcadores microssatélites. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v. 43, p. 1045-1052, 2008. https://doi.org/10.1590/S0100-204X2008000800014
ASARE, A. T.; GOWDA, B. S.; GALYUON, I. K. A.; ABOAGYE, L. L.; TAKRAMA, J. F.; TIMKO, M. P. Assessment of the genetic diversity in cowpea (Vigna unguiculata L. Walp.) germplasm from Ghana using simple sequence repeat markers. Plant Genetic Resources, v. 8, n. 2, p. 142-150, 2010. https://doi.org/10.1017/S1479262110000092
ARAÚJO, L. B. R.; FIEGE, L. B. C.; SILVA, A.V.A.; BERTINI, C. H. C. M. Genetic diversity in cowpea landraces analyzed by ISSR markers. Genetics and Molecular Research, v. 18, n. 1, e18082, 2019. https://doi.org/10.4238/gmr18082
CONAB_Companhia Nacional de Abastecimento. Acompanhamento da safra Brasileira de grãos 2019. Safra 2018/19 - N. 7 - Sétimo levantamento | ABRIL, 119p. Disponível em:< https://www.conab.gov.br › boletim-da-safra-de-graos › Acesso em: 07 de nov. 2019.
CRUZ, C. D. Genes - a software package for analysis in experimental statistics and quantitative genetics. Acta Scientiarum. Agronomy, v. 35, p. 271-276, 2013. https://doi.org/10.4025/actasciagron.v35i3.21251
DIAS, F. T. C.; BERTINI, C. H. C. D. E. M.; SILVA, A. P. M. D. A.; CAVALCANTI, J. J. V. Variabilidade genética de feijão-caupi de porte ereto e ciclo precoce analisada por marcadores RAPD e ISSR. Ciência Agronômica, v. 46, p. 563-72, 2015. https://doi.org/10.5935/1806-6690.20150039
DOYLE, J. J. T.; DOYLE, J. L. Isolation of plant DNA from fresh tissue. Focus, v. 12, p. 13-15, 1990.
EMBRAPA_Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. Coleção ativa de germoplasma de feijão-caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp.) e de outras espécies do gênero Vigna, da Embrapa Meio-Norte, no período de 1976 a 2003. Teresina: Embrapa Meio Norte, 2011. 126p. (Documentos, 209). Disponível em: https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/84204/1/DOC209.pdf
FREIRE FILHO, F. R.; CARDOSO, M. J.; ARAÚJO, A. G. Caupi: nomenclatura científica e nomes vulgares. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v. 12, p. 1369-1372, 1983.
FROTA, K. M.; MENDONÇA, S.; SALDIVA, P. H.; CRUZ, R. J.; ARÊAS, J. A. Cholesterol-lowering properties of whole cowpea seed and its protein isolate in hamsters. Journal of Food Science, v. 73, p. 235-240, 2008. https://doi.org/10.1111/j.1750-3841.2008.00953.x
GHALMI, N.; MALICE, M.; JACQUEMIN, J. M.; OUNANE, S. M.; MEKLICHE, L.; BAUDOIN, J. P. Morphological and molecular diversity within Algerian cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp.) landraces. Genetic Resources and Crop Evolution. v. 57, p. 371-386, 2010. https://doi.org/10.1007/s10722-009-9476-5
JAPIASSÚ, A. M.; LOPES, K. P.; DANTAS, J. G.; NÓBREGA, J. S. Fenologia de quatro espécies arbóreas da Caatinga no Semiárido Paraibano. Revista Verde de Agroecologia e Desenvolvimento Sustentável, v. 11, n. 4, p.34-43, 2016.
LIMA, E. N.; PIRES, K. R. A.; CELIN, E. F.; BERTINI, C. H. C. M.; MESQUITA, R. O. Identificação de genótipos de feijão-caupi tolerantes e suscetíveis ao déficit hídrico, Nativa, v. 6, p. 608-612, 2018. https://doi.org/10.31413/nativa. v6i6.5795
MOJENA, R. Hierarchical Grouping Methods and Stopping Rules: An Evaluation. Comput, v. 20, p. 359-363, 1977.
NASCIMENTO, S. P. D. O.; BASTOS, E. A.; ARAÚJO, E. C.; FREIRE FILHO, F. R.; SILVA, E. M. D. Tolerance to water deficit of cowpea genotypes. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola Ambiental, v. 15, p. 853-860, 2011. https://doi.org/10.1590/S1806-66902011000100013
OMONDI, E. O.; DEBENER, T.; LINDE, M.; ABUKUTSA-ONYANGO, M.; DINSSA, F. F.; WINKELMANN, T. Molecular markers for genetic diversity studies in African leafy vegetables. Advances in Bioscience and Biotechnology. v. 7, p. 188-197, 2016. https://doi.org/10.4236/abb.2016.73017
PASQUET, R. S. Genetic relationships among subspecies of Vigna unguiculata (L.) Walp. based on allozyme variation. Theoretical and Applied Genetics, v. 98, p. 1104-1119 1999. https://doi.org/10.1007/s001220051174
PASQUET, R. S. Allozyme diversity of cultivated cowpea Vigna unguiculata (L.) Walp. Theoretical and Applied Genetics, v. 101, p. 211-219, 2000. https://doi.org/10.1007/s001220051471
R CORE TEAM, R: A language and environment for statistical computing. ViennaR Foundation for Statistical Computing, 2017.
RIBEIRO, V. Q. Cultivo do feijão-caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp.). Teresina: Embrapa Meio-Norte, 2002. 108p. (Sistemas de Produção, 2)
ROHLF, F. J. Adaptive hierarchical clustering schemes. Systematic Biology, v. 19, p. 58-82, 1970. https://doi.org/10.2307/2412027
SINGH, B. B.; MAI-KODOMI, Y.; TERAO, T. A simple screening method for drought tolerance in cowpea. Indian Journal of Genetics and Plant Breeding, v. 59, p. 211–220, 1999.
SINGH, B. B. Recent progress in cowpea genetics and breeding. Acta Horticulturae, v. 752, p. 69-76, 2007. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2007.752.7
SANTOS, M. F. D. O. S.; SOUSA, M. B. D. E.; PIRES, C. D. E. J.; SILVA, K. J. D. E.; ROCHA, M. D. E. M. Variabilidade genética de feijão-caupi de porte prostrado e semi-prostrado por marcadores ISSR. In: CONGRESSO NACIONAL DE FEIJÃO-CAUPI, 3. Anais... Recife, Pe. Resumo. Recife: UFRPE, 2013. p. 1-5
SOUSA, M. A.; LIMA, M. D. B.; SILVA, M. V. V.; ANDRADE, J. W. S. Estresse hídrico e profundidade de incorporação do adubo afetando os componentes de rendimento do feijoeiro. Pesquisa Agropecuária Tropical, v. 39, n. 2, p. 175-182, 2009.
SOUZA, D. C. L. Molecular techniques for characterization and conservation of medicinal and aromatic plants: a review. Revista Brasileira de Plantas Medicinais, v. 17, n. 3, p. 495-503, 2015. https://doi.org/10.1590/1983-084X/13_071
TIECHER, T. (Org.) Manejo e conservação do solo e da água em pequenas propriedades rurais do sul do Brasil: Práticas alternativas de manejo visando a conservação do solo e da água. Porto Alegre: UFRGS, 2016. 186p.
VAZ PATTO, M. C.; SATOVIC, Z.; PÊGO, S.; FEVEREIRO, P. Assessing the genetic diversity of Portuguese maize germplasm using microsatellite markers, Euphytica, v. 137, p. 63-72, 2004. https://doi.org/10.1023/B:EUPH.0000040503.48448.97
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2023 Nativa
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Direitos Autorais para artigos publicados nesta revista são do autor, com direitos de primeira publicação para a revista. Em virtude de a aparecerem nesta revista de acesso público, os artigos são de uso gratuito, com atribuições próprias, em aplicações educacionais e não-comerciais.
A artigos publicados nessa revista, podem ser reproduzidos parcialmente ou utilizados como referência por outros autores, desde que seja cita a fonte, ou seja, a Revista Nativa.
Copyright for articles published in this journal are the authors, with first publication rights granted to the journal. The journal shows open access, and articles are free to use, with proper attribution, in educational and non-commercial.
The articles published in this journal may be reproduced in part or used as a reference by other authors, provided that the source is quoted.