Development of microsatellite markers for common bean (Phaseolus vulgaris L.)

O feijão é um alimento protéico amplamente consumido pela população brasileira. O Brasil ocupa a posição de maior produtor e consumidor mundial de feijão com produtividade média em torno de 700 Kg/ha. A cultura do feijão tem potencial para produzir acima de 4000 Kg/ha. Apesar de alta, a produção brasileira ainda sofre grandes prejuízos em virtude da indisponibilidade e inacessibilidade de uma tecnologia de plantio e manejo, cultivo em solos de baixa fertilidade, que exigem adubação, além da suscetibilidade de cultivares a diversas pragas e doenças, que constituem os principais fatores para a baixa produtividade nacional. Das estratégias utilizadas para minimizar as perdas na produção, o melhoramento genético do feijoeiro, visando à obtenção de cultivares de interesse econômico, tem se destacado, pois a utilização de tais cultivares é eficiente, segura e acessível a produtores. Atualmente, os programas de melhoramento têm sido grandemente auxiliados pelo uso de técnicas envolvendo marcadores moleculares. Marcadores microssatélites são constituídos de motivos que podem variar de 1 a 6 nucleotídeos repetidos em tandem. São de herança codominate e multialélica, apresentam um elevado conteúdo de informação e são altamente polimórficos. Os marcadores microssatélites são amplificados pela técnica de PCR utilizando pares de primers específicos e são tecnicamente simples desde que existam primers disponíveis. Além disso, a amplificação dos fragmentos de DNA é bastante reprodutível. No mapa genético integrado da espécie, foram posicionados 115 marcadores microssatélites já desenvolvidos. Foi identificado um marcador microssatélite localizado a 7,6 cM associado a um gene de resistência à mancha-angular, e outro localizado dentro da região do terceiro intron do gene que confere resistência ao crestamento bacteriano. O presente trabalho teve como objetivo a construção de primers microssatélites para fornecer ferramentas que auxiliem o desenvolvimento de programas de melhoramento do feijoeiro-comum. Foram seqüenciados fragmentos obtidos de bibliotecas enriquecidas para repetições CCA, AT e GGC. As seqüências foram analisadas e os primers foram desenhados a partir das regiões flanqueadoras dos microssatélites. A análise das seqüências foi realizada com o auxílio dos programas SeqMan 3.57 (DNASTAR, Madison, WI, EUA) e SSRIT (http://www.gramene.org/). Os primers microssatélites foram desenhados com auxílio dos programas Primer3 (http://frodo.wi.mit.edu/cgi- bin/primer3/primer3_www.cgi) e PrimerSelect 3.1 (DNASTAR, Madison, WI, EUA). Os primers que geraram produtos de amplificação nos cultivares Ouro Negro e AND 277, foram utilizados para a validação em 28 variedades diferentes da espécie Phaseolus vulgaris. Algumas dessas variedades são mesoamericanas e outras são andinas. Foram desenhados 34 pares de primers, dos quais 25 se mostraram viáveis quando analisados pelo programa PrimerSelect 3.1. Destes 25, apenas três mostraram-se polimórficos entre as variedades testadas. Foi também determinado o conteúdo de informação de polimorfismo (PIC) para tais primers. Pretende-se, em trabalhos futuros, construir novas bibliotecas para a obtenção de novos primers microssatélites.Common bean is a popular high-protein food consumed by the Brazilian population. Brazil ranks first worldwide as producer and consumer of common bean with a mean produtivity of around 700 Kg/ha. The crop would have the potential to produce over 4000 Kg/ha. Despite the high production in Brazil, the output is still severely cut back by the lack of available and accessible planting and management technologies, cultivation on low-fertility soils that require fertilization, besides the susceptibility of cultivars to diverse pests and diseases which altogether represent the main factors for the low national productivity. Among the strategies used to mitigate production losses the genetic improvement of common bean, aiming at the establishment of cultivars of economical interest is worth mentioning, since the use of these cultivars is effective, safe and acessible for producers. In the recent past improvement programs have made considerable headway by using techniques that involve molecular markers. Microsatellite markers consist of motifs that can vary from 1 to 6 tandem repeated nucleotides. They have codominate and multiallelic heritability, a high information content and are highly polymorphic. Microsatellite markers are amplified by the PCR technique using specific primer pairs and are xitechically simple if primers are avaliable. Besides, the amplification of the DNA fragments is quite repeatable. One hundred and fifteeen developed microsatellite markers were allocated in the integrated genetic map of the species. One microsatellite marker was identified at 7.6 cM associated to a gene of leaf spot resistance and another one in the region of the third intron of the gene that confers resistance against common bacterial blight. The present study had the objective of constructing microsatellite primers to provide tools that support the developement of common bean improvement programs. Fragments obtained from libraries enriched for the repeats CCA, AT and GGC were sequenced. The sequences were analyzed and the primers designed based on the flanking regions of the microsatellites. The sequence analysis was performed on software SeqMan 3.57 (DNASTAR, Madison, WI, EUA) and SSRIT (http://www.gramene.org/). The primer microsatellites were designed using software Primer3 (http://frodo.wi.mit.edu/cgi- bin/primer3/primer3_www.cgi) and PrimerSelect 3.1 (DNASTAR, Madison, WI, EUA). The primers that generated amplification products in the cultivars Ouro Negro and AND 277 were used to validate 28 different varieties of the species Phaseolus vulgaris. Some of these varieties are Mesoamerican and others Andean. Of the 34 designed primer pairs that were analyzed by PrimerSelect 3.1, twenty-five were viable. Only three of the 25 presented polmorphism among the tested varieties. The polymorphism information content (PIC) for these primers was also determined. New libraries for the establishment of new microsatellite primers are to be constructed in future studies.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio