Molecular characterization of alleles associated with soybean grain quality

A soja (Glycine max (L.) Merrill) é um dos mais importantes produtos do agronegócio brasileiro, apresentando como principais atrativos seus altos teores de óleo e proteína no grão. A proteína de soja apresenta grande importância histórica na pecuária brasileira, sendo ingrediente básico da maioria das rações de suínos, aves e peixes. Atualmente, a soja também é importante fonte de proteína na alimentação humana, sendo consumida na forma de diferentes produtos, alguns dos quais têm na sacarose um importante componente. O óleo de soja, por sua vez, apresenta grande importância tanto na indústria alimentícia quanto na produção de biodiesel, uma forma de combustível biodegradável cuja utilização vem aumentando consideravelmente no país devido a leis de incentivo do Governo Federal. O Programa de Melhoramento da Qualidade da Soja (PMQS/BIOAGRO/UFV) tem como objetivo o desenvolvimento de cultivares de soja especiais, visando melhor atender ao mercado de soja para alimentação humana e para produção de óleo de qualidade. O presente trabalho insere-se dentro deste contexto e foi dividido em dois capítulos. No Capítulo I foi caracterizada uma nova mutação no gene GmFAD3A da variedade CS303TNKCA, desenvolvida pelo PMQS e que apresenta baixo teor de ácido linolênico. Esta mutação (delA) foi avaliada em uma população F 2 segregante para teor de ácido linolênico contendo 187 plantas, e em populações F 2:3 e F 2:4 , em diferentes ambientes, por meio de um marcador molecular baseado em High Resolution Melt (HRM). DelA explicou entre 48,81-65,97% da variação da característica, reduzindo os teores de ácido linolênico para 3,4-4,4%, se mostrando uma boa fonte de variabilidade genética para o desenvolvimento de cultivares de soja com óleo de maior qualidade. No Capítulo II, foi avaliado o efeito de uma mutação anteriormente caracterizada por outros pesquisadores no gene rafinose sintase 2 (GmRS2) da linhagem PI200508 sobre características de qualidade do grão de soja, pela da avaliação de uma população F 2 contendo 168 indivíduos. A mutação explicou 69,61%, 51,81% e 31,96% dos teores de estaquiose, rafinose e sacarose, respectivamente, e foi capaz de produzir soja com 0,18% de estaquiose no grão, em média. Os baixos valores de coeficiente de determinação encontrados para teor de proteína e óleo indicam que a mutação pode ser utilizada para aumentar o teor de sacarose e reduzir os teores de rafinose e estaquiose sem mudanças significativas nos teores de óleo e proteína.Soybean (Glycine max (L.) Merrill) is one of the most important products in Brazilian agribusiness, presenting high oil and protein contents as major attractives. Soy protein has a historical importance in Brazilian livestock, as the basic ingredient in pig, poultry and fish feed. Currently, soy is also an important source of protein for human consumption, in the form of different products, some of which depend on the amount of sucrose in the grain. Soybean oil, in turn, has great importance both in food industry and in the biodiesel production, a form of biodegradable fuel whose use has been increasing considerably in the country due to Federal Government's incentive laws. The purpose of the Soybean Quality Improvement Program (PMQS / BIOAGRO / UFV) is to develop special soybean cultivars, for better attend the soybean market for human consumption and for the production of high quality oil. The present work falls within this context and was divided into two chapters. In Chapter I, a new mutation in GmFAD3A gene of CS303TNKCA variety was characterized. This variety was developed by the PMQS and shows low linolenic acid content. This mutation (delA) was evaluated in a F 2 population containing 187 plants segregating for linolenic acid content, and in F 2:3 and F 2:4 populations, in different environments, using a molecular marker based on High Resolution Melt (HRM). DelA explained between 48.81-65.97% of the phenotype variation, reducing the linolenic acid levels to 3.4-4.4%, and was considered a good source of genetic variability for the development of soybean cultivars with a better quality soybean oil. In Chapter II, the effect of a previously characterized mutation in the raffinose synthase 2 gene (GmRS2), from lineage PI200508, on soybean quality characteristics was evaluated by an F 2 population containing 168 individuals. The mutation explained 69.61%, 51.81% and 31.96% of the stachyose, raffinose and sucrose contents, respectively, and we were able to produce soybean with 0.18% of stachyose in the grain, on average. The low coefficient of determination value found for protein and oil content indicates that the mutation can be used to increase sucrose and reduce raffinose and stachyose contents without significant changes in oil and protein.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio