Molecular genetic diversity characterization in a germplasm collection of Brachiaria spp

Brachiaria é um gênero de gramíneas composto por cerca de 100 espécies. Nas últimas décadas, algumas destas espécies vêm sendo amplamente usadas como forrageiras nas regiões tropicais. Uma importante coleção de germoplasma, que preserva 443 acessos e amostra 14 espécies diferentes, foi introduzida no Brasil na década de 1980 e está estabelecida na Embrapa Gado de Corte, Campo Grande/MS. Esta coleção vem sendo usada no Programa de Melhoramento Genético de Forrageiras Tropicais da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. São cinco as espécies de maior valor para este programa de melhoramento: B. brizantha, B. decumbens, B. dictyoneura, B. humidicola e B. ruziziensis. Este trabalho visou ao desenvolvimento de marcadores moleculares do tipo microssatélites para B. brizantha e B. humidicola e a caracterização da diversidade genética existente em acessos e cultivares destas cinco espécies. Foi desenvolvido um total de 28 microssatélites polimórficos para B. brizantha e 27 para B. humidicola. Vinte microssatélites desenvolvidos para B. brizantha foram usados na caracterização da diversidade genética intra-específica em 160 acessos e cinco cultivares desta espécie. Dentre estes 20 locos, sete foram usados para caracterizar a variabilidade interespecífica entre estes 165 genótipos de B. brizantha e 13 acessos de B. decumbens, sete de B. dictyoneura, 42 de B. humidicola e 16 de B. ruziziensis. Os 27 microssatélites desenvolvidos para B. humidicola foram usados na caracterização da diversidade genética existente nos 58 acessos desta espécie, conservados nesta coleção, além de duas cultivares. A diversidade interespecífica acessada através de similaridades genéticas mostrou que os marcadores utilizados foram capazes de distinguir as cinco espécies estudadas, sendo que B. brizantha, B. decumbens e B. ruziziensis revelaram-se mais similares entre si e mais dissimilares em relação a B. dictyoneura e B. humidicola. Apesar disso, uma análise Bayesiana revelou que B. brizantha e B. decumbens compartilham pools alélicos entre si, não compartilhados pelas outras espécies. Do mesmo modo, B. dictyoneura e B. ruziziensis compartilham um pool gênico entre si, enquanto que B. humidicola apresenta um pool gênico distinto. Estes resultados combinados estão discutidos. A análise de diversidade intraespecífica em B. brizantha mostrou que os genótipos avaliados foram posicionados em três grupos principais de diversidade, sendo que esta diversidade não está fortemente estruturada. A análise intraespecífica em B. humidicola mostrou uma clara distinção do único acesso sexual desta coleção em relação aos demais, todos apomíticos, e revelou que a diversidade genética nesta coleção está mais bem estruturada que a encontrada em B. brizantha. xBrachiaria is a genus that comprises about 100 species. In the last decades, some of its species have been widely used as forages in the Tropics. A germplasm collection with 14 species represented by 443 accessions was introduced to Brazil in the decade of 1980 and is maintained at Embrapa Beef Cattle, Campo Grande, central Brazil. This collection has been used in the Tropical Forages Breeding Program of the Brazilian Agricultural Research Corporation. The most valuable species, considering agronomical aspects, are: B. brizantha, B. decumbens, B. dictyoneura, B. humidicola and B. ruziziensis. The main goal of this work was the development of microsatellite markers for B. brizantha and B. humidicola and the characterization of the genetic diversity found within these species in both inter- and intraspecific approaches. A total of 28 polymorphic microsatellites is described for B. brizantha, while for B. humidicola we present 27 polymorphic loci. Twenty microsatellites of B. brizantha were used for assessing the genetic variability in 160 accessions and five cultivars of this species. Out of these twenty loci, seven were used to evaluate the 165 genotypes of B. brizantha and 13 accessions of B. decumbens, 7 of B. dictyoneura, 42 of B. humidicola and 16 of B ruziziensis. Twenty seven loci reported for B. humidicola were used in the intraspecific characterization of the genetic diversity of the whole collection of this species (58 accessions) and two cultivars. The interspecific genetic diversity revealed through similarities showed that the markers used were able to distinguish the five species studied. B. brizantha, B. decumbens and B. ruziziensis were the most similar, while B. humidicola and B. dictyoneura were closer to each other. Besides, a Bayesian analysis showed that B. brizantha and B. decumbens share exclusive allelic pools not present in the other species. Likewise, B. dictyoneura e B. ruziziensis share another allelic pool, while B. humidicola did not share genic pools with any other species. The intraspecific genetic diversity survey in B. brizantha revealed that genotypes were positioned within three major groups, but the genetic variability does not seem to be very structured. The intraspecific survey in B. humidicola showed a clear distinction between the one sexual accession of this species and all the other apomictic accessions, and unveiled that the genetic diversity within this species is more strongly structured than in B. brizanth