A base genética e o processo de depressão por endogamia em um arroz híbrido de elite
A base genética e o processo da depressão por endogamia são ilustrados usando três casos representativos. Crédito:Science China Press A depressão por endogamia é definida como redução da aptidão ou desempenho decorrente do aumento da homozigosidade das progênies devido a sucessivas endogamias, enquanto a heterose se refere à superioridade de um híbrido sobre seu progenitor resultante do aumento da heterozigosidade. Esses dois fenômenos intimamente relacionados são de fundamental importância para o melhoramento de culturas e para a biologia evolutiva.
Apesar de uma compreensão abrangente da heterose, a base genética da depressão por endogamia tem sido debatida há muito tempo, especialmente em espécies autopolinizadoras como o arroz. Portanto, Xiaodong Xu e seus colegas do grupo de Zhang e Ouyang realizaram uma dissecação completa da base genética da depressão por endogamia, usando uma população de endogamia contínua derivada de um arroz híbrido de elite.
As descobertas foram publicadas na revista Science China Life Sciences .
Graus variáveis de depressões por endogamia foram detectados para todas as características, exceto data de título, mostrando declínios contínuos e reduzidos de F1 para F5 geração devido à redução contínua pela metade da heterozigosidade entre gerações.
Usando três características da panícula como modelos, descobriu-se que o aumento da homozigosidade para alelos em locos de características quantitativas (QTLs) com efeitos dominantes positivos, que contribuíram para a heterose do híbrido em relação aos seus pais, pode diminuir o desempenho da prole e explicar uma grande parte da depressão por endogamia. Esses loci com efeitos dominantes constituem a principal correlação entre heterose e depressão por endogamia.
No entanto, diferente da heterose, uma taxa de transmissão tendenciosa de alelos para QTLs com efeitos dominantes ou aditivos na região de distorção de segregação também alteraria a homozigosidade esperada e, assim, levaria a ligeiros efeitos de depressão. Quando um alelo com baixo desempenho foi transferido preferencialmente na prole devido à distorção de segregação, a extensão da depressão aumentará.
Além disso, as interações entre dois locus podem alterar a extensão e a direção dos efeitos de depressão dos loci alvo, e as interações globais promoveriam a depressão por endogamia entre gerações. Além disso, a depressão real por endogamia foi avaliada entre gerações, considerando o decaimento da heterozigosidade no contexto após a endogamia.
Os pesquisadores encontraram graus inconsistentes ou variados de depressão de fundo do F2 para F3 geração assumindo diferentes genótipos do locus alvo, o que pode afetar o efeito real de depressão do locus devido à epistasia.
Tomados em conjunto, os resultados sugerem que a arquitetura genética da depressão e da heterose por endogamia está intimamente ligada, mas também difere em seus mecanismos intrínsecos, o que expande a compreensão da arquitetura do genoma completo da depressão por endogamia. Ajudará os criadores a integrar QTLs de alta eficiência e heterozigotos heteróticos para desenvolver culturas de alto rendimento no futuro.
Este estudo foi relatado pelo grupo de Qifa Zhang e Yidan Ouyang do Laboratório Nacional Chave de Melhoramento Genético de Culturas, Universidade Agrícola de Huazhong, Wuhan, China.
