Descrição do Prompt

A tolerância ao armazenamento da mandioca refere-se principalmente à capacidade de suas raízes tuberosas resistirem à deterioração fisiológica pós-colheita (DFPC), que é uma característica chave que afeta sua comercialização e benefícios econômicos. A identificação de genes-chave que controlam essa característica é a base para o melhoramento molecular eficiente. Do melhoramento tradicional 1.0 ao melhoramento moderno 4.0, os métodos de identificação de genes evoluíram continuamente, integrando genética, genômica, bioinformática e outras tecnologias multidisciplinares. I. Métodos Tradicionais (Melhoramento 1.0/2.0): Localização Preliminar Baseada em Fenótipo e Análise Genética Antes da aplicação generalizada de ferramentas genômicas, a identificação de genes-chave dependia principalmente da observação detalhada de variações fenotípicas e da análise genética clássica. Avaliação de Recursos de Germoplasma e Identificação Precisa de Fenótipos: Este é o ponto de partida de todo o trabalho de melhoramento. Estudos avaliaram a tolerância ao armazenamento de diferentes linhagens de mandioca por meio de avaliações de longo prazo e em múltiplos locais, observando visualmente o grau de escurecimento e medindo a área de escurecimento, selecionando materiais de fenótipo extremo (como SMH, RYG1, altamente tolerantes ao armazenamento, e BRA258, SC8, extremamente intolerantes ao armazenamento). Ao mesmo tempo, a análise revelou que a tolerância ao armazenamento está significativamente correlacionada com baixo teor de matéria seca, baixo teor de amido e alto teor de β-caroteno nas raízes tuberosas, fornecendo pistas importantes de associação fenotípica e materiais candidatos para pesquisas subsequentes. Construção de População Genética e Análise de Herdabilidade: Construção de populações segregantes (como populações F1) por meio de hibridização para analisar as regras genéticas de tolerância ao armazenamento e outras características. Estudos mostraram que a resistência à DFPC e outras características da mandioca são controladas em conjunto por genes aditivos e não aditivos, mas certos componentes-chave (como a cor da polpa, relacionada aos carotenoides) são controlados principalmente por efeitos de genes aditivos. Isso sugere que a seleção recorrente no melhoramento convencional é eficaz para melhorar tais características. Bioquímica Fisiológica e Identificação de Metabólitos-Chave: Comparando as mudanças fisiológicas e bioquímicas de variedades tolerantes e intolerantes ao armazenamento durante o armazenamento, as principais vias metabólicas são identificadas. Estudos descobriram que o processo de DFPC está intimamente relacionado a explosões de espécies reativas de oxigênio (EROs). Variedades tolerantes ao armazenamento geralmente têm maior atividade do sistema enzimático antioxidante (como SOD, CAT, GR) e maior teor de carotenoides (como β-caroteno), que podem extinguir os radicais livres e retardar a DFPC. A análise metabolômica indica ainda que derivados de fenilpropanoides (como a cafeoil rutina) podem ser marcadores metabólicos estáveis relacionados à tolerância ao armazenamento. II. Era Genômica (Melhoramento 3.0): Identificação Sistemática Baseada em Ligação e Análise de Associação Com a publicação da sequência do genoma da mandioca, tornou-se possível usar marcadores moleculares em todo o genoma para a localização de genes. Análise de Associação Genômica Ampla (GWAS): Este método usa a rica variação genética em populações naturais ou de melhoramento para encontrar marcadores moleculares que estão significativamente associados às características-alvo. Por exemplo, no estudo de características de alto teor de proteína em raízes tuberosas, 22 loci significativamente associados e 82 genes candidatos foram localizados com sucesso por meio da identificação de fenótipos multi-anuais e GWAS de 261 linhagens de descendentes híbridos, dos quais 6 genes estão em linhagens de alto teor de proteína.