A Importância do Feijão Comum na Segurança Alimentar
Os feijões comuns oferecem nutrição, adaptabilidade e benefícios ambientais, especialmente em países em desenvolvimento.
Jose J De Vega, K. Denning-James, C. Chater, A. J. Cortes, M. W. Blair, D. Pelaez, A. Hall
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Índice
- Tipos e Variedades
- Como os Feijões Ajudam o Meio Ambiente
- Domesticação e Diversidade
- Diferenças de Crescimento
- Sensibilidade ao Fotoperíodo e Determinância
- Esforços de Melhoramento Moderno
- Variedades Únicas de Feijão na Colômbia
- Foco da Pesquisa
- Métodos Usados na Pesquisa
- Estrutura e Análise Populacional
- Variação Fenotípica
- Descobertas Genéticas
- Adaptação e Função do Gene
- Futuro do Melhoramento de Feijão Comum
- Conclusão
- Fonte original
- Ligações de referência
Os feijões comuns são uma fonte alimentar importante no mundo todo, especialmente em países em desenvolvimento. Eles oferecem muitos benefícios à saúde e ajudam a combater a pobreza, fornecendo uma nutrição acessível. Esses feijões costumam ser cultivados porque têm um impacto ambiental menor em comparação com outras culturas. Eles conseguem se adaptar a diferentes climas, tornando-se uma fonte confiável de comida para várias comunidades.
Tipos e Variedades
Existem muitos tipos de feijões comuns, e a popularidade deles varia de região para região. As pessoas consomem não apenas os grãos, mas também as sementes imaturas, as vagens e as folhas. Esses feijões são ricos em proteínas, minerais e fibras, que ajudam a prevenir a desnutrição e problemas de saúde como o crescimento atrasado em crianças.
Como os Feijões Ajudam o Meio Ambiente
Como leguminosas, os feijões comuns têm uma relação especial com as bactérias no solo que ajudam a extrair nitrogênio do ar. Isso é benéfico porque melhora o nível de nitrogênio no solo, reduzindo a necessidade de fertilizantes químicos caros. Esse processo apoia o crescimento dos próprios feijões e de outras plantas por perto.
Domesticação e Diversidade
Os feijões comuns foram domesticados duas vezes, resultando em diferentes bancos genéticos: o Andino e o Mesoamericano. O tipo de Feijão Comum cultivado em uma área específica depende das necessidades do mercado e das condições de cultivo. Além disso, o isolamento genético e a seleção para diferentes características resultaram em várias raças e espécies de feijões.
Diferenças de Crescimento
Uma grande diferença entre os feijões cultivados e os silvestres é o jeito que crescem. Os feijões cultivados geralmente são anuais e conseguem se reproduzir sem polinização cruzada, enquanto os feijões silvestres podem viver mais tempo e precisam de polinização cruzada para prosperar.
Sensibilidade ao Fotoperíodo e Determinância
Durante a domesticação dos feijões comuns, características como insensibilidade ao fotoperíodo (não precisar de comprimentos de dia específicos para florescer) e determinância (parar de crescer quando as flores aparecem) se desenvolveram. Essas características ajudaram os feijões a prosperar em diferentes climas, permitindo que os agricultores os cultivassem em vários locais.
Os feijões indeterminados, que continuam crescendo e florescendo, são mais adequados a ambientes naturais porque conseguem competir com outras plantas. Por outro lado, os feijões determinantes são mais fáceis de manejar na agricultura, pois têm um crescimento mais compacto e podem ser colhidos mais rápido.
Esforços de Melhoramento Moderno
Os programas de melhoramento hoje focam não só em maximizar a produção, mas também em tornar os feijões resistentes a pragas e doenças, além de melhorar sua qualidade nutricional. As variedades antigas e os parentes silvestres dos feijões possuem uma vasta Diversidade Genética que os melhoristas podem usar para melhorar as variedades modernas.
Para manter características importantes como a insensibilidade ao fotoperíodo e a determinância, é crucial entender a diversidade genética e a estrutura dessas populações de feijão. Essa pesquisa garante que características valiosas permaneçam nos programas de melhoramento futuros.
Variedades Únicas de Feijão na Colômbia
A Colômbia tem uma variedade diversa de tipos de feijões comuns, especialmente devido à sua localização como um cruzamento entre os bancos genéticos andinos e mesoamericanos. Como resultado, os feijões na Colômbia mostram uma mistura de características de ambas as regiões. Essa diversidade oferece oportunidades para desenvolver novas variedades de feijão que combinem qualidades desejáveis de ambos os grupos.
Foco da Pesquisa
Um estudo focado em 144 variedades diferentes de feijões da Colômbia e áreas vizinhas foi realizado. Os pesquisadores coletaram uma ampla gama de variedades de feijão, incluindo elite, landrace, herança, daninhas e tipos silvestres. Eles usaram técnicas genéticas avançadas para analisar esses feijões, com o objetivo de descobrir características relacionadas ao tempo de floração e hábitos de crescimento.
Métodos Usados na Pesquisa
Os feijões foram cultivados em ambientes controlados, e os pesquisadores registraram várias características de crescimento, como o tempo que levaram para florescer, o tamanho das sementes e se eram determinantes ou sensíveis ao fotoperíodo. Eles também usaram tecnologias genômicas modernas para sequenciar o DNA dos feijões, o que permitiu identificar marcadores genéticos específicos associados a características desejáveis.
Estrutura e Análise Populacional
O estudo identificou grupos distintos dentro da população de feijão com base nas informações genéticas. A avaliação revelou que havia diferenças entre os feijões andinos e mesoamericanos, com os feijões colombianos exibindo uma mistura de ambos. Os pesquisadores realizaram uma análise detalhada para entender essas relações e como elas se correspondiam com as características de crescimento.
Variação Fenotípica
A pesquisa mostrou que certas características estavam ligadas a fatores demográficos. Por exemplo, alguns grupos foram distinguidos por características físicas como o tamanho da semente e o tempo de floração. A correlação entre o tempo de floração e o hábito de crescimento sugere que variedades específicas são mais adequadas às condições locais na Colômbia.
Descobertas Genéticas
Os pesquisadores identificaram vários marcadores genéticos-chave ligados a características como determinância e sensibilidade ao fotoperíodo. Através de técnicas avançadas, eles conseguiram conectar esses marcadores a possíveis genes candidatos envolvidos no crescimento e desenvolvimento das plantas. Essas descobertas podem ajudar os melhoristas a selecionar feijões com as características necessárias para lidar com as mudanças climáticas.
Adaptação e Função do Gene
Os genes identificados para as características estudadas desempenham papéis essenciais em como os feijões reagem à luz e às condições ambientais. Esses genes governam como as plantas crescem, florescem e produzem sementes. Entender esses genes permite que os cientistas facilitem o melhoramento dos feijões adequados a diferentes climas.
Futuro do Melhoramento de Feijão Comum
A pesquisa destaca a importância das variedades de feijão da Colômbia, mostrando sua diversidade genética e potencial para o melhoramento. Focando nas características andinas e mesoamericanas, os melhoristas podem desenvolver feijões que não apenas produzem melhor, mas também se adaptam aos desafios climáticos futuros.
Conclusão
Os feijões comuns são uma cultura vital com inúmeros benefícios para a saúde e nutrição, especialmente em regiões em desenvolvimento. Sua diversidade genética os torna resilientes e adaptáveis, proporcionando oportunidades para melhorar as práticas agrícolas e contribuir para a segurança alimentar. Pesquisas e esforços de melhoramento contínuos garantirão que os feijões comuns permaneçam um recurso crucial diante das mudanças nas condições ambientais.
Título: Selective breeding for determinacy and photoperiod sensitivity in common bean (Phaseolus vulgaris L.)
Resumo: Common bean (Phaseolus vulgaris L.) is a legume pulse crop that provides significant dietary and ecosystem benefits globally. We investigated two key traits, determinacy and photoperiod sensitivity, that are integral to its management and crop production, and that were early selected during the domestication of both Mesoamerican and Andean gene pools. Still, significant variation exists among common bean landraces for these traits. Since landraces form the basis for trait introgression in pre-breeding, understanding these traits genetic underpinnings and relation with population structure is vital for guiding breeding and genetic studies. We explored genetic admixture, principal component, and phylogenetic analyses to define subpopulations and gene pools, and genome-wide association mapping (GWAS) to identify marker-trait associations in a diversity panel of common bean landraces. We observed a clear correlation between these traits, gene pool and subpopulation structure. We found extensive admixture between the Andean and Mesoamerican gene pools in some regions. We identified 13 QTLs for determinacy and 10 QTLs for photoperiod sensitivity, and underlying causative genes. Most QTLs appear to be firstly described. Our study identified known and novel causative genes and a high proportion of pleiotropic effects for these traits in common bean, and likely translatable to other legume species. HighlightWe identified and explored QTLs for the domestication-related determinacy and photoperiod sensitivity traits, which are traits critically associated with population structure and management and crop production.
Autores: Jose J De Vega, K. Denning-James, C. Chater, A. J. Cortes, M. W. Blair, D. Pelaez, A. Hall
Última atualização: 2024-10-29 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.27.620491
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.27.620491.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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