DIVERSIDADE, ESTRUTURA E EROSÃO GENÉTICA DO FEIJÃO-FAVA (Phaseolus lunatus) NO NORDESTE DO BRASIL

Abstract

RESUMO:O feijão-fava (Phaseolus lunatus) representa uma importante fonte de proteína vegetal, sendo uma das leguminosas mais utilizadas para a alimentação da população da região Nordeste do Brasil, com forte relevância social e econômica. No Brasil, por ser uma zona de convergência entre centros de domesticação, existe elevada diversidade. Apesar disso, devido as pressões de mercado, temse observado a homogeneização dos cultivos e mudanças nas práticas agrícolas. Cenários como este podem levar a eventos de redução da diversidade genética da espécie no país. Contudo, poucos trabalhos são realizados com o intuído de avaliar e monitorar os níveis de diversidade genética do feijão-fava no Brasil. Assim, o objetivo desse trabalho foi caracterizar a diversidade e estrutura genética de 42 genótipos de feijão-fava coletados em 2016 no Nordeste do Brasil, e comparar aos níveis encontrados em 12 genótipos coletados em 1980, com o intuito de estimar a ocorrência de erosão genética. Além disso foi realizado estudo da riqueza de variedades e a caracterização do produtor e do manejo do feijão-fava. Os índices de diversidade totais foram obtidos a partir da análise não hierárquica dos genótipos analisados de feijão-fava. Para a estimativa da erosão genética foram realizadas comparações entre os índices de diversidade dos grupos temporais 2016 e 1980, totalizando 54 genótipos, além do índice de Garza-Williamson e o software Bottleneck. A riqueza de variedades tradicionais e caracterização dos agricultores e do manejo utilizado foram obtidas por meio da realização de entrevistas semiestruturadas. A análise de estrutura genética realizada mostrou que os 42 genótipos de 2016 formaram dois grupos (k=2). Os valores de heterozigosidade observada (Ho) foram inferiores aos da heterozigosidade esperada (He) para a maioria dos genótipos, indicando deficiência de heterozigotos com relação ao Equilíbrio de Hardy-Weinberg. A He variou de 0,144 a 0,47, evidenciado a existência de ampla diversidade genética em feijão-fava cultivado no Brasil. Os valores do índice Garza-Williamson foram abaixo de 0,68, para os genótipos coletados em 1980 e 2016, indicando que os genótipos pertencentes a esses grupos podem ter sofrido um gargalo genético recente. Entretanto, quando se fez a comparação de entre os valores de He de 1980 e 2016 pôde-se observar um aumento nos níveis de diversidade genética do período de 2016 com relação a 1980, o que pode ser um indicativo da recuperação do referido gargalo. As análises realizadas no software Bottleneck, sugeriram a ocorrência de gargalo nos genótipos coletados em 2016, conforme o modelo mutacional IAM (Infinite Allele Model). Esses resultados corroboram com o que foi observado pelos agricultores, que no passado cultivavam uma maior variedade de feijão-fava, mas que, devido à preferência do mercado, atualmente cultivam apenas uma ou no máximo três variedades. Estes resultados servirão de base para futuros programas de melhoramento genético da espécie no mundo, mas principalmente no Brasil, tendo em vista que no país ainda não existem genótipos melhorados que atendam a demanda dos produtores.

ABSTRACT:Lima bean (Phaseolus lunatus) represents an important source of vegetable protein, being one of the most used legumes to feed the population of the Northeast region of Brazil, with a strong social and economic relevance. In Brazil, because it is a zone of convergence between domestication centers, there is a great diversity. Despite this, due to market pressures, homogenization of crops and changes in agricultural practices have been observed. Scenarios like this can lead to events reducing the genetic diversity of the species in the country. However, few studies are carried out with the aim of evaluating and monitoring the levels of genetic diversity of the lima bean in Brazil. The objective of this work was to characterize the genetic diversity and structure of 42 lima bean genotypes collected in 2016 in the northeast of Brazil, and to compare the levels found in 12 genotypes collected in 1980 in order to estimate the occurrence of genetic erosion. In addition, a study of the richness of varieties and the characterization of the producer and the management of the lima bean were carried out. The total diversity indexes were obtained from the non-hierarchical analysis of the analyzed genotypes of fava beans. For the estimation of genetic erosion, comparisons were made between the diversity indexes of the 2016 and 1980 temporal groups, totaling 54 genotypes, in addition to the Garza-Williamson index and the Bottleneck software. The richness of traditional varieties and characterization of the farmers and the management used were obtained by means of semi-structured interviews. The Genetic Structure analysis performed showed that the 42 genotypes of 2016 formed two groups (k = 2). The values of observed heterozygosity (Ho) were lower than the expected heterozygosity (He) for most genotypes, indicating heterozygous deficiency with respect to HardyWeinberg equilibrium. He varied from 0,144 to 0,47, evidencing the existence of a wide genetic diversity in beans cultivated in Brazil. Garza-Williamson index values were below 0,68 for genotypes collected in 1980 and 2016, indicating that the genotypes belonging to these groups may have suffered a recent genetic bottleneck. However, when comparing the values of He from 1980 to 2016, an increase in the levels of genetic diversity of the period of 2016 with respect to 1980 could be observed, which may be indicative of the recovery of said bottleneck. The analyzes carried out in the Bottleneck software suggested the occurrence of a bottleneck in the genotypes collected in 2016, according to the mutational model (IAM) (Infinite Allele Model). These results corroborate what was observed by farmers, who in the past grew a greater variety of bean but which, because of market preference, currently cultivate only one or at most three varieties. These results will serve as a basis for future programs of genetic improvement of the species in the world, but mainly in Brazil, since in the country there are still no improved genotypes that meet the demand of the producers.