Morphological and molecular diversity among cassava genotypes

Abstract

The objective of this work was to characterize morphologically and molecularly the genetic diversity of cassava accessions, collected from different regions in Brazil. A descriptive analysis was made for 12 morphological traits in 419 accessions. Data was transformed into binary data for cluster analysis and analysis of molecular variance. A higher proportion of white or cream (71%) root cortex color was found, while flesh colors were predominantly white (49%) and cream (42%). Four accession groups were classified by the cluster analysis, but they were not grouped according to their origin, which indicates that diversity is not structured in space. The variation was greater within regions (95.6%). Sixty genotypes were also evaluated using 14 polymorphic microsatellite markers. Molecular results corroborated the morphological ones, showing the same random distribution of genotypes, with no grouping according to origin. Diversity indices were high for each region, and a greater diversity was found within regions, with: a mean number of alleles per locus of 3.530; observed and expected heterozygosity of 0.499 and 0.642, respectively; and Shannon index of 1.03. The absence of spatial structure among cassava genotypes according to their origins shows the anthropic influence in the distribution and movement of germplasm, both within and among regions.O objetivo deste trabalho foi caracterizar, morfológica e molecularmente, a diversidade genética de acessos de mandioca de diferentes regiões do Brasil. Realizou-se a análise descritiva de 12 características morfológicas em 419 acessos. Os dados foram transformados em dados binários para análise de agrupamento e análise de variância molecular. Observou-se maior proporção (71%) de cor branca ou creme do córtex da raiz, enquanto as cores da polpa foram predominantemente branca (49%) e creme (42%). Quatro grupos de acessos foram classificados pela análise de agrupamento, mas não foram agrupados de acordo com sua origem, o que indica que a diversidade não está estruturada no espaço. A maior parte da variação ocorreu dentro das populações (95,6%). Sessenta genótipos também foram avaliados com o uso de 14 marcadores microssatélites polimórficos. Os resultados moleculares corroboraram os morfológicos e mostraram a mesma distribuição aleatória dos genótipos, com ausência de agrupamento quanto ao local de origem. Os índices de diversidade foram elevados para cada região e a maior parte da diversidade foi observada dentro de regiões, com: número médio de alelos por loco de 3,530; heterozigosidade média observada de 0,499 e esperada de 0,642; e índice de Shannon de 1,03. A ausência de estrutura espacial entre os genótipos de mandioca de acordo com suas origens mostra a influência antrópica na distribuição e movimentação de germoplasma, tanto entre como dentro de regiões.