Genetic relatedness between cassava (Manihot esculenta Crantz) and M. flabellifolia and M. Peruviana based on both RAPD and AFLP markers

The taxonomy of the genus Manihot is still uncertain and the genetic origin of cassava (M. esculenta Crantz) continues to be controversial. We studied the degree of genetic relatedness between cassava and two naturally occurring species (M. flabellifolia and M. peruviana) which are probably involved in the evolution of cassava, using RAPD and AFLP molecular markers. Thirty-three clonal accessions of cassava of known genetic diversity and 15 accessions of the wild species M. flabellifolia and M. peruviana were analyzed using 92 polymorphic RAPD bands and 73 polymorphic AFLP bands. The genetic markers were unable to differentiate the two wild species, which confirms their botanical similarity. Half of the total number of amplified bands were monomorphic in all of the genotypes evaluated. The mean genetic similarity (Jaccard) between cassava and the species M. flabellifolia/M. peruviana was 0.59. A grouping analysis (neighbor-joining method) with RAPD markers of cultivated cassava, M. flabellifolia/M. peruviana and the other wild species located the genotypes of cassava and M. flabellifolia/M. peruviana at one extremity and the three Mexican species (M. aesculifolia, M. michaelis and M. chlorostica) at the other. An intermediate position between these groups was occupied by two wild species (M. glaziovii and M. reptans) native to central and northeastern Brazil. These results are consistent with the hypothesis that the species M. flabellifolia and M. peruviana gave rise to the cultivated species.A taxonomia do gênero Manihot em grande parte não está resolvida e a origem genética da mandioca (M. esculenta Crantz) continua controvertida. Na tentativa de contribuir para elucidar sua história evolutiva, as relações de proximidade genética da mandioca com duas espécies selvagens que provavelmente participaram da sua história evolutiva, M. flabellifolia e M. peruviana, foram estudadas através de dois tipos de marcadores moleculares, os RAPDs e os AFLPs. Para tanto, foram empregados 33 acessos clonais de mandioca de reconhecida diversidade genética e 15 acessos das espécies selvagens M. flabellifolia e M. peruviana das regiões central e norte do Brasil, importantes centros de ocorrência natural destas espécies. Noventa e duas bandas polimórficas RAPD e 73 AFLP foram utilizadas para análise dos resultados. Ambos marcadores foram incapazes de diferenciar as duas espécies selvagens utilizadas, confirmando a grande semelhança botânica entre elas. Em relação à mandioca cultivada, os resultados revelaram grande proximidade genética entre estas e as espécies selvagens. Metade do total de bandas amplificadas apresentaram-se monomórficas entre todos os genótipos avaliados. O valor médio de similaridade genética (Jaccard) entre a mandioca e as espécies M. flabellifolia/M. peruviana é de 0.59. As relações de proximidade genética entre a mandioca e M. flabellifolia/M. peruviana foram confirmadas quando outras cinco espécies selvagens foram também incorporadas em relação ao polimorfismo gerado pelos RAPDs. A análise de agrupamento (neighbor-joining) realizada com genótipos de mandioca, de M. flabellifolia/M. peruviana e das demais espécies selvagens reuniu numa extremidade os genótipos de mandioca e M. flabellifolia/M. peruviana e na outra extremidade três espécies mexicanas (M. aesculifolia, M. michaelis e M. chlorostica). Entre estes dois grupos se posicionaram outras duas espécies selvagens cuja ocorrência natural é na região central e no nordeste brasileiro (M. glaziovii e M. reptans). Embora não conclusivos, os resultados apresentados são coerentes com a hipótese de que as espécies M. flabellifolia e M. peruviana poderiam ter originado a espécie cultivada. No entanto, outras espécies pouco estudadas (M. procumbens, M. fruticulosa, M. pentaphylla e M. pruinosa) foram recentemente citadas como geneticamente muito próximas da mandioca. Assim, um estudo abordando maior número de espécies e com marcadores mais apropriados, a exemplo dos microsatélites, merece ser feito.