Submitted by (ana.araujo@ufrpe.br) on 2017-02-21T18:02:51Z No. of bitstreams: 1 Silvan Gomes de Brito.pdf: 841884 bytes, checksum: 6b8e147dd9071bbb1076ca5bcf2a438e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-21T18:02:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silvan Gomes de Brito.pdf: 841884 bytes, checksum: 6b8e147dd9071bbb1076ca5bcf2a438e (MD5) Previous issue date: 2012-07-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Genetic mapping based on the planning and establishment of the linear distance between marks associated with genes responsible for controlling qualitative and quantitative characteristics. The construction of genetic maps is considered the most impact applications of the technology of molecular markers in genetic analysis of species, potentially in plant breeding. A genetic map of linkage may be low, medium and high resolution in accordance with the greater or lesser number of genes or ordered markers. A factor of considerable importance to obtain consistent data that result in more accurate maps is the sample size or population, level of saturation in the linkage groups and marker type to be used. Thus, the aim of this work was to estimate the optimum size of population and saturation of the genomes were generated with saturation levels of 5, 10 and 20 cM, containing 210, 110, and marks 60, respectively, and F2 populations double-haploid populations. Each genome was composed of 10 linkage groups, with a size of 100 cM each. For each level of saturation of the genome populations were generated at 100, 200, 300, 500, 800 and 1000 individuals, with 100 replicates, each codominant and dominant markers used when the type F2 populations were dominant and only double-haploid populations. These populations were mapped using LODmín 3 and a maximum frequency of recombination of 30%. From the maps obtained were extracted information regarding the number of linkage groups and marks for group, size of linkage group, distance between adjacent marks, variance of the distances between adjacent marks, marks inversion obtained by Spearman correlation and degree of agreement of distances on maps with the original genome, obtained by the stress. Populations of the same size tend to produce maps with greater accuracy in higher levels of genome saturation. The optimum size of F2 populations for genetic mapping must be of at least 200 individuals when codominant markers are of type and 300 when the markers are the dominant type, regardless of the saturation level of the genome. While double-haploid populations in the optimal size was 200, 500 and 1000 individuals when the saturation levels of the genome were 5, 10 and 20 cM, respectively. / O mapeamento genético baseia-se no ordenamento linear e estabelecimento da distância entre marcas associadas a genes responsáveis pelo controle de características qualitativas e quantitativas. A construção de mapas genéticos é considerada uma das aplicações de maior impacto da tecnologia de marcadores moleculares na análise genética de espécies, e potencialmente, no melhoramento de plantas. Um mapa genético de ligação pode ter baixa, média e alta resolução, de acordo com menor ou maior número de genes ou marcadores ordenados. Um fator de fundamental importância para se obter dados consistentes que resultem em mapas mais acurados é o tamanho da amostra ou da população, o nível de saturação nos grupos de ligação e tipo de marcador a ser utilizado. Desse modo, objetivou-se com este trabalho estimar o tamanho ideal de população e saturação do genoma para a obtenção de mapas de ligação confiáveis por meio de simulação de dados em computador. Foram gerados três genomas com níveis de saturação de 5, 10 e 20 cM, contendo 210, 110 e 60 marcas, respectivamente, para populações F2 e populações duplo-haplóide. Cada genoma foi composto por 10 grupos de ligação, com um tamanho de 100 cM cada. Para cada nível de saturação do genoma foram geradas populações com 100, 200, 300, 500, 800 e 1000 indivíduos, com 100 repetições cada, sendo utilizado marcadores codominantes e dominantes quando as populações eram do tipo F2 e apenas dominante para populações duplo-haplóide. Estas populações foram mapeadas utilizando um LODmín de 3 e frequência máxima de recombinação de 30%. Dos mapas obtidos foram extraídas informações referentes ao número de grupos de ligação e de marcas por grupo, tamanho de grupo de ligação, distância entre marcas adjacentes, variância das distâncias entre marcas adjacentes, inversão de marcas obtida pela correlação de Spearman e grau de concordância das distâncias nos mapas com o genoma original obtida pelo estresse. Populações de mesmo tamanho tendem a produzir mapas com maior acurácia em níveis de saturação do genoma mais elevados. O tamanho ideal de populações F2 para mapeamento genético é de no mínimo 200 indivíduos quando os marcadores forem do tipo codominante e de 300 quando os marcadores forem do tipo dominante, independente do nível de saturação do genoma. Enquanto que em populações duplo-haplóide o tamanho ideal é de 200, 500 e 1000 indivíduos quando os níveis de saturação do genoma forem de 5, 10 e 20 cM, respectivamente.

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:25:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Tatiane_Medeiros_Souza.pdf: 940252 bytes, checksum: 01f4b10ebe6ad084dbd24af81cf960ee (MD5) Previous issue date: 2011-02-18 / The anther culture of rice is a technique used to obtain haploid plants. This technique is useful in plant breeding because it enables breeders to obtain fully homozygous plants in one generation. Thus, important and recessive features are expressed without the need to conduct a population through several generations of selfing. Rice, cereal of great economic and social importance, when under flooding conditions may face iron toxicity. That can cause high losses in the rice crop productivity. Through crosses between genotypes with contrasting tolerance to iron and to obtain a double haploid population, it is possible to study the mechanisms involved in the toxicity of iron to rice plants. The objective of this work was to develop a double-haploid population of rice from the F1 and F2 generations from the cross between genotypes Nipponbare x BRS Atalanta and BRS Firmeza x Epagri 107. Three different culture media: N6 (2.4 D, Kinetin and Picloran), NL (2.4 D, Picloran and Kinetin) and NL (NAA and Kinetin) were tested. Three experiments were conducted. The first testing the three culture media in Nipponbare x BRS Atalanta and BRS Firmeza x EPAGRI 107. In the second, the response to anther culture with genotypes Nipponbare and BRS Atalanta on regeneration medium NL (NAA and Kinetin). The third experiment consisted of F1 of the cross Nipponbare x BRS Atalanta with the culture medium NL (NAA and Kinetin). The study focused on the influence of different sources and concentrations of iron in culture medium for in vitro cultivation of rice. The sources used were ferric EDTA and ferric sulphate in concentrations of 0.9 mM, 4.5 mM and 9.0 mM. The results obtained in double-haploid plants were more expressive in the first experiment with the 1 culture medium, where the regeneration of green plants had an efficiency rate of 0,11%. The callus induction and regeneration of green plants and albino was greater in the cross Nipponbare x BRS Atalanta. The sources and concentrations of iron tested cultivars Nipponbare and BRS Atalanta genotype showed significant differences in all variables, being the variable shoot length the one presenting the most significant differences. / A cultura de anteras de arroz é uma técnica utilizada para a obtenção de plantas haplóides. Esta técnica tem grande utilidade no melhoramento de plantas, pois possibilita a obtenção de plantas totalmente homozigotas em apenas uma geração. Desta forma, características importantes e de caráter recessivo são manifestadas sem a necessidade de conduzir uma população a várias gerações de autofecundação. O arroz, cereal de grande importância econômica e social, apresenta em condições de alagamento, toxidez ao ferro. Este estresse pode ocasionar elevadas perdas na produtividade de uma lavoura de arroz. Através de cruzamentos entre genótipos contrastantes a tolerância ao ferro e com a obtenção de uma população duplo-haplóide será possível estudar os mecanismos que envolvem a toxidez do ferro em plantas de arroz. O objetivo deste trabalho consistiu no desenvolvimento de uma população duplo-haplóides de arroz a partir da geração F1 e F2, obtida do cruzamento entre os genótipos Nipponbare x BRS Atalanta e BRS Firmeza x Epagri 107. Foram testados três meios de cultura: N6 (2,4 D, Picloran e Cinetina) NL (2,4 D, Picloran e Cinetina) e NL (ANA e Cinetina). Foram realizados três experimentos. O primeiro testando os três meios de cultura em Nipponbare x BRS Atalanta e BRS Firmeza x EPAGRI 107. No segundo, a resposta a cultura de anteras com os genótipos Nipponbare e BRS Atalanta no meio de regeneração NL (ANA e Cinetina). O terceiro experimento utilizou somente o cruzamento Nipponbare x BRS Atalanta com o meio de cultura NL (ANA e Cinetina). Foi realizado também o estudo sobre a influência de diferentes fontes e concentrações de ferro em meio de cultura in vitro para o cultivo do arroz. As fontes utilizadas foram EDTA férrico e sulfato férrico nas concentrações de 0,9 mM, 4,5 mM e 9,0 mM. Os resultados obtidos na obtenção de plantas duplo-haplóides foram mais expressivos no primeiro experimento com o meio de cultura 1, onde a regeneração de plantas verdes teve uma taxa de eficiência de 0,11%. A indução de calos e regeneração de plantas verdes e albinas foi maior entre o cruzamento Nipponbare x BRS Atalanta. As fontes e concentrações de ferro testadas nas cultivares Nipponbare e BRS Atalanta apresentaram diferenças significativas para genótipo em todas as variáveis analisadas, sendo a variável comprimento de parte aérea a que mais obteve diferenças significativas.

A produção de linhagens completamente homozigotas em programas de melhoramento genético de citros é difícil e demorada, e a obtenção de plantas duplo-haplóides pode ser utilizada para aumentar a eficiência de programas de melhoramento. No entanto, muitos são os fatores associados ao sucesso na regeneração de plantas haploides e/ou duplo-haplóides. Os objetivos deste projeto foram a obtenção de plantas haploides e/ou duplo-haplóides de laranja doce (Citrus sinensis) utilizando as técnicas de cultura de anteras e partenogênese in situ e in vitro, que consistem na obtenção e regeneração de embriões gaméticos a partir do desenvolvimento dos micrósporos e óvulos, respectivamente. Para tal, foram realizados estudos preliminares de biologia reprodutiva de C. sinensis, bem como a realização de trabalhos de cultura de anteras de laranja-doce, foram conduzidos testando-se aproximadamente 100 genótipos, além dos efeitos de tratamentos térmicos aplicados as anteras de laranja doce. Para os experimentos de partenogênese in situ foram testados os efeitos das doses de radiação aplicadas aos grãos de polens utilizados para a polinização e do uso de pólens de espécies consideradas distantes na obtenção de embriões e plantas haploides e duplo-haplóides de C. sinensis. Para a partenogênese in vitro foram testados os efeitos de meios de cultura na indução de embriogênese a partir de calos provenientes dos ovários. Os resultados obtidos permitiram a indução de calos, calos embriogênicos, e a regeneração de embriões a partir do cultivo in vitro de anteras. Também foi possível a seleção de genótipos mais responsivos a essa técnica e que permitirão a realização de trabalhos futuros para o processo de obtenção de plantas haploides e duplo-haplóides em laranja doce. Na maioria dos casos, os calos embriogênicos, embriões e plântulas obtidas da cultura de anteras foram diploides (2n) e molecularmente similares às plantas doadoras dos explantes. No entanto, houve a obtenção de um calo embriogênico, proveniente do cultivo de anteras de um híbrido (Citrus clementina x C. sinensis ,,Hamlin\"), que até o momento demonstrou um padrão de bandamento diferente e em homozigose para quatro conjuntos de primers microssatélites testados. A confirmação da ploidia e da origem gamética desse calo ainda é dependente da realização de análises com os embriões provenientes desses calos e de um maior número de marcadores moleculares. Nos experimentos de partenogênese in situ foram obtidos embriões e plântulas provenientes da polinização com polens irradiados, sendo identificadas plântulas com grande variação no nível de ploidia e com diferenças moleculares entre as progênies e os parentais, porém heterozigotas. A realização de cruzamentos com espécies distantes permitiram a obtenção de embriões e plântulas que apresentavam alta taxa de genes em homozigose, porém não em sua totalidade. Nas técnicas de partenogênese in vitro foi possível a obtenção de um protocolo para regeneração de embriões somáticos a partir de calos de ovários, no entanto, também não foram observadas a obtenção de plantas haploides e/ou duplo-haplóides. Os resultados obtidos confirmam a genótipo-dependência das respostas relacionadas à embriogênese gamética em Citrus, bem como do melhor entendimento dos aspectos reprodutivos de laranja doce / The production of completely homozygous lines in citrus breeding program is hard, and double-haploid plantlets (completely homozygous lines) can be used to improve these breeding programs. However, many factors are associated with the success of the regeneration of haploid or double-haploid plants. The aim of this study was the induction and regeneration of haploid and double-haploid plantlets from sweet oranges (Citrus sinensis) using the techniques of anther culture and in situ and in vitro parthenogenesis, that can result in the production of gametic embryos from microspores and ovules, respectively. To this, there were conducted preliminary studies with reproductive biology of C. sinensis, as well as, experiments with anther culture of more than 100 genotypes of sweet orange and the effects temperature treatments. To experiments of in situ parthenogenesis there were tested the effects of genotype, doses of radiation applied to the pollen grains, and also the use of pollen grains from distant species used in crossings with the aim of obtaining haploid and double-haploid embryos from sweet oranges. To in vitro parthenogenesis there was tested the effects of culture media in induction of embryogenesis from ovaries. The results showed the induction of callus and regeneration of embryos from in vitro anther culture and obtaining some responsive genotypes to anther culture, which will be useful in future works with induction and regeneration of haploid and double-haploid plants in sweet orange. The most of embryogenic callus and embryos obtained from anther culture were diploids (2n) and molecularly similar to the donor plants. However, one embryogenic callus obtained from anther culture of a hybrid (Citrus clementina x C. sinensis ,,Hamlin\") showed be different from donor plants and homozygous to four pair of microsatellite primers tested. Ploidy and the gametic origin confirmation of this embryogenic callus are still dependent of the analysis of a larger number of primers and the development and regeneration of embryos. In the in situ parthenogenesis experiments, the embryos and seedlings obtained from the pollination with irradiated pollen grains showed a larger variation of ploidy, determined by flow cytometric analysis. The analysis with molecular markers showed that these plantlets were different from the donor plants, but were heterozygous. The performance of crossings with distant species from Citrus sinensis results in production of embryos with a high rate of homozygosis, but not for all primers tested. In vitro parthenogenesis techniques shows be interesting to obtaining somatic embryos from ovary culture, however, no haploid or double-haploid embryos were obtained. The results confirm the genotype-dependent responses related to the gametic embryogenesis in Citrus, as well as, improve the knowledge about reproductive biology of sweet orange

A produção de linhagens completamente homozigotas em programas de melhoramento genético de citros é difícil e demorada, e a obtenção de plantas duplo-haplóides pode ser utilizada para aumentar a eficiência de programas de melhoramento. No entanto, muitos são os fatores associados ao sucesso na regeneração de plantas haploides e/ou duplo-haplóides. Os objetivos deste projeto foram a obtenção de plantas haploides e/ou duplo-haplóides de laranja doce (Citrus sinensis) utilizando as técnicas de cultura de anteras e partenogênese in situ e in vitro, que consistem na obtenção e regeneração de embriões gaméticos a partir do desenvolvimento dos micrósporos e óvulos, respectivamente. Para tal, foram realizados estudos preliminares de biologia reprodutiva de C. sinensis, bem como a realização de trabalhos de cultura de anteras de laranja-doce, foram conduzidos testando-se aproximadamente 100 genótipos, além dos efeitos de tratamentos térmicos aplicados as anteras de laranja doce. Para os experimentos de partenogênese in situ foram testados os efeitos das doses de radiação aplicadas aos grãos de polens utilizados para a polinização e do uso de pólens de espécies consideradas distantes na obtenção de embriões e plantas haploides e duplo-haplóides de C. sinensis. Para a partenogênese in vitro foram testados os efeitos de meios de cultura na indução de embriogênese a partir de calos provenientes dos ovários. Os resultados obtidos permitiram a indução de calos, calos embriogênicos, e a regeneração de embriões a partir do cultivo in vitro de anteras. Também foi possível a seleção de genótipos mais responsivos a essa técnica e que permitirão a realização de trabalhos futuros para o processo de obtenção de plantas haploides e duplo-haplóides em laranja doce. Na maioria dos casos, os calos embriogênicos, embriões e plântulas obtidas da cultura de anteras foram diploides (2n) e molecularmente similares às plantas doadoras dos explantes. No entanto, houve a obtenção de um calo embriogênico, proveniente do cultivo de anteras de um híbrido (Citrus clementina x C. sinensis ,,Hamlin\"), que até o momento demonstrou um padrão de bandamento diferente e em homozigose para quatro conjuntos de primers microssatélites testados. A confirmação da ploidia e da origem gamética desse calo ainda é dependente da realização de análises com os embriões provenientes desses calos e de um maior número de marcadores moleculares. Nos experimentos de partenogênese in situ foram obtidos embriões e plântulas provenientes da polinização com polens irradiados, sendo identificadas plântulas com grande variação no nível de ploidia e com diferenças moleculares entre as progênies e os parentais, porém heterozigotas. A realização de cruzamentos com espécies distantes permitiram a obtenção de embriões e plântulas que apresentavam alta taxa de genes em homozigose, porém não em sua totalidade. Nas técnicas de partenogênese in vitro foi possível a obtenção de um protocolo para regeneração de embriões somáticos a partir de calos de ovários, no entanto, também não foram observadas a obtenção de plantas haploides e/ou duplo-haplóides. Os resultados obtidos confirmam a genótipo-dependência das respostas relacionadas à embriogênese gamética em Citrus, bem como do melhor entendimento dos aspectos reprodutivos de laranja doce / The production of completely homozygous lines in citrus breeding program is hard, and double-haploid plantlets (completely homozygous lines) can be used to improve these breeding programs. However, many factors are associated with the success of the regeneration of haploid or double-haploid plants. The aim of this study was the induction and regeneration of haploid and double-haploid plantlets from sweet oranges (Citrus sinensis) using the techniques of anther culture and in situ and in vitro parthenogenesis, that can result in the production of gametic embryos from microspores and ovules, respectively. To this, there were conducted preliminary studies with reproductive biology of C. sinensis, as well as, experiments with anther culture of more than 100 genotypes of sweet orange and the effects temperature treatments. To experiments of in situ parthenogenesis there were tested the effects of genotype, doses of radiation applied to the pollen grains, and also the use of pollen grains from distant species used in crossings with the aim of obtaining haploid and double-haploid embryos from sweet oranges. To in vitro parthenogenesis there was tested the effects of culture media in induction of embryogenesis from ovaries. The results showed the induction of callus and regeneration of embryos from in vitro anther culture and obtaining some responsive genotypes to anther culture, which will be useful in future works with induction and regeneration of haploid and double-haploid plants in sweet orange. The most of embryogenic callus and embryos obtained from anther culture were diploids (2n) and molecularly similar to the donor plants. However, one embryogenic callus obtained from anther culture of a hybrid (Citrus clementina x C. sinensis ,,Hamlin\") showed be different from donor plants and homozygous to four pair of microsatellite primers tested. Ploidy and the gametic origin confirmation of this embryogenic callus are still dependent of the analysis of a larger number of primers and the development and regeneration of embryos. In the in situ parthenogenesis experiments, the embryos and seedlings obtained from the pollination with irradiated pollen grains showed a larger variation of ploidy, determined by flow cytometric analysis. The analysis with molecular markers showed that these plantlets were different from the donor plants, but were heterozygous. The performance of crossings with distant species from Citrus sinensis results in production of embryos with a high rate of homozygosis, but not for all primers tested. In vitro parthenogenesis techniques shows be interesting to obtaining somatic embryos from ovary culture, however, no haploid or double-haploid embryos were obtained. The results confirm the genotype-dependent responses related to the gametic embryogenesis in Citrus, as well as, improve the knowledge about reproductive biology of sweet orange

Diplodia ear rot caused by the fungus Stenocarpella maydis (Berkeley) and Stenocarpella macrospora (Earle) have become one of the most important limiting factors for the production of Corn (Zea mays L.) in Brazil. The fungus can attack the stalks, leaves and the grain causing significant reductions on yield and the overall quality of the grain, since it can produce micotoxinas that are dangerous to livestock. Resistance to ear rot by Stenocarpella sp in corn is quantitative and highly influenced by the environment and even that artificial inoculation techniques are available to screen for the disease the overall cost is very expensive. The objective of this study was the identification of quantitative trait loci (QTL s) associated with ear rot resistance by Stenocarpella sp in one breeding population composed of 141 doublehaploid progenies resulted from the cross among the resistant inbred MONDR1 and the susceptible inbred MONDS1 in testcrosses with the susceptible tester MONDS5. Testcrosses were evaluated at harvest time after artificial inoculation for ear rot at three different locations in the central region of Brazil during the 2005/06 summer season. Thru Composite interval mapping (CIM), a total of three QTL s (LOD>2.5) for ear rot resistance were identified at chromosomes 2, 3 and 5, all together accounting for up 26% of total phenotypic variation for this character. The identification of two QTL s for ear rot resistance coming from the susceptible parent MONDS1 appear to indicate the presence of the phenomena of transgressive segregation. Additionally we were able to identify six double-haploid progenies with high level of resistance to ear rot by Stenocarpella (MDH15, MDH443, MDH95, MDH2, MDH120 e MDH81), being those recommended for their incorporation into the breeding program as new breeding sources for the Central Brazil regions. / Grãos ardidos causados pelos fungos Stenocarpella maydis (Berkeley) e Stenocarpella macrospora (Earle) tem se constituído num dos maiores fatores limitantes para a produção de milho (Zea mays L.) no Brasil. Estes fungos podem causar infecções no colmo, folhas e grãos, podendo ocasionar reduções significativas na produtividade e na qualidade do grão, pela produção de micotoxinas daninhas para aves e bovinos. A resistência para podridão de grão por Stenocarpella sp apresenta herança quantitativa e pode ser altamente influenciada pelo meio ambiente, e embora existam técnicas de inoculação que facilitam a discriminação de materiais suscetíveis, isto requer de grande quantidade de recursos. O objetivo do presente trabalho foi à identificação de locos de caracteres quantitativos (QTL) associados à resistência para podridão de grãos ( grãos ardidos ) ocasionados por Stenocarpella sp numa população de 141 progênies duplo-haplóides derivadas do cruzamento entre a linhagem resistente MONDR1 e a linhagem susceptível MONDS1 em testcross com o testador susceptível MONDS5. A porcentagem de espigas infectadas por Stenocarpella sp foi registrada para cada uma das testcrosses apos da inoculação artificial em três localidades na região Central de Brasil durante a Safra agrícola 2005/06. Mediante a análise de mapeamento por intervalo composto foram identificados três QTL s com LOD>2.5 para resistência à grãos ardidos nos cromossomos 2, 3 e 5, sendo estes em conjunto, responsáveis por ate 26% de variação fenotípica para este caráter. A identificação de dois QTL s para resistência a grãos ardidos por Stenocarpella sp com origem no progenitor susceptível parece indicar a presença do fenômeno de segregação transgressiva. Adicionalmente foram identificadas seis progênies duplohaplóides com alto nível de resistência a grãos ardidos (MDH15, MDH443, MDH95, MDH2, MDH120 e MDH81), sendo estas recomendadas para sua incorporação no programa de melhoramento para a região central do Brasil. / Mestre em Genética e Bioquímica