Submitted by Ubirajara Cruz (ubirajara.cruz@gmail.com) on 2017-02-07T15:48:12Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) resumo_priscila_auler.pdf: 168347 bytes, checksum: c8f9e110c53e5890f4252ecafc4a1a0a (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2017-03-20T17:30:41Z (GMT) No. of bitstreams: 2 resumo_priscila_auler.pdf: 168347 bytes, checksum: c8f9e110c53e5890f4252ecafc4a1a0a (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-20T17:30:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 resumo_priscila_auler.pdf: 168347 bytes, checksum: c8f9e110c53e5890f4252ecafc4a1a0a (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-08-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / O arroz (Oryza sativa L.) é um cereal cultivado e consumido em todos os continentes, sendo caracterizado como o principal alimento para mais da metade da população mundial. O déficit hídrico representa uma grande ameaça à segurança alimentar nos dias de hoje devido a grande necessidade de água para a produtividade das lavouras. O objetivo deste estudo foi avaliar a estabilidade de nove genes de referência tradicionais, de modo a identificar os mais adequados para a normalização da transcrição em genótipos de arroz cultivados, historicamente, em solos com diferentes disponibilidades hídricas BRS Querência (solo irrigado) e AN Cambará (solo de sequeiro), além de, verificar o comportamento destes materiais identificando significativas alterações que poderão distinguir a eficiência de sinalização ao déficit hídrico para melhor compreender a dinâmica das respostas. Para atingir este objetivo foram realizados dois estudos: No primeiro, foram testados nove gene candidatos à referência quanto a estabilidade de expressão para estudos de RT-qPCR em folhas de arroz submetidas a diferentes condições hídricas de solo (20 % e 10 % de água no solo, e após 24h de recuperação) nos estádios de desenvolvimento vegetativo e reprodutivo. Estes demonstraram que UBC-E2 e UBQ5 podem ser usados como genes normalizadores em todos os tratamentos testados. Por outro lado, os genes β tubulina, eIF-4α e GAPDH, não apresentam estabilidade de expressão, não sendo indicados. Realizou-se a validação de expressão em bZIP23 e bZIP72 e estes confirmaram a importância de validar genes de referência para atingir os resultados adequados. No segundo estudo, foram avaliados, em quatro condições experimentais distintas, com aplicação ou não de pré-tratamento, parâmetros fisiológicos e expressão de nove fatores de transcrição relacionados à desidratação nos dois genótipos, no estádio reprodutivo, na fase de alarme do estresse, quando o solo atingiu 10 % de umidade e após 24h de recuperação. Além disso, foram realizadas a atividade enzimática e expressão de genes codificadores das isoformas das enzimas do sistema antioxidante, conteúdo de prolina e expressão de genes envolvidos no seu metabolismo, no estádio reprodutivo, na fase de alarme do estresse. A partir dos resultados podemos concluir que plantas que passaram por pré-tratamento apresentam maior eficiência de sinalização perante as variáveis analisadas, tanto a nível fisiológico, bioquímico e molecular, sendo que, devido a maior quantidade de O2●-, H2O2, prolina e alta expressão nos FTs no genótipo de várzea, BRS Querência. Assim, podemos inferir que a sinalização está ocorrendo de forma mais intensa neste material. Entretanto, no AN Cambará, a metaloenzima SOD teve maior atividade, assim como a expressão dos genes envolvidos, indicando que o sistema antioxidante estava se intensificando, principalmente nas plantas que foram expostas a pré-tratamento e estresse posterior, sobressaíndo os efeitos de memória. / The rice (Oryza sativa L.) is a...

A utilização de toxinas Cry de Bacillus thuringiensis (Bt) no controle de lepidópteros-praga, principalmente em áreas onde a estratégia de refúgio não é regulamentada, facilita a evolução da resistência em populações de pragas-alvo. Há três relatos de resistência à campo para Spodoptera frugiperda (J.E. Smith), dois para a toxina Cry1F e um para Cry1Ab. No Brasil, ocorrem populações resistentes à Cry1F e Cry1Ab. Esse trabalho foi voltado à identificação do mecanismo de resistência de uma população de S. frugiperda à toxina Cry1F, baseando-se nas hipóteses existentes para explicar o modo de ação de toxinas Cry. Uma dessas hipóteses é baseada na formação de poros na membrana do epitélio intestinal, enquanto a outra na transdução de sinal intracelular e ativação do processo de morte celular. Para a identificação do mecanismo de resistência de S. frugiperda à toxina Cry1F, o receptor caderina de linhagens suscetível (SUS) e resistente (RES) foi caracterizado, bem como realizado estudos de expressão gênica diferencial comparativa pela análise do transcritoma dessas linhagens. Estudos de expressão gênica diferencial comparativa também foram realizados pela análise do transcritoma do intestino de lagartas de linhagens SUS e resistente isogênica (RESiso), para a identificação do mecanismo molecular de resistência à toxina Cry1F. A caracterização do transcrito do gene caderina das linhagens suscetível, resistente e resistente isogênica revelou diferenças na composição de aminoácidos da proteína caderina predita entre as linhagens suscetível e resistente à toxina Cry1F nos domínios de repetição CR5, CR6 e CR10 e no domínio C-terminal. Também foi verificado que das mutações encontradas na linhagem RES, apenas as mutações da região C-terminal foram fixadas na linhagem RESiso. A análise comparativa do transcritoma de linhagens SUS e RES indicou a maior expressão de genes relacionados à metabolização de xenobióticos, como as monoxigenases do citocromo P450, glutationa-S-transferases e carboxilcolinesterases, em lagartas resistentes, mas não foram encontradas diferenças na expressão de receptores Cry, como aminopeptidase N e fosfatase alcalina. Porém, caderina foi superexpressa e o transportador ABCg5 teve expressão reduzida na linhagem RES. O ABCg5 foi indicado como o provável mecanismo de resistência dessa linhagem à toxina Cry1F, juntamente com o aumento da capacidade de detoxificação relatada. A análise comparativa do transcritoma de linhagens SUS e RESiso produziu resultados semelhantes à análise anterior quanto ao padrão de expressão de enzimas de detoxificação, mas nesse caso foi observada redução da transcrição de caderina na linhagem RESiso em relação à SUS. A análise da linhagem isogênica também indicou alteração na expressão de transportadores ABC na linhagem RESiso; porém, para o transportador ABCb1. A análise comparativa do transcritoma de linhagens SUS e RESiso corroborou a participação do sistema de detoxificação e acrescentou a redução na expressão do receptor caderina como mecanismo de resistência dessa população à toxina Cry1F, assim como a de transportadores ABC, apesar do transportador ABCg5 não ter sido identificado nessa análise comparativa. / The broad use of Cry toxins from Bacillus thuringiensis (Bt) to control lepidopteran pests, particularly where refuge strategies are not legalized or implemented, has facilitated the evolution of resistance of pest populations. There are three records of resistance of Spodoptera frugiperda (J.E Smith) in field condition to Bt toxins so far, two of them to Cry1F and one to Cry1Ab toxins. In Brazil, field-evolved resistance of S. frugiperda has been recorded for both toxins. Thus, we aimed to identify the mechanisms associated to the resistance of S. frugiperda to Cry1F toxin based on the two concurrent hypotheses on the mode of action of Cry toxins. One of such hypotheses is based on the potential of Cry toxins to form pores in the membrane of the gut epithelium, while the other is based on the production of an intracellular transduction signal and the activation of the process of cell death. To identify the resistance mechanisms of S. frugiperda to Cry1F toxin, we characterized the transcript of the cadherin receptor of susceptible (SUS) and resistant (RES) strains of S. frugiperda to search for mutations and performed a comparative analysis of the transcriptome from SUS and RES strains. We also analyzed the transcriptome from the gut of SUS and isogenic resistant strains (RESiso) in order to identify the molecular mechanisms associated to the resistance of S. frugiperda to Cry1F. The characterization of cadherin receptor in SUS, Res and REsiso strains showed differences in the amino acid composition of the repeated domains CR5, CR6 and CR10 and in the C-terminal domain. Only mutations occurring on C-terminal of the RES strain were maintained in the RESiso strain. The comparative transcriptome between SUS and RES strains indicated a higher expression of genes related to the detoxification process, such as cytochrome P450s, glutathione-S-transferases and carboxylcholinesterases in the RES strain, while no differences in the expression of Cry receptors, such aminopeptidade N and alkaline phosphatase, were observed. However, transcriptomic analysis indicated up-regulation of cadherin and down-regulation of the ABCg5 transporter was down-regulated in the RES strain. We propose that ABCg5 is one of the mechanisms involved in S. frugiperda resistance to Cry1F, together with the increased detoxification activity observed. Analysis of the gut transcriptome from SUS and RESiso yielded similar results regarding the differential expression of detoxifying enzymes, but on this case cadherin was down-regulated in RESiso as compared to the SUS strain. Down-regulation of ABC transporters in the RESiso strain was also observed, but for the ABCb1 transporter. Analyses of the transcriptome of SUS and RESiso strains also indicated the resistance of S. frugiperda to Cry1F is related to an increased transcription of detoxifying enzymes and a reduced transcription of the cadherin receptor. Our data also demonstrates the resistance is due to the existence of adequate constitutive levels of transcription of genes that respond to the intoxication with Cry1F.

Após o seqüenciamento completo do genoma humano, a busca e caracterização do conjunto completo de genes humanos constitui-se no principal desafio nesta área de investigação, sendo o passo limitante para o progresso na exploração dos dados contidos no seqüenciamento deste genoma. O projeto de transcriptoma denominado \"Transcript Finishing Initiative\" (TFI) surgiu neste contexto, com o objetivo principal de gerar fragmentos parciais de transcritos humanos, que não haviam sido descritos previamente e determinar sua seqüência, para iniciar a caracterização de novos genes humanos. A estratégia utilizada foi q alinhamento de todas as seqüências ORESTES e ESTs disponíveis com a seqüência pública do genoma humano e o agrupamento j c1usterização destas com base nas coordenadas deste genoma. Algumas das regiões que não eram cobertas por estas seqüências foram, então, completadas, por RT-PCR, utilizando-se primers ancorados nos clusters vizinhos. Cada par de clusters de ESTs selecionado para validação experimental foi designado como uma Unidade do \"Transcript Finishing\" (TFU), tendo sido validadas experimentalmente, pelo grupo TFI, Um total de 211 TFUs foram validadas, sendo que 197 seqüências consenso foram submetidas ao Genbank (CF272536-CF272733). Atualmente, apenas um pequeno número destas seqüências ainda são considerados genes novos, sem que haja um cDNA depositado em banco de dados; contudo para um número considerável destas TFUs não existe qualquer caracterização sobre sua função. Na tentativa de contribuir para melhor caracterização dos genes identificados no projeto TFI, e tendo, como base, a linha de pesquisa do laboratório, que busca genes diferencialmente expressos envolvidos em transformação maligna/tumorigênese, o presente trabalho propôs a utilização das seqüências TFUs para estudar sua possível associação com tumores de glia humanos e outros tipos de tumores (de próstata e de mama). Para tanto, as TFUs foram analisadas \"in silico\" para estabelecer seu grau de ineditismo como um novo gene ou um gene sem função conhecida, e, para análise de sua expressão diferencial entre tecidos normais e tumorais de cérebro, próstata e mama. Para validar estas análises computacionais na bancada, foram gerados macro- e microarranjos de DNA utilizando-se as TFUs disponíveis como clones físicos ou amplicons, para o rastreamento com sondas das linhagens celulares A172 e T98G de glioblastomas. Os resultados das análises destes dados foram confirmados por PCR quantitativo tanto nas linhagens como em amostras clínicas de astrocitomas que apresentam diversos graus de malignidade. Como resultado, foi possível organizar um Banco de Clones Físicos de TFUs, além de identificar e selecionar uma TFU (168), cuja expressão correlaciona diretamente com o grau de malignidade dos tumores de glia. Esta seqüência corresponde a um novo gene, já que não existe a seqüência de cDNA completo nos bancos de dados. Em vista disto, a TFU168 foi selecionada para estudos funcionais posteriores, que já estão em andamento, através da obtenção de suaseqüência completa de cDNA para ensaios de superexpressão e do silenciamento gênico através de RNAi. / Upon complete sequencing of the human genome, identification and characterization of the complete set of human genes constitutes the major challenge in this research field, constituting the limiting step for progress in exploration of the informations contained in the genome sequencing data. The Transcript Finishing Initiative (TFI) transcriptome project arose in this context, aiming at the generation, sequencing and characterization of partial new human transcripts and genes. The strategy adopted was the alignment of the alI the available ORESTES and EST sequences data with the public human genome sequence and their clusterization based on the coordinates of this genome. Thus, some of the regions which were not cover by ESTs and ORESTES (gaps) were then completed by RT-PCR using primers anchored in the neighboring clusters. Each pair of EST clusters selected for experimental validation was named Transcript Finishing Unit (TFU). A large number (211) of TFU s were validated and 197 -consensus sequences were submitted to the Genbank (CF272536-CF272733). At present, only a few of these sequences are considered as new genes without a full-Iength cDNA sequence deposited in the data bank, however, no functional characterization is yet available for a large number of these sequences. In an attempt to contribute to further characterization of these genes identified in the TFI project and keeping in mind the main interest of our laboratory, which is the identification of differentially expressed genes in tumor versus normal tissue, the present work aims at utilizing these TFUs to find differentially expressed genes associated with human glial tumors and with other kinds of tumors. To this end, these sequences were first subjected to in silico analysis in order to establish their degree of ineditism (new sequences and/or sequences with unknown function) and their expression profile between normal and tumoral tissues of brain, mammary gland and prostate. To validate this computational analysis, DNA macro- and microarrays were generated with the TFU sequences and screened with cDNA probes obtained from the A172 and T98G glioblastomas cell lines. The results of these screenings were confirmed by quantitative PCR both in cell lines and in tumor samples of different degrees of malignancy. The results obtained in this work allowed the organization of a TFUs Physical Clones Bank and the identification and selection of one sequence (TFU 168), whose expression is directly re1ated to the degree of tumor malignancy. This sequence constitutes a new gene, since no complete cDNA sequence is available in the data banks. Therefore, TFU168 was selected for further functional studies by obtaining its full-Iength cDNA sequence to be used for over expression by silencing this gene using RNAi.

A cana-de-açúcar (Saccharum spp.) é uma importante cultura agrícola, sendo hospedeira de vários patógenos, incluindo o fungo biotrófico Sporisorium scitamineum, agente causal do carvão. A doença reduz a produtividade das lavouras de cana e a qualidade de seus produtos, sendo reconhecida pelo desenvolvimento de uma estrutura em forma de chicote, onde os teliósporos são produzidos. O objetivo deste estudo foi analisar o transcritoma da interação cana-de-açúcar - S. scitamineum, visando a identificação de genes do hospedeiro diferencialmente expressos em resposta à infecção fúngica. Gemas da variedade tolerante \'RB92-5345\' foram inoculadas com S. scitamineum e mantidas em casa de vegetação para a coleta das amostras, em dois momentos: 120 h após a inoculação, e no momento da emissão do chicote, aos 200 dias após a inoculação. Foram construídas 12 bibliotecas com base na abordagem RNAseq. Três estratégias computacionais foram utilizadas nas etapas de mapeamento e análise da expressão diferencial de genes da cana: (i) STAR e DESeq, tomando como referência o genoma do sorgo; (ii) Bowtie 2 e DESeq, e (iii) CLC Genomics Workbench, tomando como referência as sequências codificadoras (CDS) do sorgo. Diagramas de Venn foram construídos para identificar genes diferencialmente expressos comuns às três estratégias computacionais, aumentando a acurácia das análises. Para a anotação, foi usada a ferramenta BLAST2GO. Foram obtidos 225 milhões de reads; dentre os 185 milhões usados no mapeamento, 66% foram mapeados em genes e 51% nas CDS. Aproximadamente 77% dos genes e 87% das CDS mapeados apresentaram atividade transcricional (pelo menos um read mapeado), sob as condições do experimento, em ambos os momentos da interação. Um total de 596 e 2.148 genes diferencialmente expressos foram identificados nas respostas iniciais e tardias à infecção, respectivamente; para 79% deles foi possível atribuir uma função. Pelas intersecções, 41 (resposta inicial) e 206 (resposta tardia) genes foram comuns às três estratégias. Sugere-se que a planta percebe o patógeno no início da interação, porém o fungo é capaz de suprimir a resposta de defesa vegetal. Propõe-se que há uma reprogramação da expressão gênica defesa-orientada, favorecendo o desenvolvimento da planta, mesmo com a doença instalada. A expressão de genes relacionados à resistência, às vias de hormônios e com a formação da parede celular (além de inibidores de proteínas fúngicas) sugerem que a planta se empenha drasticamente para sobreviver após 200 dias de interação. Decifrando os perfis do transcritoma da cana na interação com S. scitamineum, este trabalho deve contribuir para o melhor entendimento dos mecanismos de resistência ao carvão. / Sugarcane (Saccharum spp.) is an important crop, and hosts several pathogens, including the biotrophic fungus Sporisorium scitamineum, the causal agent of smut. The disease reduces the sugarcane crop yield and the quality of its products, and is recognized by the development of a whip-like structure, where teliospores are produced. The objective of this study was to analyze the transcriptome of sugarcane - S. scitamineum interaction and to identify differentially expressed genes from the host in response to fungal infection. Buds of the tolerant variety \'RB92-5345\' were inoculated with S. scitamineum and maintained in a greenhouse for two sampling interaction moments: 120 h after inoculation, and at the moment of the whip emission, 200 days after inoculation. Twelve libraries were constructed based on RNAseq approach. Three computational strategies were used in the mapping step and differential expression analysis of sugarcane genes: (i) STAR and DESeq, using as reference the sorghum genome; (ii) Bowtie 2 and DESeq, and (iii) CLC Genomics Workbench, using as reference the coding sequences (CDS) from sorghum. Venn diagrams were created to identify differential expressed genes that were common to the three computational strategies, thus increasing the analysis accuracy. For annotation, the BLAST2GO tool was used. We have obtained 225 million reads; out of the 185 million reads used for mapping, 66% were mapped to genes and 51% to CDS. Approximately 77% and 87% of the mapped genes and CDS respectively showed transcriptional activity (at least one read was mapped) under the experimental conditions at both interaction moments. A total of 596 and 2,148 differentially expressed genes were identified at early and late responses to the infection, respectively; it was possible to attribute function to 79% of them. Through intersectioning, 41 (early response) and 206 (late response) genes were found to be common to the three strategies. It is suggested that the plant recognizes the pathogen at the beginning of interaction period, though the fungal is able to suppress the host defense response. It is also proposed that a defense-oriented transcriptional reprogramming takes place, supporting plant development even with the disease setting. The expression of genes related to resistance, hormone pathways, and cell wall formation (as well as inhibitors of fungal proteins) suggests that the plant makes exceptional efforts to survive after 200 days of interaction. Deciphering the sugarcane transcriptome profile during the interaction with S. scitamineum, this study should contribute to a better understanding of the resistance mechanisms to the smut.

Nos últimos anos tem-se destacado a importância dos ácidos graxos presentes na carne e leite, em especial aqueles que poderiam influenciar a saúde humana. A deposição de gordura, e também sua composição, é resultado da interação entre os fatores genotípicos e fenotípicos. Sendo assim, o contínuo melhoramento genético, com a seleção de determinados genes, pode influenciar na qualidade do produto que chega à mesa do consumidor. Objetivou-se com este estudo avaliar os padrões de expressão dos genes diferencialmente expressos relacionados ao perfil de ácidos graxos da carne de bovinos Nelore confinados, por meio da verificação dos padrões de expressão de genes envolvidos no metabolismo lipídico e na síntese dos ácidos graxos palmítico (C16:0), esteárico (C18:0), oléico (C18:1 cis-9), linoléico (C18:2 cis-9 cis- 12), CLA (C18:2 cis-9 trans-11) e linolênico (C18:3). Foram utilizados 48 bovinos machos inteiros, Nelore, com idade aproximada de 24 meses, dos quais foram coletadas amostras do músculo Longissimus para a realização das análises. Verificou-se um total de 1173 genes diferencialmente expressos entre os grupos de baixa e alta concentração de cada um dos ácidos graxos. Os genes diferencialmente expressos identificados no músculo Longissimus foram ACAT1, ACOX2, ACOT11, ACSM3, ACSS1, AGPAT6, BDH1, CIQTNF3, CYP4B1, DGAT2, FABP3, FABP4, FABP7, GK, IGF2, LCAT, LIPE (HSL), LPL, PLIN1, PLIN5, SCD5 e SLC27A6, que possuem ações nas vias metabólica dos ácidos graxos ou nas vias adjacentes, podendo influenciar sobre o perfil lipídico da carne. Estudos com RNAseq envolvendo o perfil de ácidos graxos na carne ainda são escassos, e em animais zebuínos não há relatos. Desta forma, ainda são necessários mais estudos a fim de esclarecer como determinados genes podem influenciar as características desejadas, como por exemplo, o perfil de ácidos graxos da gordura intramuscular. / Recently, the importance of fatty acids on meat and milk has been highlighted, especially those that could affect human health. The fat deposition, and its composition, is a result of the interaction between genotypic and phenotypic factors. In this way, the continuous genetic improvement, with the selection of some genes, can influence the quality of the product acquired by the consumers. The aim of this study was evaluate the patterns of expression of differentially expressed genes related to the fatty acid profile of Nellore cattle feedlot, by verifying the patterns of expression of genes involved in lipid metabolism and in the synthesis of fatty acids palmitic (C16: 0), stearic (C18: 0), oleic (C18: 1 cis-9), linoleic (C18: 2 cis-cis- 9-12), CLA (C18: 2 cis-9 trans-11) and linolenic acid (C18: 3). Forty-eight bovine, male, Nellore, with an average age of 24 months, from which were collected samples of Longissimus Muscle to carry out the analysis. There were a total of 1173 differentially expressed genes between groups of low and high concentration of each of the fatty acids. Differentially expressed genes identified in Longissimus were ACAT1 ACOX2, ACOT11, ACSM3, AGPAT6, BDH1, ACSS1, CIQTNF3, CYP4B1, DGAT2, FABP3, FABP4, FABP7, GK, IGF2, LCAT, LIPE (HSL), LPL, PLIN1, PLIN5, SCD5 and SLC27A6, that are related to metabolic pathways of fatty acids or the adjacent pathways, and may influence on meat lipid profile. Studies with RNAseq involving fatty acid profile in meat are still rare, especially in Zebu cattle, in which there are no reports. In this way, further studies are still needed in order to clarify how certain genes can influence the desired characteristics, for instance, the fatty acid profile of intramuscular fat content.

O feijão-comum (Phaseolus vulgaris) é atacado por uma gama de patógenos que afetam a produtividade das lavouras e a qualidade dos grãos. Dentre os patógenos de importância econômica para a cultura no Brasil, destaca-se o nematoide das galhas (Meloidogyne incognita). Embora haja relatos sobre a avaliação de cultivares na presença de M. incognita, as fontes de resistência tem se mostrado pouco efetivas. Por isso, pesquisas que possibilitem um melhor entendimento sobre a interação planta-nematoide são de extrema valia e devem nortear novas estratégias para o melhoramento do feijoeiro. Assim, no presente estudo, 18 cultivares de P. vulgaris foram avaliadas quanto à resistência a M. incognita raça 3, sendo que quatro comportaram-se como pouco suscetíveis, 11 como moderadamente suscetíveis e três altamente suscetíveis. A cultivar IPR Saracura mostrou menor grau de suscetibilidade e foi, então, usada na construção de 12 bibliotecas de RNAseq, visando à identificação dos genes envolvidos na reposta à infecção pelo nematoide. Foram adotados dois tratamentos, 4 e 10 DAI (dias após inoculação), compostos de plantas inoculadas e controles. Primeiramente, realizou-se o mapeamento dos transcritos de cada biblioteca, tomando como referência o genoma de P. vulgaris (G19833), o que resultou na identificação de 27.195 unigenes. Em seguida, foi realizada a quantificação da expressão dos transcritos mapeados e genes diferencialmente expressos foram identificados. No total, 191 genes do hospedeiro apresentaram expressão diferencial, considerando-se: i) o tratamento inoculado em relação ao controle; ii) a razão de expressão (Fold Change - FC) mínima absoluta igual a 4; iii) o nível de significância ? = 0,05. Do total, 120 genes foram identificados aos 4 DAI e 71 aos 10 DAI. As sequências mapeadas foram contrastadas àquelas dos bancos de dados NCBI e TAIR, usando a ferramenta BLASTx e, posteriormente, anotadas usando os softwares Blast2GO e MapMan. Detectou-se similaridade com genes codificadores de proteínas conhecidas para 90% (24.604/27.195) dos unigenes, sendo que 69% (16.991/24.604) deles foram anotados. Quanto à expressão diferencial, 98% (188/191) dos transcritos mostraram similaridade com proteínas conhecidas e 67% (127/188) puderam ser anotados. Os transcritos foram atribuídos a diferentes categorias funcionais putativas, predominando o termo ontológico \'processos metabólicos\', em ambas as plataformas. A anotação dos genes na plataforma MapMan mostrou abundância das categorias da via de resposta a estresse, com predominância de genes de defesa superexpressos aos 4 DAI e reprimidos aos 10 DAI. Por fim, 10 genes mostraram expressão diferencial tanto aos 4 como aos 10 DAI: sete deles foram estáveis, sendo superexpressos nas plantas inoculadas, e três apresentaram comportamentos opostos nos momentos avaliados. Ênfase foi dada a um gene que codifica uma \'probable inactive ADP-ribosyltransferase\' e a quatro genes de resposta a ferimento. / The common bean (Phaseolus vulgaris) is attacked by a range of pathogens, which affect crop yield and the quality of grains. Among the pathogens of economic significance to the crop in Brazil, the root-knot nematodes (Meloidogyne incognita) deserve attention. Though there are some reports on cultivar evaluation in presence of M. incognita, the resistance sources have not being effective. Therefore, it is of valuable importance research projects that could lead to a better understanding of plant-nematode interaction and to indicate new strategies for common bean breeding. In the present study, 18 cultivars of P. vulgaris were evaluated in regard to their resistance to M. incognita race 3; four were less susceptible, 11 moderately susceptible, and three were highly susceptible. \'IPR Saracura\' behaved as the less susceptible cultivar and then was selected for the construction of 12 RNAseq libraries, aiming at the identification of genes differentially expressed in response to nematode infection. Two treatments were adopted, 4 and 10 days after inoculation (DAI), each comprised of inoculated and control plants. Firstly, the transcripts were mapped to the reference genome of P. vulgaris (G19833), resulting in the identification of 27,195 unigenes. Then, the mapped transcript\'s expression was quantified and differentially expressed genes were identified. In total, 191 genes of the host plant showed differential expression taking into consideration: i) the inoculated treatments in relation to their control; ii) an absolute fold change (FC) >= 4; iii) a level of significance ? = 0,05. Of the total, 120 genes were detected at 4 DAI and 71 at 10 DAI. The mapped sequences were compared against those deposited in NCBI and TAIR databanks using BLASTx and subsequently annotated using Blast2GO and MapMan softwares. Similarity to known proteins was detected for 90% of the unigenes (24,604/27,195) and 69% (16,991/24,604) of them were annotated. Regarding assessing differential expression, 98% (188/191) of the transcripts showed similarity to known proteins and 67% (127/188) were annotated. Transcripts were attributed to different putative functional categories and the ontological term \'metabolic process\' was predominant within both platforms. Gene annotation within MapMan platform showed predominance of stress-related pathway categories, with prevalence of defense genes overexpressed at 4 DAI and repressed at 10 DAI. Finally, 10 genes showed differential expression at both 4 and 10 DAI: seven were stably overexpressed in the inoculated plants, and three showed an opposite behavior regarding the evaluation periods. Attention was given to a gene encoding a probable inactive ADP-ribosyltransferase and four genes related to wound response.

O inseticida spinosad tem sido um dos mais utilizados para o controle de Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) no Brasil, devido à sua eficácia e ao seu mecanismo de ação único (modulador alostérico de receptores nicotínicos da acetilcolina). Para fornecer subsídios a um programa de manejo da resistência, foram realizados estudos para compreender as bases genéticas e moleculares da resistência de S. frugiperda a este inseticida. Inicialmente, foi selecionada uma linhagem de S. frugiperda resistente a spinosad (Spin-res) em laboratório por meio da técnica \"F2 screen\". A razão de resistência, baseada na CL50, foi de aproximadamente 890 vezes. A partir de cruzamentos recíprocos entre a linhagem suscetível (Sus) e Spin-res, constatou-se que o padrão de herança da resistência de S. frugiperda a spinosad é autossômica e incompletamente recessiva. Retrocruzamentos da progênie F1 de cruzamentos recíprocos com a linhagem Spin-res confirmaram a hipótese de herança poligênica da resistência, com número mínimo de segregações independentes variando de 1,86 a 2,45. Além disso, observou-se um elevado custo adaptativo associado à resistência de S. frugiperda a spinosad, baseado nos parâmetros da tabela de vida e fertilidade. A partir dos dados de seqüenciamento de quatro bibliotecas de cDNA de lagartas de quarto ínstar das linhagens Sus e Spin-res (expostas ou não a spinosad), utilizando a plataforma HiScan1000&reg; (Illumina&copy;), foi realizada a comparação do perfil de transcrição e expressão diferencial de genes entre as linhagens Sus e Spin-R. O transcritoma foi montado utilizando a estratégia de novo contendo cerca de 19 milhões de leituras single-end com qualidades de score acima de 30, gerando 42406 transcritos com o N50 de 598 pb. A busca por similaridade no banco de dados não-redundante (nr) do NCBI, possibilitou a anotação funcional de 24980 (59%) transcritos, alinhando-se a Bombyx mori L., Helicoverpa armigera (Hübner) e Spodoptera spp. com 22,5; 3,81 e 3,6% das sequências respectivamente. Foram identificados 2903 transcritos apresentando expressão diferencial (P <= 0,05, t-test; fold-change > 2) entre as linhagens Spin-res e Sus. Dentre os transcritos relacionados a enzimas do complexo metabólico, 23 P450 monooxigenases, 13 glutathiona S-transferases, uma carboxilesterase e uma esterase foram superexpressas na linhagem Spin-res. Além disso, foi observada a superexpressão de 15 genes relacionados à produção energética na linhagem Spin-res, o que pode estar relacionada ao elevado custo adaptativo associado à resistência. Análises de PCR quantitativo em tempo real confirmaram que os padrões de expressão foram consistentes com os resultados de RNA-seq. Bioensaios com os sinergistas PBO e DEM mostraram pouco envolvimento de enzimas P450 e nenhum envolvimento de glutationa S-transferases na resistência de S. frugiperda a spinosad. O sequenciamento da subunidade &alpha;6 do receptor nicotínico de acetilcolina de ambas linhagens demonstrou a existência de uma mutação sinônima entre as duas linhagens (G567A), indicando que a subunidade &alpha;6 não é a única relacionada à resistência de S. frugiperda a spinosad. / Spinosad has been one of the most used insecticides to manage Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) in Brazil, due to its efficacy and unique mode of action (nicotinic acetylcholine receptor allosteric modulator). To support an insect resistance management program (IRM), we selected and characterized in laboratory a spinosad-resistant strain (Spin-res) of S. frugiperda using the F2 screen method. The resistance ratio, based on LC50, was &asymp; 890-fold. Based on reciprocal crosses between susceptible (Sus) and Spin-res, the inheritance of spinosad resistance in S. frugiperda was autosomal incompletely recessive. Backcrosses between the F1 from reciprocal crosses and the parental Spin-res revealed a polygenic resistance, with an estimation of at least 1.86 to 2.45 genes related to spinosad resistance. Furthermore, it was observed a strong fitness cost associated to spinosad-resistance in Spin-res strain, based on the life table and fertility parameters. The characterization of the transcriptional profile and the differential gene expression comparison between susceptible and spinosad-resistant strains of Spodoptera frugiperda were obtained from the sequencing of cDNA libraries from fourth instar larvae of Sus and Spin-res strains (exposed or not to spinosad) using a HiScan1000&reg; platform (Illumina&copy;). The transcriptome was de novo assembled using nearly 19 million single-end reads with quality score over 30, yielding 42,406 transcripts with a N50 of 598 bp. Based on similarity search in the non-redundant (nr) nucleotide database, 24,980 (59%) transcripts were annotated. Most of the transcripts aligned to Bombyx mori L., Helicoverpa armigera (Hübner) and Spodoptera spp., with 22.5%, 3.81, and 3.6, respectively. We identified 2,032 differentially expressed transcripts (P <= 0.05, t-test; fold-change > 2) between the susceptible and spinosad-resistant strains. Among metabolic enzyme transcripts, 23 P450 monooxigenases, 13 glutathione S-transferases, one carboxylesterase and one esterase were up-regulated in the spinosad-resistant strain. In addition, it was observed 15 genes superexpressed in spinosad-resistant strain related to energy production, which can be related to the high fitness cost associated with resistance. Quantitative real-time PCR analysis showed that patterns of gene expression were consistent with RNA-seq results. Synergistic bioassays using PBO and DEM showed little involvement of P450s in spinosad-resistance and lack of involvement regarding the glutathione Stransferases. Furthermore, we sequenced and compared the subunit &alpha;6 from the nicotinic acetylcholine receptor of S. frugiperda Spin-res and Sus strains. Only one synonymous mutation within the two strains (G567A) was found, showing that the &alpha;6 is not the only subunit involved in S. frugiperda resistance to spinosad.

O Brasil ocupa a segunda posição mundial na produção de carne bovina, a implantação de novas ferramentas para a seleção de animais zebuínos (Bos indicus) com carne de melhor qualidade tem uma importante contribuição para a competividade da pecuária de corte. Neste contexto, compreender os padrões de expressão de microRNAs específicos envolvidos nos processos que afetam a maciez da carne é fundamental para a sua produção, uma vez que essa característica organoléptica é de grande valor na aceitação deste alimento pelos consumidores. O advento das tecnologias de sequenciamento de nova geração em conjunto com o uso de ferramentas de bioinformática tem permitido o estudo do genoma em larga escala de forma mais rápida e com menor custo. Para este estudo, foram utilizadas amostras do músculo Longissimus dorsi de 34 animais da raça Nelore com medidas extremas de valor genético estimado (EBV) para força de cisalhamento (FC). Os RNAs totais foram extraídos, as bibliotecas de microRNA foram construídas e os sequenciamentos foram realizados em equipamento da plataforma Illumina (MiSeq). O processamento dos dados foi feito por meio dos softwares FastQC, Cutadapt e miRDeep2 e as análises de expressão diferencial foram realizadas por meio do programa estatístico QuasiSeq. Utilizando um critério de taxa de descoberta de falsos positivos (FDR) inferior a 0,1, três microRNAs (bta-mir-182, bta-mir-183, bta-mir-338) foram identificados como diferencialmente expressos entre os grupos de animais com valores extremos de EBV para FC. Um total de 1204 genes alvos foi previsto e análises funcionais de enriquecimento foram realizadas por ferramentas de bioinformática. Várias redes e vias metabólicas como a sinalização de apoptose e regulação dos mecanismos celulares pela protease calpaína foram obtidas, demonstrando assim que os genes alvos identificados estariam envolvidos em muitos processos metabólicos relacionados com a maciez da carne bovina. / Brazil occupies the second world position in beef production and thus, the implementation of new tools to select zebuine animals (Bos indicus) with better beef quality has an important contribution to the competitiveness of beef cattle. Inside this context, to comprehend the microRNAs expression patterns involved in the processes that are related to beef tenderness is essential to the meat production since this organoleptic characteristic has a high value in meat acceptance by the consumers. The advent of new generation sequencing technologies along with the biotechnology tools usage has allowed large-scale genome studies as well as faster and cheaper analysis. In this study, samples of the Longissimus dorsi muscle from 34 animals of Nellore cattle breed with extreme estimated genetic value (EBV) for shear force (FC) were used. The total RNAs were extracted, libraries of microRNA were built and finally the sequencing was performed using the Illumina (MiSeq) platform equipment. Data processing was done using FastQC, Cutadapt and miRDeep2 softwares while the differential expression analyzes were realized through the statistical package QuasiSeq. Using a false discovery rate (FDR) criteria below 0.1, three microRNAs (bta-mir- 182, bta-mir-183, bta-mir-338) were identified as differentially expressed among the group of animals with extreme EBV values for FC. A total of 1024 target genes were predicted and functional analyzes of enrichment were performed using bioinformatics tools. Many metabolic networks and pathways such as the apoptosis signalization and cell regulation mechanisms by calpain protease were obtained, demonstrating therefore that the identified target genes would be involved in many metabolic processes related with the beef tenderness.

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No. of bitstreams: 1 TeseEBC.pdf: 4307606 bytes, checksum: 49ebc853f6c4c152639d651f942f72b8 (MD5) Previous issue date: 2016-04-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Odorant-binding proteins (OBPs) are of great importance for survival and reproduction since they participate in initial steps of the olfactory signal transduction cascade, solubilizing and transporting chemical signals to the olfactory receptors. A comparative analysis of OBPs between closely related species may help explain how these genes evolve and are maintained under natural selection and how differences in these proteins can affect olfactory responses, and consequently lead to species differentiation. We studied OBP genes in the closely related species Anastrepha fraterculus and Anastrepha obliqua, which, albeit generalists, have different host preferences, using transcriptomes and real time quantitative PCR data. We identified 24 different OBP sequences from Anastrepha fraterculus and 25 from A. obliqua, which correspond to 21 Drosophila melanogaster OBP genes. Phylogenetic analysis separated Anastrepha OBPs sequences in four branches that represent four subfamilies: classic, minus-C, plus-C and dimer. We found evidence of positive selection in three classic subfamily genes OBP56h-1, OBP56h-2 e OBP57c and in the plus-C subfamily gene OBP50a, and at least one duplication event that preceded the speciation of these two species. Four positively selected sites putatively resulted in radical changes in amino acid properties. Inferences on tertiary structures of putative proteins from these genes revealed that at least one positively selected change involves the binding cavity (the odorant binding region) in the plus-C OBP50a, which is important because changes in the binding cavity could change OBPs specificity. Differential gene expression analysis at different reproductive stages showed that all nine OBP genes tested were significantly differentially expressed between A. fraterculus and A. obliqua at several reproductive profiles, but OBP56a, OBP56d, OBP57c and both OBP56h paralogs showed the highest differences in expression levels. The results generated in this study indicated that at least seven OBP genes may be involved in the A. fraterculus e A. obliqua differentiation, and in the fraterculus group differentiation as well. / As proteínas ligantes a odores (OBPs – odorant-binding proteins) são de grande importância para a sobrevivência e reprodução, pois participam do passo inicial da cascata de transdução dos sinais olfatórios, solubilizando e transportando os sinais químicos (odores e feromônios) até os receptores olfativos. A análise comparativa dos genes OBPs entre espécies próximas pode ajudar na compreensão de como o repertório desses genes é mantido sob seleção natural, além de fornecer informações acerca de como as diferenças observadas podem afetar as respostas olfatórias e, consequentemente, levar à diferenciação dessas espécies. Estudamos genes OBP em duas espécies-irmãs Anastrepha fraterculus e Anastrepha obliqua, as quais têm preferência por diferentes frutos hospedeiros, usando dados de transcriptomas e de PCR quantitativa. Identificamos 24 sequências OBP para A. fraterculus e 25 para A. obliqua, que corresponderam a 21 genes OBP de Drosophila melanogaster. Análises filogenéticas separaram as OBPs de Anastrepha em quatro ramos, que representam quatro subfamílias dessa família gênica: classic, minus-C, plus-C e dimer. Evidências de seleção positiva foram observadas nos genes da subfamília classic OBP56h-1, OBP56h-2 e OBP57c, e para o gene da subfamília plus-C OBP50a, e pelo menos um evento de duplicação gênica que precede a especiação dessas duas espécies. Quatro sítios selecionados positivamente resultavam em mudanças radicais nas propriedades dos aminoácidos. Inferências utilizando a estrutura terciária predita para essas OBPs revelaram que pelo menos um desses sítios faz parte da cavidade ligante ao odor de OBP50a, sendo que uma mudança nessa região pode alterar a especificidade de uma OBP. Análises de expressão por PCR quantitativa em diferentes estágios reprodutivos das moscas mostraram que todos os nove genes testados possuíam expressão gênica significativamente diferente entre A. fraterculus e A. obliqua para mais de um perfil reprodutivo, sendo que OBP56a, OBP56d, OBP57c e os dois parálogos OBP56h foram os que mais apresentaram diferenças entre as duas espécies. Todos os resultados gerados pelo presente trabalho indicam que pelo menos sete genes OBP podem estar envolvidos na diferenciação entre A. fraterculus e A. obliqua e, potencialmente, na diferenciação do grupo fraterculus. / FAPESP: 2012/17160-8. / CAPES: 99999.004252/2014-04

O Brasil ocupa a segunda posição mundial na produção de carne bovina, a implantação de novas ferramentas para a seleção de animais zebuínos (Bos indicus) com carne de melhor qualidade tem uma importante contribuição para a competividade da pecuária de corte. Neste contexto, compreender os padrões de expressão de microRNAs específicos envolvidos nos processos que afetam a maciez da carne é fundamental para a sua produção, uma vez que essa característica organoléptica é de grande valor na aceitação deste alimento pelos consumidores. O advento das tecnologias de sequenciamento de nova geração em conjunto com o uso de ferramentas de bioinformática tem permitido o estudo do genoma em larga escala de forma mais rápida e com menor custo. Para este estudo, foram utilizadas amostras do músculo Longissimus dorsi de 34 animais da raça Nelore com medidas extremas de valor genético estimado (EBV) para força de cisalhamento (FC). Os RNAs totais foram extraídos, as bibliotecas de microRNA foram construídas e os sequenciamentos foram realizados em equipamento da plataforma Illumina (MiSeq). O processamento dos dados foi feito por meio dos softwares FastQC, Cutadapt e miRDeep2 e as análises de expressão diferencial foram realizadas por meio do programa estatístico QuasiSeq. Utilizando um critério de taxa de descoberta de falsos positivos (FDR) inferior a 0,1, três microRNAs (bta-mir-182, bta-mir-183, bta-mir-338) foram identificados como diferencialmente expressos entre os grupos de animais com valores extremos de EBV para FC. Um total de 1204 genes alvos foi previsto e análises funcionais de enriquecimento foram realizadas por ferramentas de bioinformática. Várias redes e vias metabólicas como a sinalização de apoptose e regulação dos mecanismos celulares pela protease calpaína foram obtidas, demonstrando assim que os genes alvos identificados estariam envolvidos em muitos processos metabólicos relacionados com a maciez da carne bovina. / Brazil occupies the second world position in beef production and thus, the implementation of new tools to select zebuine animals (Bos indicus) with better beef quality has an important contribution to the competitiveness of beef cattle. Inside this context, to comprehend the microRNAs expression patterns involved in the processes that are related to beef tenderness is essential to the meat production since this organoleptic characteristic has a high value in meat acceptance by the consumers. The advent of new generation sequencing technologies along with the biotechnology tools usage has allowed large-scale genome studies as well as faster and cheaper analysis. In this study, samples of the Longissimus dorsi muscle from 34 animals of Nellore cattle breed with extreme estimated genetic value (EBV) for shear force (FC) were used. The total RNAs were extracted, libraries of microRNA were built and finally the sequencing was performed using the Illumina (MiSeq) platform equipment. Data processing was done using FastQC, Cutadapt and miRDeep2 softwares while the differential expression analyzes were realized through the statistical package QuasiSeq. Using a false discovery rate (FDR) criteria below 0.1, three microRNAs (bta-mir- 182, bta-mir-183, bta-mir-338) were identified as differentially expressed among the group of animals with extreme EBV values for FC. A total of 1024 target genes were predicted and functional analyzes of enrichment were performed using bioinformatics tools. Many metabolic networks and pathways such as the apoptosis signalization and cell regulation mechanisms by calpain protease were obtained, demonstrating therefore that the identified target genes would be involved in many metabolic processes related with the beef tenderness.