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.

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In the first year, corresponding to Article 1, the transcripts from leaf samples were sequenced by RNA-seq, and in the second year, corresponding to Article 2, the transcripts from leaf and root samples were sequenced, for both cultivars, under normal and limited irrigation during the reproductive phase. In Article 1, the sequencing showed in Douradão 27,618 transcripts, from which 24,090 (87.2 %) showed homology to rice genes and 27,221 transcripts in Primavera, from which 23,663 (86.9 %) showed homology to rice genes. Douradão had 493 diferentially expressed genes (DEGs) and Primavera 1,154 DGEs. In Article 2 it were identified 44,978 and 37,898 transcripts in leaf and root tissues, respectively. Douradão showed 3,554 and 840 diferentially expressed genes (DEGs), in leaf and root tissues, respectively, while Primavera showed 1,141 and 1,975 DEGs on those tissues, respectively.It were identified genes from different metabolic routes related to distinct drought tolerance mechanisms in leaf and root tissues, such as cell signaling -related genes, transcription factors, functional protective proteins and cell cellular detoxification enzymes. A set of expressed genes from both tissues were validated by RT–qPCR and most of them were similar to the results of RNA-seq results. The rice transcripts not annotated were submitted to an orthology analysis in relation to the Arabidopsis thaliana databank, which revealed one gene related to the root cell growth Douradão. The 16 genes validated by RT-qPCR will be used as molecular markers for marker assisted selection in the upland rice breeding program and are candidate genes for use in transformation of rice cultivars susceptible to drought. / O arroz de terras altas é sensível à seca principalmente durante a fase reprodutiva, quando até mesmo o estresse moderado pode resultar na redução drástica de produtividade. Diante da seca uma variedade de genes é induzida nas plantas, desencadeando uma complexa rede de respostas que se estende desde a percepção e reconhecimento do sinal de estresse até a ativação de genes de resposta adaptativa. O objetivo desta tese foi estudar o transcriptoma de duas cultivares brasileiras de arroz de terras altas (Douradão e Primavera), constrastantes em relação à tolerância à seca, e submetidas a dois experimentos sob déficit hídrico em dois anos consecutivos. No primeiro ano, correspondente ao Artigo 1, foram sequenciados os transcritos provenientes de amostras de folhas, e no segundo ano, correspondente ao Artigo 2, foram sequenciados os transcritos provenientes de amostras de folhas e raízes, para as duas cultivares, sob condições normais e restritas de irrigação durante a fase reprodutiva das plantas. No Artigo 1, o sequenciamento revelou 27.618 transcritos em Douradão, com 24.090 (87,2%) de homologia à genes de arroz e 27.221 transcritos na cultivar Primavera, dos quais 23.663 (86,9%) apresentaram homologia aos genes de arroz. Douradão apresentou 493 genes diferencialmente expressos (GDEs) e Primavera 1.154 GDEs. No Artigo 2 foram identificados 44.978 transcritos do tecido foliar e 37.898 transcritos do tecido radicular, considerando o número total de transcritos de ambas as cultivares. Douradão apresentou 3.554 e 840 GDEs, respectivamente, no tecido foliar e radicular, enquanto que Primavera apresentou, 1.141 e 1.975 GDEs. Foram identificados vários genes atuantes em rotas metabólicas envolvidas em diferentes mecanismos de tolerância a seca nos tecidos foliar e radicular, como por exemplo, genes relacionados à sinalização celular, fatores de transcrição, proteínas protetoras funcionais da célula e enzimas de detoxificação celular. Um conjunto de genes expressos em ambos os tecidos foram validados via RT-qPCR e a maioria deles tiveram resultados similares aos resultados de RNA-seq. Foi realizada uma análise de ortologia envolvendo os transcritos não anotados em arroz contra o banco de dados de Arabidopsis thaliana, a qual revelou um gene relacionado ao crescimento celular de raízes na cultivar Douradão. Os 16 genes validados via RT-qPCR relacionados a tolerância à seca serão utilizados como marcadores moleculares em seleção assistida no programa de melhoramento de arroz de terras altas e são genes candidatos a serem utilizados na transformação de genótipos sensíveis à seca.

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.

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.

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.

O câncer é a segunda maior causa de morte no mundo, sendo responsável por aproximadamente 7,6 milhões de óbitos. Entretanto, pesquisadores alertam para uma associação inversa entre o consumo de frutas e hortaliças e o desenvolvimento de neoplasias, desta forma a organização mundial da saúde sugere, dentre outras medidas para controle do câncer, o aumento do consumo de frutas e hortaliças. Nesse contexto o objetivo deste trabalho foi avaliar os eventuais efeitos quimiopreventivos das hortaliças Brassicas, couve (C) e repolho (R). Realizaram-se dois experimentos sendo o primeiro, o modelo de hepatocacinogênese de Ito, onde as hortaliças foram fornecidas durante 8 semanas na água de beber (10% p/v), animais que receberam apenas água foram utilizados como controle. Nesse experimento não houve inibição (P>0,05) de lesões pré-neoplásicas hepáticas positivas para glutationa S-transferase forma placental e não houve indução (P>0,05) da apoptose nos grupos tratados com C ou R. Contudo, observou-se redução (P<0,05) de danos em DNA hepático e aumento (P<0,05) da concentração hepática de luteína de ratos tratados com C e R, quando comparados a ratos controle. No segundo experimento as hortaliças foram fornecidas durante 8 semanas na água de beber (20% p/v), e os animais foram submetidos a aplicação do carcinogênico hepático 24h antes da eutanásia. Não houve redução (P>0,05) de danos em DNA, contudo a concentração do aduto de DNA 8-hidroxi-2-deoxiguanosina (8-OHdG) e foi elevada (P<0,05) em animais tratados com R quando comparados a tratados com C e controles. Com relação à expressão diferencial de genes, 29 genes foram diferencialmente expressos em fígado, dentre eles o gene da 8-oxoguanina-DNA-glicosilase (enzima de reparo do DNA), foi hipoexpressa no grupo tratado com R, o que pode explicar o aumentado valor de adutos no mesmo grupo. O cólon apresentou 31 genes com diferença de expressão, onde 5 genes estão relacionados ao metabolismo de xenobióticos. / Cancer is the major cause of death in the world, being responsible for approximately 7.6 million deaths. However, there is a hypothesis of an inverse association between fruit and vegetable consumption and the development of cancer. Therefore, the World Health Organization suggests, among other actions for controlling cancer, the increase in vegetable and fruit consumption. The aim of this work was to evaluate eventual chemopreventive effects of Brassicas vegetables, kale (K) and cabbage (C). Two experiments were done: the first one was Ito´s hepatocarcinogenesis model, where vegetables were provided during 8 weeks in the rats´ drinking water (10% w/v). Animals that received only water were considered control. In this experiment, there was no inhibition (P<0,05) of glutathione S-transferase placental form positive preneoplastic lesions and, also, there was no induction (P<0,05) of apoptosis in the groups treated with K or C However, it was observed a reduction (P<0,05) in hepatic DNA damages and an increase (P<0,05) in lutein hepatic concentration of rats treated with K or C, when compared to the control. In the second experiment, the vegetables were provided during 8 weeks in the rats´ drinking water (20% w/v), and animals were submitted to carcinogenic application 24h before euthanasia. There was no reduction (P<0,05) in DNA damages, however there was an increase (P<0,05) in the concentration of 8-hydroxy-2-deoxyguanosine (8-OHdG) DNA in animals treated with C when compared to the ones treated with K and control. In relation to the differential gene expression, 29 genes were differently expressed in the liver, such as the 8-oxoguanine-DNA-glycosylase gene, which was downregulated in the group treated with C. This might explain the increased value of adducts in the same group. Colon presented 31 genes with difference in expression, whereas 5 genes are related to xenobiotic metabolism.