As flores possuem uma grande variedade de sistemas sexuais. O mais raro deles é a androdioicia, com poucos casos conhecidos, no qual as espécies apresentam indivíduos ou com flores masculinas ou com flores bissexuais. A maioria das espécies androdioicas evoluiu de ancestrais dioicos, sendo geralmente plantas herbáceas em populações com recorrente extinção local seguida de re-colonização. No entanto, há alguns exemplos de espécies androdioicas e lenhosas cujos ancestrais são hermafroditas. Este é o caso das Annonaceae, uma família pantropical de plantas lenhosas e predominantemente hermafrodita, no qual a androdioicia é frequente. Gêneros androdioicos surgiram várias vezes em diferentes linhagens de Annonaceae, tanto na subfamília Annonoideae, quanto na subfamília Malmeoideae. A maioria dos gêneros androdioicos pertence à subfamília Malmeoideae, um grupo predominantemente asiático. Nas Américas há cinco gêneros androdioicos, todos da tribo Malmeeae, que formam um grupo monofilético, com exceção de Pseudoxandra que, embora membro de Malmeeae, não está incluído no clado dos gêneros androdioicos. Assim, a tribo Malmeeae é um excelente modelo para o estudo da androdioicia em plantas lenhosas neotropicais. Para tanto a reconstrução da filogenia de 33 táxons da tribo Malmeeae foi realizada a partir de sequências de DNA de 66 marcadores moleculares do genoma do cloroplasto, obtidas por sequenciamento de nova geração. Foram realizadas análises de máxima verossimilhança, máxima parcimônia e inferência Bayesiana. A reconstrução dos estados ancestrais de caracteres relacionados ao sistema sexual e morfologia da flor foi realizada numa abordagem Bayesiana. Análises morfo-anatômicas das flores masculinas e bissexuais de Pseudoxandra spiritus-sancti, uma espécie androdioica, foram feitas com microscopia ótica e MEV. Por último, a filogenia morfológica e a revisão taxonômica de Ephedranthus, um gênero androdioico da tribo Malmeeae, são apresentadas / Flowers have a high diversity of sexual systems. The rarest among them is androdioecy, in which species present individuals with male flowers and others with bisexual flowers. The majority of androdioecious species, usually herbaceous plants with recurrent local extinction followed by re-colonization, has evolved from dioecious ancestors. Nevertheless, some woody and androdioecious plants have hermaphrodite ancestors. This is the case of Annonaceae, a pantropical family of woody and hermaphrodite plants, in which androdioecy is frequent. Androdioecious genera have arisen several times in different Annonaceae lineages, both in Annonoideae subfamily and in Malmeoideae subfamily. The majority of androdioecious genera belong to Malmeoideae, a mostly Asian group. In the Americas there are five androdioecious genera, all from tribe Malmeeae, where they compose a monophyletic group, with the exception of Pseudoxandra, which although being a member of Malmeeae, is not included in the androdioecious genera clade. Tribe Malmeeae is, thus, an excellent model to study androdioecy in Neotropical woody plants. The phylogenetic reconstruction of 33 taxa of this group was performed using DNA sequences of 66 molecular markers of the chloroplast genome, sequenced by next generation sequencing. Maximum likelihood, Bayesian inference and maximum parsimony were the methods used for the phylogenetic analyses. The reconstruction of ancestral states were performed to characters related to sexual system and floral morphology using a Bayesian approach. Morphological and anatomical analyses of male and bisexual flowers were done using LM and SEM. A morphological phylogeny and a taxonomic revision of Ephedranthus, an androdioecious genus of tribe Malmeeae, are also presented

Submitted by Tatiana Silva (tsilva@icict.fiocruz.br) on 2012-12-27T17:46:12Z No. of bitstreams: 1 kary_a_c_s_ocana_ioc_bcm_0010_2010.pdf: 8676624 bytes, checksum: 38b44fc6cba3d4b68c651cbcf281a044 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-12-27T17:46:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 kary_a_c_s_ocana_ioc_bcm_0010_2010.pdf: 8676624 bytes, checksum: 38b44fc6cba3d4b68c651cbcf281a044 (MD5) Previous issue date: 2010 / Fundação Oswaldo Cruz.Instituto Oswaldo Cruz. Rio de janeiro, RJ, Brasil / A reconstrução da história evolutiva, assim como o estabelecimento de hipóteses que demonstrem as relações filogenéticas dos protozoários bem como dos genes codificados pelos Elementos Genéticos Móveis (EGM) requerem o uso de várias abordagens e ferramentas, as quais não se encontram disponíveis de maneira integrada nem de maneira amigável. Diferentes abordagens filogenéticas, filogenômicas e evolutivas são necessárias para a inferência da filogenia de espécies e o estudo de genes pouco conservados como a transcriptase reversa, o gene mais representativo da classe I dos EGM, os retrotransposons. Os principais algoritmos filogenéticos e os programas que os executam têm sido unificados num único sistema: ARPA, escrito na linguagem de programação PYTHON. O sistema ARPA e a interface webestão hospedados na FIOCRUZ e estão disponíveis no endereço http://arpa.biowebdb.org. Eles estão sendo integrados ao sistema de banco de dados ProtozoaDB (http://protozoadb.biowebdb.org) e ao sistema de anotação semi-automática Stingray (http://stingray.biowebdb.org/). Uma abordagem baseada nos fundamentos da filogenômica eevolução foi utilizada para desenvolver cinco objetivos: (i) analisar e inferir a filogeniados genes relacionados à resistência de drogas em protozoários, (ii) reconstruir a árvore de espéciesde protozoários, (iii) realizar estudos de filogenômica dos EGM em protozoários, (iv) inferir a filogenia da telomerase e dos elementos de retrotransposição em Tri-tryps e (v) adaptar e ampliar o esquema Phylo ao banco de dados GUS para o armazenamento da informação filogenética. Os principais resultados obtidos para cada objetivosão: (i) As inferências filogenéticas dos genes AQP, hsp70, GP63, TRYR e MRPA relacionados à resistência a drogas em protozoários demonstrou a viabilidade das execuçõesdo sistema ARPA; (ii) a árvore de espécies de protozoários usando a abordagem da supermatriz provou ser confiável, e o teste PTP e a estatística G1 demonstraram que os dados moleculares deste estudo possuem sinal filogenético; (iii) o RAXML foi o programa mais consistente ao lidar com os diferentes níveis de polimorfismos destes genes, a detecção in silicoda seleção positiva destes genes foi detectada nas análises pareadas dos modelos M1-M2 e M7-M8, porém o par M0-M3 indicou uma alta variabilidade da razão ωentre os sítios; (iv) foi observada a monofilia para a telomerase a que está mais relacionada à transcriptase reversa dos retrotransposons não-LTR; (iv) um novo esquema Phylo foi concebido e incorporado no GUS 3.5 estendendo-o a fim de armazenar os dados obtidos de inferências filogenéticas. As principais conclusões são: (i) O sistema ARPA é uma alternativa viável, eficiente, fácil e de tempo reduzido para as análises filogenômicas. O RAXML foi considerado o programa mais consistente e foi observado que as árvores construídas usando as sequências inteiras e/ou as trimadas com o TRIMAL apresentaram os melhores resultados. A abordagem da supermatriz apresentou melhores resultados do que a superárvore; (ii) as relações entre os grupos de protozoários estão de acordo com estudos anterioresda literatura, os quais determinaram também uma monofilia para os protozoários. A inclusão de mais dados/genes é necessária para obter uma árvore robusta; (iii) foram reconstruídas as árvores dos genes dos EGM e inferida a filogenia para cada um deles. O modelo M3 indicou uma alta variabilidade da razão ωentre os sítios e os modelos M7 e M8 indicaram a presença de seleção positiva para todos os genes dos EGM; (iv) a telomerase formou um grupo monofilético mais relacionado à transcriptase reversa dos retrotransposons não-LTR; (v) o esquema Phylo armazena os dados obtidos de experiências filogenéticas, mantendo as relações de herança filogenética entre cada um dos táxons, o que permite realizar consultas usando as informações dos ramos, dos nós e táxons da árvore. / The reconstruction of the evolutionary history, as well as the establishment of the hypotheses that demonstrate the phylogenetic relationships of the genes encoded by Mobile Genetic Elements (MGEs) require the use of various tools and approaches, which are not available in a friendly or integrated interface. Different phylogenetics, phylogenomics and evolutionary approaches are necessary for the inference of the species phylogeny. These same approaches are required on the study of less conserved genes as the reverse transcriptase that is the most representative gene of the class I of the MGEs, the retrotransposons. The main phylogenetic algorithms and programs developed by our group have been unified into a single system - the ARPA - written in the programming language PYTHON. The ARPA system and the web interface are hosted at FIOCRUZ and are available at http://arpa.biowebdb.org. They are currently being integrated to the database system ProtozoaDB (http://protozoadb.biowebdb.org) and to the semi-automatic annotation system Stingray (http://stinngray.biowebdb.org/). An approach based on the fundamentals of evolution andphylogenomics has been applied to achieve five different objectives: (i) to analyze and to infer the phylogeny to the genes related to drug resistance in protozoan genomes, (ii) to reconstruct a protozoan species tree, (iii) to conduct phylogenomic studies of MGEs in Protozoa, (iv) to infer phylogeny from the telomerase and the retrotransposable elements in Tri-Tryps and (v) to adapt and to extend the schema Phylo to the GUS database, for storing phylogenetic informations. The results obtained for topics were: (i) The construction of the phylogenetic trees of the genes, AQP, hsp70, GP63, TRYR and MRPA which are related to drug resistance in protozoan demonstrated the viability of the executions of theARPA system. (ii) The protozoan species tree using the supermatrix approach proved to be reliable. The PTP Test and the Statistical G1 demonstrated that the molecular data of this study have phylogenetic signal. (iii) The PAUP-AV was shown to be the most consistent program and thePHYML was the least to deal with different levels of polymorphisms of these genes. The in silicodetection of the positive selection in MGEs genes in Protozoa was detected in the paired analysis of the models M1-M2 and M7-M8, but the pair M0-M3 indicated a high variability of the ratio ωbetween the sites. (iv) It was found that a monophyly is present for the telomerase, which was the most closely related to the transcriptase of the non-LTR retrotransposons. (v) A new Phylo schema was designed and incorporated into the GUS 3.5 extending its service to store the dataobtained from phylogenetic experiments. As conclusions: (i) The ARPA system is a viable, efficient, easy and reduced time alternative for phylogenomic analysis. The RAXML was considered the most consistent program and was observed that the trees constructed using the entire and/or the trimmed sequences with TRIMAL showed the best results. The supermatrix approach showed better results than the supertree. (ii) The relationships between protozoangroups are in agreement with previous studies, which also determined a monophyly for protozoan. The inclusion of more data/genes is required to obtain a consistent tree. (iii) In the trees of the EGM, the PAUP-AV was the most consistent and the PHYML the least to deal with different levels of polymorphisms of these genes. The model M3 showed a high variability of ωratio among sites and the models M7 and M8 indicated the presence of positive selection forall genes of EGM. (iv) The telomerase formed a monophyletic group more related to the reverse transcriptase of the non-LTR retrotransposons. (v) The scheme Phylo stores the data obtained from phylogenetic experiences, keeping the inheritance of phylogenetic relationships between each of the taxa, which can perform queries using information from the branches, nodes and taxaof the tree.

As flores possuem uma grande variedade de sistemas sexuais. O mais raro deles é a androdioicia, com poucos casos conhecidos, no qual as espécies apresentam indivíduos ou com flores masculinas ou com flores bissexuais. A maioria das espécies androdioicas evoluiu de ancestrais dioicos, sendo geralmente plantas herbáceas em populações com recorrente extinção local seguida de re-colonização. No entanto, há alguns exemplos de espécies androdioicas e lenhosas cujos ancestrais são hermafroditas. Este é o caso das Annonaceae, uma família pantropical de plantas lenhosas e predominantemente hermafrodita, no qual a androdioicia é frequente. Gêneros androdioicos surgiram várias vezes em diferentes linhagens de Annonaceae, tanto na subfamília Annonoideae, quanto na subfamília Malmeoideae. A maioria dos gêneros androdioicos pertence à subfamília Malmeoideae, um grupo predominantemente asiático. Nas Américas há cinco gêneros androdioicos, todos da tribo Malmeeae, que formam um grupo monofilético, com exceção de Pseudoxandra que, embora membro de Malmeeae, não está incluído no clado dos gêneros androdioicos. Assim, a tribo Malmeeae é um excelente modelo para o estudo da androdioicia em plantas lenhosas neotropicais. Para tanto a reconstrução da filogenia de 33 táxons da tribo Malmeeae foi realizada a partir de sequências de DNA de 66 marcadores moleculares do genoma do cloroplasto, obtidas por sequenciamento de nova geração. Foram realizadas análises de máxima verossimilhança, máxima parcimônia e inferência Bayesiana. A reconstrução dos estados ancestrais de caracteres relacionados ao sistema sexual e morfologia da flor foi realizada numa abordagem Bayesiana. Análises morfo-anatômicas das flores masculinas e bissexuais de Pseudoxandra spiritus-sancti, uma espécie androdioica, foram feitas com microscopia ótica e MEV. Por último, a filogenia morfológica e a revisão taxonômica de Ephedranthus, um gênero androdioico da tribo Malmeeae, são apresentadas / Flowers have a high diversity of sexual systems. The rarest among them is androdioecy, in which species present individuals with male flowers and others with bisexual flowers. The majority of androdioecious species, usually herbaceous plants with recurrent local extinction followed by re-colonization, has evolved from dioecious ancestors. Nevertheless, some woody and androdioecious plants have hermaphrodite ancestors. This is the case of Annonaceae, a pantropical family of woody and hermaphrodite plants, in which androdioecy is frequent. Androdioecious genera have arisen several times in different Annonaceae lineages, both in Annonoideae subfamily and in Malmeoideae subfamily. The majority of androdioecious genera belong to Malmeoideae, a mostly Asian group. In the Americas there are five androdioecious genera, all from tribe Malmeeae, where they compose a monophyletic group, with the exception of Pseudoxandra, which although being a member of Malmeeae, is not included in the androdioecious genera clade. Tribe Malmeeae is, thus, an excellent model to study androdioecy in Neotropical woody plants. The phylogenetic reconstruction of 33 taxa of this group was performed using DNA sequences of 66 molecular markers of the chloroplast genome, sequenced by next generation sequencing. Maximum likelihood, Bayesian inference and maximum parsimony were the methods used for the phylogenetic analyses. The reconstruction of ancestral states were performed to characters related to sexual system and floral morphology using a Bayesian approach. Morphological and anatomical analyses of male and bisexual flowers were done using LM and SEM. A morphological phylogeny and a taxonomic revision of Ephedranthus, an androdioecious genus of tribe Malmeeae, are also presented

O clado \"Adenocalymma-Neojobertia\" representa um dos dois principais clados da tribo Bignonieae. Ele inclui lianas, arbustos e arvoretas distribuídas por todo o neotrópico, e possui como centro de diversidade a Amazônia brasileira e a Mata Atlântica. O clado é extremamente variável em termos da morfologia e distribuição geográfica, o que o torna um desafio taxonômico para a circunscrição de espécies e gêneros. A classificação atual de Bignonieae reconhece Adenocalymma de forma ampla (82 espécies), já Neojobertia (três espécies) está entre os menores gêneros. Aqui, nós utilizamos sequenciamento de última geração (plastomas completos ou quase completos) e sequenciamento Sanger (ndhF, rpl32-trnL, PepC) para inferir a filogenia do clado \"Adenocalymma-Neojobertia\" utilizando uma ampla amostragem de caracteres (>88,137 pb) e taxa (90% de todas as espécies). Nossos resultados indicam que Adenocalymma é parafilético como circunscrito atualmente, com Neojobertia e Pleonotoma albiflora incluídos. Padrões de evolução morfológica foram avaliados para todo o clado utilizando métodos comparativos. Sinal filogenético e evolução pontuada foram testados e estados ancestrais inferidos para 32 caracteres. Desses, 19 caracteres possuem sinal filogenético e quatro são sinapomorfias de clados internos. Pecíolos e peciólulos articulados emergiu como potencial sinapomorfia de todo o clado \"Adenocalymma-Neojobertia\". Entre os caracteres que não possuem sinal filogenético, quatro caracteres com importância ecológica chamam a atenção: (i) Habito, (ii) cor da corola, (iii) forma da corola e (iv) presença de tricomas cupulares na corola. Hábito emergiu como altamente homoplástico e está potencialmente relacionado com a ocupação de novos habitats. A morfologia floral também emergiu como altamente homoplástica e evoluindo de forma pontuada, sugerindo que a cor da corola, forma da corola e a presença de tricomas cupulares na corola podem ter sido os responsáveis pela diversificação em pelo menos parte do clado. A filogenia molecular e o estudo morfológico foram então utilizados como subsídio para propor uma sinopse atualizada de Adenocalymma. A nova circunscrição do gênero proposta aqui revisa os limites das espécies e incluí todas as espécies de Neojobertia e P. Albiflora agora todas em Adenocalymma. Ao todo, estão sendo propostas quatro novas combinações, três espécies novas apresentadas e 15 novos sinônimos, fazendo com que o Adenocalymma tenha agora 74 espécies reconhecidas. Para todas as espécies reconhecidas, nós apresentamos comentários taxonômicos, comparações com espécies próximas, informação sobre o habitat, distribuição e fenologia. Além disso, mapas de distribuição e gráficos de fenologia são apresentados para todas as espécies / The \"Adenocalymma-Neojobertia\" clade represents one of two main clades of tribe Bignonieae. It includes lianas, shrubs, and treelets that are distributed throughout the Neotropics, and centered in Amazonia and the Atlantic Forest of Brazil. This clade is extremely variable in terms of morphology and geography, which has led to a series of taxonomic challenges in the circumscription of species and genera. The most recent classification of tribe Bignonieae recognizes a broad Adenocalymma (82 species) and a small Neojobertia (three species). Here, we used NGS (complete and nearly-complete plastomes) and Sanger sequencing data (ndhF, rpl32-trnL, pepC) to infer a robust phylogeny of the \"Adenocalymma-Neojobertia\" clade based on a broad sampling of molecular characters (> 88,137 bp), and taxa (90% of the overall species diversity). Our findings indicate that Adenocalymma is paraphyletic as currently circumscribed, with Neojobertia and Pleonotoma albiflora nested herein. Patterns of morphological evolution were evaluated for the whole clade using comparative methods. Phylogenetic signal and punctuated evolution was tested and ancestral character states inferred for 32 selected characters. Of these, 19 characters have significant phylogenetic signal and four are synapomorphies of internal clades. Articulated petioles and petiolules emerged as a putative synapomorphy of the whole \"Adenocalymma-Neojobertia\" clade. Among the characters without phylogenetic signal, four morphological traits of ecological significance are particularly relevant: (i) plant habit, (ii) corolla color, (iii) corolla shape, and (iv) corolla cupular trichomes. Plant habit was shown to be highly homoplastic and is thought to be associated with the occupation of new environments. Flower morphology was also highly homoplastic and evolved in a punctuated manner, suggesting that corolla color, corolla shape, and corolla cupular trichomes may have been important drivers of evolution in at least portions of this clade. The molecular phylogeny and the morphological information were then used to subsidize an updated synopsis of Adenocalymma. The new circumscription of the genus proposed here revises species limits and includes all species of Neojobertia and P. albiflora within Adenocalymma. Overall, four new combinations, three new species, and 15 new synonomies are proposed, leading to 74 taxa within Adenocalymma. For each species recognized, we provided taxonomic comments, comparisons between closely related taxa, information on the habitat, distribution, and phenology. In addition, distribution maps, and phenology plots are also shown for all species

Gracilariaceae is a worldwide distributed family that includes numerous economically important species. Currently, five genera are recognized in the Gracilariaceae: Gracilariophila (parasitic), Curdiea, Melanthalia, Gracilaria, and Gracilariopsis. Some species of Gracilaria were taxonomically transferred to Hydropuntia. However, this genus is quite controversial. High-throughput sequencing (HTS) techniques has led to an increase in studies using complete organellar genomes, which have been used to infer phylogenetic relationships in Rhodophyta and the investigation of other aspects of red algal genomes, including gene synteny and horizontal gene transfers (HGT). HTS also facilitated the search for extrachromosomal plasmids and its influence in the organellar genomes by HGT. We applied HTS to assemble and annotate organellar genomes (mitochondria and chloroplast) from seven species of Gracilariaceae using Illumina HiSeq 2500 platform. We also received raw reads of 31 samples of Gracilariaceae from Dr. Goia Lyra that were analysed and included in our work. We used these data, combined with published genomes, to infer phylogenies and compare the genome architecture of these species representing the main lineages in Gracilariaceae. The mitochondrial and chloroplast genomes were highly conserved in gene synteny among the species, and variation mainly occurred in regions where insertions of plasmid-derived sequences (PDSs) were found, which were similar to known red algae extrachromosomal plasmids. In mitochondrial genomes, the PDS insertions were in two regions where the transcription direction changes: between cob and trnL genes, and trnA and trnN genes. PDS insertions in chloroplast genome were in different positions, but generally found between psdD and rrs genes. The bacterial leuC/leuD operon was found in Gracilaria tenuistipitata, G. chilensis, M. intermedia chloroplasts genomes, and also in G. vermiculophylla extrachromosomal plasmid. Phylogenetic trees show two different origins of leuC/leuD: genes found in chloroplasts and plasmids were close to proteobacteria, and genes encoded in the nucleus are close to Viridiplantae and cyanobacteria. Gracilariaceae may be a good model to study the impact of PDS in genome evolution due to the frequent presence of these sequences inserted in organellar genomes. Our phylogenetic analyses demonstrated similar evolutionary histories between the chloroplast and mitochondrial genomes. However, chloroplast phylogeny was better resolved with full support. Our taxonomical sampling supports the presence of three main lineages: Melanthalia/Curdiea, Gracilariopsis and Gracilaria. Melanthalia intermedia was sister to a monophyletic clade including Gracilaria and Gracilariopsis, which were resolved as monophyletic genera. Furthermore, the characteristics of organellar genome architecture, Gracilariopsis and Gracilaria genera are also supported by the loss of the plastid gene petP in Gracilaria and the rearrangement position of the gene trnH in the mitochondrial genome. Beside this, we found no support for the genus Hydropuntia as originally proposed / A família Gracilariaceae está globalmente distribuída e inclui várias espécies economicamente importantes. Atualmente, cinco gêneros são reconhecidos em Gracilariaceae: Gracilariophila (parasita), Curdiea, Melanthalia, Gracilaria e Gracilariopsis. Algumas espécies de Gracilaria foram taxonomicamente transferidas para Hydropuntia. Entretanto, esse gênero é bastante controverso. Técnicas de sequenciamento de alta performance (HTS) levaram a um aumento de estudos usando genomas organelares completos, que têm sido usados para inferir relações filogenéticas em Rhodophyta e na investigação de outros aspectos dos genomas de algas vermelhas, incluindo sintenia gênica e transferências horizontal de genes (HGT). O HTS também facilitou a busca por plasmídeos extracromossômicos e sua influência nos genomas organelares por HGT. Nós utilizamos HTS para montar e anotar genomas organelares (mitocôndrias e cloroplastos) de sete espécies de Gracilariaceae usando a plataforma Illumina HiSeq 2500 e recebemos sequências de 31 amostras Gracilariaceae da Dr. Goia Lyra que foram montadas, anotadas e incluídas em nossas análises. Utilizamos esses dados, combinados com genomas publicados, para inferir filogenias e comparar a arquitetura do genoma dessas espécies representando as principais linhagens em Gracilariaceae. Os genomas mitocondrial e plastidial são altamente conservados na sintenia gênica e a variação ocorreu principalmente em regiões onde foram encontradas inserções de sequências derivadas de plasmídeos (PDS), similares aos plasmídeos extracromossômicos conhecidos de algas vermelhas. Nos genomas mitocondriais, as inserções de PDS estavam em duas regiões onde a direção da transcrição muda: entre os genes cob e trnL e os genes trnA e trnN. As inserções de PDS no genoma do cloroplasto estavam em posições diferentes, mas geralmente encontradas entre os genes psdD e rrs. O operon bacteriano leu/leuD foi encontrado nos genomas dos cloroplastos de Gracilaria tenuistipitata, G. chilensis, M. intermedia e também no plasmídeo de G. vermiculophylla. As árvores filogenéticas mostram duas origens diferentes de leuC/leuD: os genes encontrados no cloroplasto e no plasmídeo estavam próximos de proteobactérias, e os genes codificados no núcleo estavam próximos de Viridiplantae e cianobactérias. Gracilariaceae pode ser um bom modelo para estudar o impacto de PDS na evolução de genomas devido à presença frequente de inserções PDS em genomas organelares. Nossas análises filogenéticas demonstraram histórias evolutivas similares entre cloroplasto e mitocondria. No entanto, a filogenia de cloroplasto foi melhor resolvida com valores máximos de Bootstrap em todos os ramos. Nossa amostragem taxonômica corrobora a presença de três linhagens principais: Melanthalia/Curdiea, Gracilariopsis e Gracilaria. Melanthalia intermedia aparece como grupo-irmão do clado monofilético incluindo Gracilaria e Gracilariopsis, que foram resolvidos como gêneros monofiléticos. Além disso, baseado nas características da arquitetura do genoma organelar, os gêneros Gracilariopsis e Gracilaria se distinguem pela perda do gene plastidial petP em Gracilaria e pela posição de rearranjo do gene trnH no genoma mitocondrial. Nós não encontramos evidências para a permanencia o gênero Hydropuntia como originalmente proposto

A Transferência Horizontal de Genes (THG) é um dos principais mecanismos de evolução bacterianos, impactando a evolução de praticamente todas famílias gênicas. Neste trabalho identificamos e avaliamos padrões de possíveis transferências horizontais de genes pertencentes a duas classes funcionais de dois níveis taxonômicos distintos. Caracterizamos a ocorrência e evolução de 45 genes importantes para a fixação de N2 em 479 genomas de Proteobacteria. Identificamos cinco potenciais aquisições de genes ligados a fixação de N2 por linhagens de Proteobacteria, as quais foram identificadas consistentemente em 36 dos genes analisados. Realizamos predições de transferências horizontais dos 45 entre todos os 479 genomas de Proteobacteria e identificamos possíveis enriquecimentos de THG, provavelmente ligados à sinais filogenéticos e ecológicos. Desenvolvemos um pipeline para identificação semi-automática de efetores do Sistema Secretor do Tipo III em Aeromonas, o qual reportou 21 famílias de potenciais efetores presentes em 105 genomas. Entre os 21 efetores identificados 17 foram descritos pela 1º vez em Aeromonas, corroborando a sensibilidade de nosso pipeline. Com o auxílio de nossos colaboradores foram realizados testes de citotoxidade para efetores identificados in silico, e apenas quatro não inibiram o crescimento de Saccharomyces cerevisiae. Por fim, desenvolvemos um método para agrupamento de famílias gênicas com histórias evolutivas similares que não requer a reconstrução de árvores filogenéticas, aumentando a eficiência computacional. Aplicamos o método desenvolvido para reconstrução da filogenia de Aeromonas, o qual mostrou-se compatível com dados presentes na literatura. / Horizontal Gene Transfer (HGT) is one of main mechanisms of bacterial evolution, affecting virtually all gene families. In this document we identified and assessed putative horizontal transfers of genes from two functional classes from two distinct taxonomic levels. We characterized the distribution and evolution of 45 genes important to N2 fixation among 479 Proteobacteria genomes. We identified five potential distinct acquisitions of such genes by Proteobacteria lineages. The distinct origins are consistently identified in 36 out of the 45 assessed genes. We computed possible horizontal transfers of the 45 genes among the 479 Proteobacteria genomes, and we identified enrichments of HGT, likely related to phylogenetic and ecological signals. We developed a semi-automated pipeline to identify effectors of the Type III Secretion System within Aeromonas, which reported 21 putative effector families distributed among 105 genomes. Among the 21 likely effectors 17 have been described in Aeromonas for the first time, highlighting the sensibility of our pipeline. Our colaborators performed cytotoxicity tests for the 21 likely effector families identified by in silico analysis, and only four did not inhibited Saccharomyces cerevisiae growth. Lastly, we developed a method to cluster gene families according to shared evolutionary history, without the requirement of phylogenetic tree reconstruction, increasing computational efficiency. We applied this proposed method during Aeromonas phylogenetic reconstruction, and it showed up compatible with data available on the literature.

Submitted by Ana Damasceno (ana.damasceno@unipampa.edu.br) on 2016-11-07T16:30:36Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação - Evelise Carvalho.pdf: 2321912 bytes, checksum: 3957e800afc8b54ee2d2bc427c9dffd6 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-07T16:30:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação - Evelise Carvalho.pdf: 2321912 bytes, checksum: 3957e800afc8b54ee2d2bc427c9dffd6 (MD5) Previous issue date: 2015-05-19 / Algas verdes da classe Trebouxiphyceae estão entre os organismos presentes no continente Antártico, onde a espécie mais relatada é a macroalga verde Prasiola crispa (Lightfoot) Kützing. Considerada um organismo extremófilo, pois se desenvolve com muito sucesso no habitat extremo da Antártica, ainda são raros na literatura dados moleculares sobre esta espécie, o que impede uma avaliação sobre sua taxonomia e posição filogenética. Com o advento das tecnologias de sequenciamento de nova geração, os genomas de organelas tornaram-se uma grande ferramenta para estudos de filogenia, pois fornecem inúmeros dados filogenéticos, sequências de proteínas e nucleotídeos e também informações sobre conteúdo gênico e arquitetura. Neste trabalho, foi determinada a sequência dos genomas do cloroplasto (cpDNA) e mitocondrial (mtDNA) de P. crispa, com o intuito de inferir as relações evolutivas deste organismos com outras espécies de plantas verdes, bem como uma análise estrutural. Os genomas plastidial e mitocondrial foram sequenciados por Macrogen Service (SolexaIllumina Hi-Seq 2500). A montagem, anotação, alinhamento, construção da filogenia e análise sintênica foram realizados in silico com softwares específicos. O cpDNA e mtDNA P. crispa apresentam 196.502 pb e 89.819 pb, respectivamente. Estes genomas acessórios apresentam 21 genes putativos relacionados com a fotossíntese e 18 genes relacionados com o metabolismo oxidativo. A análise filogenômica baseada no cpDNA demonstrou que P. crispa agrupou com alga trebouxiophyceae Prasiolopsis sp. formando o clado Prasiola juntamente com Stichococcus bacilaris. Nossos resultados para filogenômica embasada no mtDNA revelam que P. crispa agrupa com as outras espécies da classe Trebouxiphyceae. A análise de sintenia do cpDNA e mtDNA de P. crispa com a espécies de plantas verdes relacionadas evolutivamente demonstram que estes organismos apresentam poucos blocos gênicos sintênicos. Este trabalho pioneiro com a alga P. crispa, demonstra que os genomas acessórios suprem uma gama de dados moleculares que podem ser utilizados para estudos filogenômicos. Além disto, as informações geradas a partir do sequenciamento do cpDNA e mtDNA de P. crispa fornecem um aporte para estudos futuros mais aprofundados / Green algae from Trebouxiophyceae class are among the organisms in the Antarctic continent, where the most reported species is the green macroalga Prasiola crispa (Lightfoot) Kützing. This algae is considered an extremophile organism because develops successfully in the harsh Antarctic habitat, however studies reporting molecular data of this species are still lacking in the literature, which prevents an assessment of their correct taxonomy and phylogenetic position. With the advent of next generation sequencing technologies, it because easier to obtain molecular information as for example from organelle genomes making them a great tool for taxonomic studies because they provide a great number of, phylogenetic data, nucleotides, protein sequences, gene content and architecture information. In this study, we determined the sequence of the chloroplast (cpDNA) and mitochondrial (mtDNA) genome of P. crispa in order to infer the evolutionary relationships of the organisms with other species of green plants, as well as a structural analysis. Plastid and mitochondrial genome was sequenced by Macrogen Service (Illumina Solexa Hi-Seq 2500). The genome assembly, annotation, sequences alignment, phylogeny construction, and structural analyses were performed in silico with specific softwares. Plastid and Mitochondrial genomes have a total length of 196,502 bp and 89,819 bp, respectively. These genomes presented 21 putative photosynthesis related genes and 18 oxidative metabolism related genes, respectively. Phylogenetic analysis based on the cpDNA demonstrated that P. crispa grouped with Trebouxiophyceae algae Prasiolopsis sp. forming the Prasiola clade along with Stichococcus bacilaris. Our results for phylogenetic analysis grounded in mtDNA show that P. crispa groups with other species of Trebouxiphyceaen alga. Synteny analysis of P. crispa cpDNA and mtDNA with evolutionarily related species of green plants shows that these organisms have few syntenic gene blocks. This pioneering work with P. crispa provided the accessories genomes which suppled a range of molecular data that can be employed to taxonomic studies. In addition, the information generated from the sequencing of cpDNA and mtDNA of P. crispa provide a contribution for further studies.

A Transferência Horizontal de Genes (THG) é um dos principais mecanismos de evolução bacterianos, impactando a evolução de praticamente todas famílias gênicas. Neste trabalho identificamos e avaliamos padrões de possíveis transferências horizontais de genes pertencentes a duas classes funcionais de dois níveis taxonômicos distintos. Caracterizamos a ocorrência e evolução de 45 genes importantes para a fixação de N2 em 479 genomas de Proteobacteria. Identificamos cinco potenciais aquisições de genes ligados a fixação de N2 por linhagens de Proteobacteria, as quais foram identificadas consistentemente em 36 dos genes analisados. Realizamos predições de transferências horizontais dos 45 entre todos os 479 genomas de Proteobacteria e identificamos possíveis enriquecimentos de THG, provavelmente ligados à sinais filogenéticos e ecológicos. Desenvolvemos um pipeline para identificação semi-automática de efetores do Sistema Secretor do Tipo III em Aeromonas, o qual reportou 21 famílias de potenciais efetores presentes em 105 genomas. Entre os 21 efetores identificados 17 foram descritos pela 1º vez em Aeromonas, corroborando a sensibilidade de nosso pipeline. Com o auxílio de nossos colaboradores foram realizados testes de citotoxidade para efetores identificados in silico, e apenas quatro não inibiram o crescimento de Saccharomyces cerevisiae. Por fim, desenvolvemos um método para agrupamento de famílias gênicas com histórias evolutivas similares que não requer a reconstrução de árvores filogenéticas, aumentando a eficiência computacional. Aplicamos o método desenvolvido para reconstrução da filogenia de Aeromonas, o qual mostrou-se compatível com dados presentes na literatura. / Horizontal Gene Transfer (HGT) is one of main mechanisms of bacterial evolution, affecting virtually all gene families. In this document we identified and assessed putative horizontal transfers of genes from two functional classes from two distinct taxonomic levels. We characterized the distribution and evolution of 45 genes important to N2 fixation among 479 Proteobacteria genomes. We identified five potential distinct acquisitions of such genes by Proteobacteria lineages. The distinct origins are consistently identified in 36 out of the 45 assessed genes. We computed possible horizontal transfers of the 45 genes among the 479 Proteobacteria genomes, and we identified enrichments of HGT, likely related to phylogenetic and ecological signals. We developed a semi-automated pipeline to identify effectors of the Type III Secretion System within Aeromonas, which reported 21 putative effector families distributed among 105 genomes. Among the 21 likely effectors 17 have been described in Aeromonas for the first time, highlighting the sensibility of our pipeline. Our colaborators performed cytotoxicity tests for the 21 likely effector families identified by in silico analysis, and only four did not inhibited Saccharomyces cerevisiae growth. Lastly, we developed a method to cluster gene families according to shared evolutionary history, without the requirement of phylogenetic tree reconstruction, increasing computational efficiency. We applied this proposed method during Aeromonas phylogenetic reconstruction, and it showed up compatible with data available on the literature.

Orientador: Célio Fernando Baptista Haddad / Resumo: Thoropa Cope, 1865 (Anura: Cycloramphidae) é um gênero de rãs endêmicas do domínio Mata Atlântica e de ecótonos associados. Possui atualmente seis espécies (T. miliaris, T. petropolitana, T. taophora, T. lutzi, T. megatympanum e T. saxatilis), divididas em dois grupos morfológicos: grupo petropolitana (T. petropolitana e T. lutzi) e grupo miliaris (T. miliaris, T. taophora, T. megatympanum e T. saxatilis). Todas as espécies se reproduzem e se desenvolvem em rochas molhadas de água doce, encontradas em afloramentos rochosos, cachoeiras e riachos. Um estudo recente sobre a filogenia molecular mostrou que T. miliaris é parafilética a T. taophora, e que T. taophora, T. megatympanum e T. saxatilis são monofiléticas com alto suporte (Sabbag et al. 2018). Esse estudo também encontrou diversos clados dentro de cada uma das espécies, especialmente em T. miliaris. Porém, não foi possível estudarem molecularmente as espécies do grupo petropolitana porque existe apenas uma amostra de DNA disponível para o grupo. No presente trabalho, estudamos aspectos genéticos e morfológicos das seis espécies do gênero a fim de investigar a diversidade molecular previamente encontrada, a parafilia de T. miliaris e as características morfológicas das espécies que coincidam com a diversidade genética conhecida. Encontramos que os clados conhecidos de T. miliaris são linhagens evoluindo separadamente e que os clados conhecidos de T. taophora fazem parte de uma linhagem única. Thoropa miliaris e T. taophor... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Thoropa Cope, 1865 (Anura: Cycloramphidae) is a frog genus endemic to theAtlantic forest domain and associated ecotones. It comprises six species (T. miliaris, T. petropolitana, T. taophora, T. lutzi, T. megatympanum and T. saxatilis), divided in two morphological groups: petropolitana group (T. petropolitana and T. lutzi) and miliaris group (T. miliaris, T. taophora, T. megatympanum and T. saxatilis). All the species reproduce and develop in freshwater wet rocks that can be found in rock outcrops, waterfalls and streams. A recent study on molecular phylogeny has shown that T. miliaris is paraphyletic in respect to T. taophora and that T. taophora, T. megatympanum and T. saxatilis are monophyletic with high support. This study also found many clades inside each of those species, especially within T. miliaris. Nevertheless, it was not possible to study molecular aspects of the petropolitana group because there is only one DNA sample available for the group. In this work, we studied genetic and morphological aspects of all six species of the genus in order to investigate the molecular diversity found previously, the paraphyly found for T. miliaris, and the species morphological characteristics that coincide with the known genetic diversity. We found that the known clades of T. miliaris are separately evolving lineages and that the clades of T. taophora are part of a whole lineage. Thoropa miliaris and T. taophora are reciprocally monophyletic. We also found that the diversifica... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor