A UGRHI-17 da bacia hidrográfica do Médio Paranapanema (São Paulo, Brasil) é reconhecidamente uma área de alta biodiversidade de espécies de Biomphalaria e possui grande vulnerabilidade a acometimentos ambientais e em saúde, no caso da esquistossomose. O objetivo do estudo foi identificar áreas de maior risco para a ocorrência da esquistossomose utilizando dados de transmissão da esquistossomose e de diversidade genética molecular, associando-os às ferramentas geoespaciais, e com isso estabelecer áreas potenciais para a vigilância malacológica e da infecção em coleções de água doce na região do Médio Paranapanema. Os moluscos do gênero de Biomphalaria foram identificados por meio de características morfológicas e moleculares; enquanto os outros grupos taxonômicos (Drepanotrema, Lymnaea, Melanoides, Physa e Pomacea) foram identificados por características conchiológicas ou morfológicas. A análise filogenética das espécies de Biomphalaria foi realizada por meio da análise de sequências dos genes mitocondriais COI, 16S rRNA e COI+16S. As sequências do gene COI referentes ao trecho DNA Barcode foram testadas quanto à similaridade com sequências depositadas no GenBank e analisadas em ABDG, bPTP e GMYC para delimitação de espécies putativas. Na análise espacial foram utilizadas as estatísticas de varredura, Gi e de fluxo. Foram utilizadas as fichas notificação e investigação dos casos de esquistossomose na região de estudo entre 1978-2016. Foi calculado as taxas de incidência e foi avaliado a dependência espacial entre os casos autóctones e importados com a função K12 de Ripley. Foram gerados mapas da distribuição espacial dos caramujos do gênero Biomphalaria; dos casos de esquistossomose ocorridos na região de estudo; e da diversidade genética em haplótipos do gene 16S. Além disso, foi realizada modelagem de nicho para estimar cenários futuros de alteração na distribuição dos caramujos, utilizado o algoritmo de máxima entropia. Foram utilizados os dados de variáveis climáticas e topográficas obtidas no WorldClim, HydroSHEDS e TOPODATA e o modelo climático regional HadGEM2-ES do período de 2041-2060, considerando dois cenários de mudança climática possíveis: RCP2.6 e RCP8.5. Foram identificados aglomerados de alto risco para ocorrência de esquistossomose em Ourinhos, Assis e Ipaussu. Entretanto, ao longo dos anos, os casos passaram a ocorrer em baixa densidade em Ourinhos e deixaram de ocorrer nos demais municípios da região. Dos caramujos coletados, 75.5% eram Biomphalaria, 11.2% Drepanotrema e 13.3% de outros gêneros não planorbídeos. O modelo de máxima entropia mostrou que há probabilidade futura da espécie B. glabrata permanecer nos municípios de Ourinhos e Assis, e uma probabilidade em torno de 50% de a espécie expandir sua colonização a corpos de água doce de outros municípios da região de estudo, isto em função das mudanças climáticas. Os resultados para B. straminea mostram que esta espécie tem maior probabilidade de expansão de colonização no futuro, especialmente nos municípios próximos a Ourinhos. A análise filogenética mostrou árvores com cinco ramos monofiléticos com alto suporte estatístico. A diversidade de haplótipos está distribuída de forma diferente em cada um dos cinco taxa analisados. Conclui-se, em um dos resultados deste trabalho, que atualmente a esquistossomose, como problema de saúde pública no Médio Paranapanema, está restrita a Ourinhos. Tal fato pode estar relacionado à presença de B. glabrata em pontos específicos e à cobertura deficiente do saneamento básico. Desta forma, o estudo contribuiu para eleger áreas prioritárias para o combate aos caramujos e à doença para evitar ou reduzir transmissões futuras nesta região. / The UGRHI-17 of the Middle Paranapanema watershed (São Paulo, Brazil) is recognized as an area of high biodiversity of Biomphalaria species and great vulnerability to environmental and health impacts for schistosomiasis. The objective of the study is to identify areas of greatest risk for the occurrence of schistosomiasis using transmission data from schistosomiasis and molecular genetic diversity, associating them with the geospatial tools, and thereby establishing potential areas for malacological surveillance and infection in collections of freshwaters in the region of Middle Paranapanema. Molluscs of the genus Biomphalaria were identified by morphological and molecular characteristics; while the other taxonomical groups (Drepanotrema, Lymnaea, Melanoides, Physa and Pomacea) were identified through conchiological or morphological characteristics. Molecular genetic analysis of the species was done through sequence analysis of the mitochondrial genes COI, rRNA16S and COI+16S. The COI gene sequences related to DNA Barcode portions were tested for similarity to sequences deposited in GenBank and analyzed ABDG, BPTP and GMYC for delimiting putative species. In the spatial analysis we used the scan statistics, Gi and flow maps. Reporting and investigation records of cases schistosomiasis in the study regions between 1978 and 2016 were used. Incidence were calculated and the existence of spatial dependence between autochthonous and imported cases was evaluated using Ripley\'s K12-function. Maps of the spatial distribution of snails of the genus Biomphalaria; cases of schistosomiasis occurred in the study region; and the genetic diversity in haplotypes of the 16S gene were generated. In addition, the ecological niche modeling to estimate future scenarios of alteration in the distribution of snails, used the maximum entropy algorithm in MaxEnt software. Climate and altitude data obtained from WorldClim, HydroSHEDS and TOPODATA and the regional climate model HadGEM2-ES from the period of 2041-2060 were used, considering two possible scenarios of climate change: Representative Concentration Pathways - RCP2.6 and RCP8.5. High-risk clusters were identified for the occurrence of schistosomiasis in Ourinhos, Assis and Ipaussu. However, over the years, cases occurred in low density in Ourinhos and ceased to occur in other municipalities in the region. Of the snails collected, 75.5% were Biomphalaria, 11.2% Drepanotrema and 13.3% of other non-planorbid genera. The maximum entropy model showed that B. glabrata is a future likely to remain in the municipality of Ourinhos and Assis and a probability around 50% of species to expand their colonization to freshwater bodies of other municipality of the study region, due to the climatic changes. The results for B. straminea showed that this is the species most likely to expand colonization in the future, especially in the municipalities near Ourinhos. The phylogenetic analysis showed trees with five monophyletic branches with high statistical support. The diversity of haplotypes is distributed differently at each of the five taxa analyzed. As one of the results of this work it was concluded that, currently, schistosomiasis as a public health problem in the Middle Paranapanema is restricted to Ourinhos. This may be related to the presence of B. glabrata at specific point and poor coverage of basic sanitation. In this way, the study contributed to the selection of priority areas for combating snails and disease in order to avoid or reduce future transmissions in this region.

No presente modelo em NetLogo, implementou-se um código onde patches genotipicamente homogêneos, reproduzem-se no mapa composto de 64 x 64 células. Buscam parceiros entre si, seguindo algumas orientações. O par reprodutivo deve estar dentro de uma determinada distância genética (G) e espacial (S). Estes parâmetros definem qual a máxima divergência genotípica permitida para a reprodução (G) e qual a distância espacial máxima entre dois possíveis parceiros reprodutivos (S). Além destes, o sliderM determina a probabilidade de ocorrer mutação nos genótipos resultantes das reproduções e A a amplitude, i.e., a quantidade de mudança sofrida pelo genótipo do agente. A princípio, geneticamente homogêneos, todos os indivíduos podem potencialmente formar pares. Contudo, com ocorrência de trocas genéticas e mutações, na formação da prole, aumenta-se a diversidade genética e há isolamento reprodutivo entre indivíduos. Obteu-se especiação dos agentes, ocorrência de corredor de fluxo gênico e mapa robusto de combinação de parâmetros. / In the present model in NetLogo, we implemented a code where genotypically homogeneous patches, reproduce in a map consisting of 64 x 64 cells. Seek partners among themselves by following some guidelines. The breeding pair must be within a certain genetic (G) and spatial (S) distance. These parameters define the maximum genotypic divergence which allowed for reproduction (G) and that maximum spatial distance between two potential reproductive partners (S). In addition, the slider M determines the probability of mutation in resulting genotypes and A the amplitude, i.e., the amount of change experienced by the genotype of the agent. Primarily, genetically homogeneous, all individuals can potentially form pairs. However, with the occurrence of genetic changes and mutations in the offspring formation, the genetic diversity increases and there is reproductive isolation between individuals. There were agents speciation, occurrence of genic flow pathway and robust map of matching parameters.

A estrutura populacional e o desequilíbrio de ligação são dois processos fundamentais para estudos evolutivos e de mapeamento associativo. Tradicionalmente, ambos têm sido investigados por meio de métodos clássicos comumente utilizados. Tais métodos certamente forneceram grandes avanços no entendimento dos processos evolutivos das espécies. No entanto, em geral, nenhum deles utiliza uma visão genealógica de forma a considerar eventos genéticos ocorridos no passado, dificultando a compreensão dos padrões de variação observados no presente. Uma abordagem que possibilita a investigação retrospectiva com base no atual polimorfismo observado é a teoria da coalescência. Assim, o objetivo deste trabalho foi analisar, com base na teoria da coalescência, a estrutura populacional e o desequilíbrio de ligação de um painel mundial de acessos de sorgo (Sorghum bicolor). Para tanto, análises de mutação, migração com fluxo gênico e recombinação foram realizadas para cinco regiões genômicas relacionadas à altura de plantas e maturidade (Dw1, Dw2, Dw4, Ma1 e Ma3) e sete populações previamente selecionadas. Em geral, elevado fluxo gênico médio (Μ = m/μ = 41,78 − 52,07) foi observado entre as populações considerando cada região genômica e todas elas simultaneamente. Os padrões sugeriram intenso intercâmbio de acessos e história evolutiva específica para cada região genômica, mostrando a importância da análise individual dos locos. A quantidade média de migrantes por geração (Μ) não foi simétrica entre pares recíprocos de populações, de acordo com a análise individual e simultânea das regiões. Isso sugere que a forma pela qual as populações se relacionaram e continuam interagindo evolutivamente não é igual, mostrando que os métodos clássicos utilizados para investigar estrutura populacional podem ser insatisfatórios. Baixas taxas médias de recombinação (ρL = 2Ner = 0,030 − 0,246) foram observadas utilizando o modelo de recombinação constante ao longo da região. Baixas e altas taxas médias de recombinação (ρr = 2Ner = 0,060 − 3,395) foram estimadas utilizando o modelo de recombinação variável ao longo da região. Os métodos tradicional (r2) e via coalescência (E[r2 rhomap]) utilizados para a estimação do desequilíbrio de ligação mostraram resultados próximos para algumas regiões genômicas e populações. No entanto, o r2 sugeriu padrões descontínuos de desequilíbrio em várias ocasiões, dificultando o entendimento e a caracterização de possíveis blocos de associação. O método via coalescência (E[r2 rhomap]) forneceu resultados que pareceram ter sido mais consistentes, podendo ser uma estratégia eventualmente importante para um refinamento dos padrões não-aleatórios de associação. Os resultados aqui encontrados sugerem que o mapeamento genético a partir de um único pool gênico pode ser insuficiente para detectar associações causais importantes para características quantitativas em sorgo. / Population structure and linkage disequilibrium are two fundamental processes for evolution and association mapping studies. Traditionally, both have been investigated using classical methods that are commonly used. These methods certainly provided important advances for the understanding of the evolution processes of the species. However, in general, none of them uses a genealogical view to consider genetic events occurred in the past, making difficult the understanding of the variation patterns observed in the present. An approach that enables the retrospective investigation based on the actual observed polymorphism is the coalescent theory. Here, we used the coalescent theory to analyze the population structure and linkage disequilibrium of a worldwide sorghum (Sorghum bicolor) accession panel. To reach this purpose, analyses of mutation, migration with gene flow and recombination were performed to five genomic regions related to plant height and maturity (Dw1, Dw2, Dw4, Ma1 e Ma3) and seven previously selected populations. In general, high average gene flow (Μ = m/μ = 41,78 − 52,07) was observed between populations considering each genomic region and all the regions simultaneously. The patterns suggested a high exchance of accessions between populations and a specific evolutionary history for each genomic region, showing that the individual analysis of each locus was important. The average number of migrants per generation (Μ) was not symmetric between reciprocal pairs of populations, according to the specific and simultaneous analyses of the regions. This result suggests that the historical and recent evolutionary relations between populations are not equal, showing that the classical methods to investigate population structure may be unsatisfactory. Low average recombination rates (ρL = 2Ner = 0,030 − 0,246) were observed using a constant recombination model along the region. Low and high average recombination rates (ρr = 2Ner = 0,060 − 3,395) were estimated using a variable recombination model along the region. Both traditional (r2) and coalescent (E[r2 rhomap]) methods for the estimation of linkage disequilibrium showed similar results for some genomic regions and populations. However, r2 suggested discontinuous patterns of linkage disequilibrium in several cases, making difficult the understanding and definition of the association blocks. The coalescent method (E[r2 rhomap]) provided results that seemed to be more consistent and could be an eventually important strategy to refine the non-random association patterns. The results detected here suggest that the genetic mapping from a unique gene pool may be insufficient to detect important causal associations for quantitative traits in sorghum.

No presente modelo em NetLogo, implementou-se um código onde patches genotipicamente homogêneos, reproduzem-se no mapa composto de 64 x 64 células. Buscam parceiros entre si, seguindo algumas orientações. O par reprodutivo deve estar dentro de uma determinada distância genética (G) e espacial (S). Estes parâmetros definem qual a máxima divergência genotípica permitida para a reprodução (G) e qual a distância espacial máxima entre dois possíveis parceiros reprodutivos (S). Além destes, o sliderM determina a probabilidade de ocorrer mutação nos genótipos resultantes das reproduções e A a amplitude, i.e., a quantidade de mudança sofrida pelo genótipo do agente. A princípio, geneticamente homogêneos, todos os indivíduos podem potencialmente formar pares. Contudo, com ocorrência de trocas genéticas e mutações, na formação da prole, aumenta-se a diversidade genética e há isolamento reprodutivo entre indivíduos. Obteu-se especiação dos agentes, ocorrência de corredor de fluxo gênico e mapa robusto de combinação de parâmetros. / In the present model in NetLogo, we implemented a code where genotypically homogeneous patches, reproduce in a map consisting of 64 x 64 cells. Seek partners among themselves by following some guidelines. The breeding pair must be within a certain genetic (G) and spatial (S) distance. These parameters define the maximum genotypic divergence which allowed for reproduction (G) and that maximum spatial distance between two potential reproductive partners (S). In addition, the slider M determines the probability of mutation in resulting genotypes and A the amplitude, i.e., the amount of change experienced by the genotype of the agent. Primarily, genetically homogeneous, all individuals can potentially form pairs. However, with the occurrence of genetic changes and mutations in the offspring formation, the genetic diversity increases and there is reproductive isolation between individuals. There were agents speciation, occurrence of genic flow pathway and robust map of matching parameters.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A Mata Atlântica (MA) está entre as regiões com maior biodiversidade e mais ameaçadas do planeta. Esforços em diversas áreas do conhecimento têm sido feitos para que se tenha uma estimativa mais refinada da diversidade existente e sua organização ao longo do bioma. O crescente número de estudos que buscam reconstituir a história da diversificação da MA apontam para um cenário espacial e temporal complexo, havendo ainda uma lacuna no conhecimento dos processos em pequena escala. Vertebrados em miniatura têm se mostrado uma boa ferramenta para estudos de processos evolutivos em pequena escala. Assim, o gênero Euparkerella, endêmico de uma pequena região da MA dos Estados do Rio de Janeiro (RJ) e Espírito Santo (ES), foi escolhido como modelo para este estudo. No primeiro capítulo buscou-se descrever a diversidade existente dentro do gênero a partir de uma filogenia molecular. Para isso, utilizaram-se métodos bayesianos para gerar genealogias de genes e de espécies a partir de um fragmento de gene mitocondrial e quatro fragmentos de genes nucleares. Os resultados obtidos apontaram para uma grande diversidade críptica no gênero. Foram identificadas seis unidades evolutivas significativamente divergentes para o RJ: duas em Euparkerella cochranae, três em Euparkerella brasiliensis, e Euparkerella sp.. A espécie mais basal recuperada foi Euparkerella robusta, do ES, e estimou-se o início da diversificação do gênero para o final do Mioceno. O segundo capítulo descreve onze marcadores de microssatélites desenvolvidos para Euparkerella brasiliensis através do método de pirosequenciamento de nova geração 454. No terceiro capítulo estudou-se apenas uma unidade evolutiva, Euparkerella brasiliensis da área dos Três Picos/ RJ. A partir de marcadores de evolução rápida (microssatélites) e lenta (sequências de DNA) buscou-se compreender a estrutura e a dinâmica populacional desta unidade evolutiva em uma área bastante pequena (aprox. 20 km) sob influência de um gradiente ambiental altitudinal (40 m 1000 m). Foram identificadas, a partir dos microssatélites, duas subpopulações geneticamente distintas nas bordas do gradiente. O fluxo gênico se deu predominantemente das bordas para a zona de contato, onde foi observado o maior efetivo populacional. Tais resultados indicam que pequenas variações ambientais podem atuar no isolamento populacional em Euparkerella e corroboram o padrão de formas microendêmicas identificadas na filogenia. Futuros estudos devem ser feitos no sentido de buscar caracterizar morfologicamente as unidades evolutivas aqui identificadas; preencher as lacunas amostrais, especialmente no ES; e descrever os processos que atuam em pequena escala nas zonas de contato entre as unidades evolutivas e fatores limitantes a distribuição das mesmas. / The Atlantic Forest (AF) is among the regions with the greatest and most threatened biodiversity in the planet. Efforts have been made in various areas of knowledge in order to get a more refined estimate of diversity and its organization throughout the biome. The growing number of studies that attempt to reconstruct the history of diversification of AF suggest a scenario spatially and temporally complex. Nevertheless, there is still a gap in the knowledge of processes on a small scale. Miniature vertebrates have been a good tool for studies of evolutionary processes on a small scale. Thus, the genus Euparkerella, endemic to a small region of the MA of the States of Rio de Janeiro (RJ) and Espírito Santo (ES), was chosen as the model for this study. In the first chapter we sought to describe the diversity within the genus through a molecular phylogeny. For this reason, we used Bayesian methods to generate genes and species genealogies trough one fragment of mitochondrial gene and four fragments of nuclear genes. The results pointed to a great cryptic diversity in the genus. We identified six evolutionary units significantly divergent for RJ: two in Euparkerella cochranae, three in Euparkerella brasiliensis, and Euparkerella sp.. The most basal species recovered was Euparkerella robusta, from ES. We estimated the early diversification of the genus to the end of the Miocene. The second chapter describes eleven microsatellite markers developed for Euparkerella brasiliensis through the method of next generation 454 pyrosequencing. In the third chapter we studied only one evolutionary unit, Euparkerella brasiliensis from Três Picos/ RJ. Trough markers of fast (microsatellites) and slow (DNA sequences) evolution we sought to understand the populations structure and dynamics of this evolutionary unit in a very small area (approx. 20 km) under the influence of an altitudinal environmental gradient (40 m - 1000 m). We identified through microsatellites two subpopulations genetically distinct on edges of the gradient. The gene flow occurred predominantly from the edges to the contact zone, where we observed the largest effective population size. These results indicate that small environmental changes can promote isolation in Euparkerella and corroborate the pattern of microendemic forms identified in the phylogeny. Future studies should be made to characterize morphologically the evolutionary units identified herein; fill gaps sampling, especially in ES, and describe the processes that operate on a small scale in the contact zones between the evolutionary units and factors that delimit their distribution.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-03-28Bitstream added on 2014-06-13T20:33:50Z : No. of bitstreams: 1 monsalves_fm_me_jabo.pdf: 241550 bytes, checksum: 6693d5417f93dcd0ccd8d78b3166fcd2 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os objetivos do presente trabalho foram calcular o valor econômico (VE) da característica taxa de prenhez de novilhas precoces e não precoces, em sistemas de produção de carne, com diferentes idades à primeira cobertura (14, 18 e 24 meses), supondo-se diferentes taxas de prenhez (20%, 30% e 40%) e diferentes épocas de descarte, além de, mediante a metodologia do fluxo de genes, avaliar o impacto do melhoramento desta característica em um rebanho, na obtenção de ganho genético para outras características. Foi utilizado um modelo bio-econômico para o cálculo do desempenho do rebanho, das receitas e custos de um sistema de produção utilizando animais da raça Nelore. O VE foi obtido aumentando-se em 1% a taxa de prenhez das novilhas precoces e não precoces, mantendo-se os níveis das demais características constantes. O fluxo gênico foi calculado considerando que a) as fêmeas entraram em reprodução entre 24 e 36 meses de idade e b) as fêmeas entraram em reprodução entre 12 e 24 meses de idade. Expressos com base no rebanho, os VE para a taxa de prenhez de novilhas variou de - R$ 3.652,17 a R$ 7.353,33. O VE foi maior quando as novilhas foram expostas aos touros aos 14 meses, indicando que a adoção desse manejo reprodutivo pode ser financeiramente compensadora. Quando as fêmeas entraram em reprodução entre 12 e 24 meses, a estabilização da proporção dos genes oriundos das fêmeas selecionadas ocorreu após 34 anos, fixando-se em 0,1322, enquanto que, se estas fêmeas tivessem iniciado a reprodução entre 24 e 36 meses, este tempo aumentaria para 44 anos fixando-se em 0,1045... / The aim of the present work was to calculate economic values for the pregnancy rate of Nellore heifers (precocious and not precocious), for cowcalf production systems, starting reproductive life at 14, 18 and 24 months, assuming differents pregnancy rates (20%, 30% and 40%) and differents culling periods. It was also evaluated the impact of improvement of this trait on the genetic and economic gain of other hipothetical traits in a population, using the gene flow methodology. A bio-economic model was used to calculate herd performance, revenues and costs of the beef production system. The economic values (EV) were obtained by increasing in 1% the original pregnancy rate of precocious and not precocious heifers, keeping the level of the other traits constant. The gene flow were calculaded considering the precocious and non precocious heifer production systems. When expressed on herd basis, the EV ranged from - R$ 3652.17 to R$ 7353.33. The highest EV was obtained when heifers were exposed to sires at 14 months of age. This result suggests that the adoption of such reproductive management may be economically compensating. The gene flow study showed that when females entered in reproduction between 12 and 24 months, gene proportions were estabilized after 34 years, fixing in 0.1322. If these females had started reproduction between 24 and 36 months, this estabilization period would be increased to 44 years, fixing in 0.1045. Assuming a genetic-economical superiority for a given trait of interest, expressed in both males and female of R$ 30.00, the genetic economical gain would be obtained in a shorter time and the expected response after one round of selection would have a greater magnitude in the first case (R$ 3.97) when compared with the second case (R$ 3.13)... (Complete abstract, click electronic access below)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The objective was to use microsatellite DNA markers in simulations to study genetic, ecological and reproductive patterns that contributed to the genetic structure of five fragments of the forest tree species Luehea divaricata Mart. & Zucc, growing in the Pampa biome (Brazil). Various rates of selfing and migration were simulated. Selection criteria included observed and expected heterozygosity, whith values of 0,52 and 0,64, respectively (based on microsatellite markers). Reproductive mode was mixed, with a predominance of outcrosses (rate = 0,7), consistent with a self-incompatibility system in this species, which reduced but did not prevent self-fertilization. Migration at the rate of 0,02, implied existence of isolation by distance between fragments, which increased inbreeding coefficients. Based on Nei s gene diversity analysis, only 6% of genetic variability was distributed among fragments, with 94% inside them, due to the high outcrosses observed. Parameters for genetic conservation, namely, Minimum Viable Population and Minimum Viable Area, determined for conservation in the short and long terms, suggested that only the Inhatinhum fragment had the potential to maintain its genetic diversity in the short term. However, in the long term, none of the fragments proved feasible, thus requiring urgent intervention to prevent a decline, with creation of ecological corridors as a useful alternative to connect fragments through gene flow. The importance of computer programs for simulation of genetic, ecological and reproductive population parameters were clearly evident, demonstrating its potential for predicting future phenomena, thereby enabling identification of priority populations for conservation. / No presente trabalho foram utilizados dados de marcadores de DNA do tipo microssatélites em simulações para estudar padrões genéticos, ecológicos e reprodutivos que contribuíram para a estrutura genética de cinco fragmentos da espécie arbórea florestal Luehea divaricata Mart. & Zucc, em desenvolvimento em área brasileira do bioma Pampa. Várias taxas de autofecundação e de migração foram simuladas, tendo como critério de seleção a heterozigosidade observada e a heterozigosidade esperada, com valores de 0,52 e 0,64, respectivamente (com base em marcadores microssatélites). Os resultados permitiram caracterizar a população, quanto ao modo reprodutivo, como mista com predominância de cruzamentos (taxa = 0,7), sugerindo a presença de algum sistema de autoincompatibilidade nessa espécie, o qual reduz, mas não impede a autofecundação. A baixa migração (taxa = 0,02) sugere isolamento por distância entre os fragmentos, que aumentou os coeficientes de endogamia. Com base nos índices de diversidade genética de Nei, apenas 6% da variabilidade genética está distribuída entre os fragmentos e 94%, dentro, devido à elevada taxa de cruzamentos observada. Os parâmetros para conservação genética (População Mínima Viável e Área Mínima Viável), determinados para conservação em curto e longo prazo, sugerem que somente o fragmento da Fazenda Inhatinhum apresentou potencial para persistência em curto prazo. Porém, em longo prazo nenhum dos fragmentos se mostrou viável, necessitando assim de uma intervenção urgente de modo a evitar seu declínio, sendo a criação de corredores ecológicos uma alternativa útil para conectar os fragmentos através do fluxo gênico entre si. A importância dos aplicativos computacionais para a simulação de parâmetros genéticos, ecológicos e reprodutivos populacionais, foi claramente evidente no neste estudo, demonstrando seu potencial na antecipação de fenômenos futuros, permitindo, assim, a identificação de populações prioritárias para a conservação.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A Mata Atlântica (MA) está entre as regiões com maior biodiversidade e mais ameaçadas do planeta. Esforços em diversas áreas do conhecimento têm sido feitos para que se tenha uma estimativa mais refinada da diversidade existente e sua organização ao longo do bioma. O crescente número de estudos que buscam reconstituir a história da diversificação da MA apontam para um cenário espacial e temporal complexo, havendo ainda uma lacuna no conhecimento dos processos em pequena escala. Vertebrados em miniatura têm se mostrado uma boa ferramenta para estudos de processos evolutivos em pequena escala. Assim, o gênero Euparkerella, endêmico de uma pequena região da MA dos Estados do Rio de Janeiro (RJ) e Espírito Santo (ES), foi escolhido como modelo para este estudo. No primeiro capítulo buscou-se descrever a diversidade existente dentro do gênero a partir de uma filogenia molecular. Para isso, utilizaram-se métodos bayesianos para gerar genealogias de genes e de espécies a partir de um fragmento de gene mitocondrial e quatro fragmentos de genes nucleares. Os resultados obtidos apontaram para uma grande diversidade críptica no gênero. Foram identificadas seis unidades evolutivas significativamente divergentes para o RJ: duas em Euparkerella cochranae, três em Euparkerella brasiliensis, e Euparkerella sp.. A espécie mais basal recuperada foi Euparkerella robusta, do ES, e estimou-se o início da diversificação do gênero para o final do Mioceno. O segundo capítulo descreve onze marcadores de microssatélites desenvolvidos para Euparkerella brasiliensis através do método de pirosequenciamento de nova geração 454. No terceiro capítulo estudou-se apenas uma unidade evolutiva, Euparkerella brasiliensis da área dos Três Picos/ RJ. A partir de marcadores de evolução rápida (microssatélites) e lenta (sequências de DNA) buscou-se compreender a estrutura e a dinâmica populacional desta unidade evolutiva em uma área bastante pequena (aprox. 20 km) sob influência de um gradiente ambiental altitudinal (40 m 1000 m). Foram identificadas, a partir dos microssatélites, duas subpopulações geneticamente distintas nas bordas do gradiente. O fluxo gênico se deu predominantemente das bordas para a zona de contato, onde foi observado o maior efetivo populacional. Tais resultados indicam que pequenas variações ambientais podem atuar no isolamento populacional em Euparkerella e corroboram o padrão de formas microendêmicas identificadas na filogenia. Futuros estudos devem ser feitos no sentido de buscar caracterizar morfologicamente as unidades evolutivas aqui identificadas; preencher as lacunas amostrais, especialmente no ES; e descrever os processos que atuam em pequena escala nas zonas de contato entre as unidades evolutivas e fatores limitantes a distribuição das mesmas. / The Atlantic Forest (AF) is among the regions with the greatest and most threatened biodiversity in the planet. Efforts have been made in various areas of knowledge in order to get a more refined estimate of diversity and its organization throughout the biome. The growing number of studies that attempt to reconstruct the history of diversification of AF suggest a scenario spatially and temporally complex. Nevertheless, there is still a gap in the knowledge of processes on a small scale. Miniature vertebrates have been a good tool for studies of evolutionary processes on a small scale. Thus, the genus Euparkerella, endemic to a small region of the MA of the States of Rio de Janeiro (RJ) and Espírito Santo (ES), was chosen as the model for this study. In the first chapter we sought to describe the diversity within the genus through a molecular phylogeny. For this reason, we used Bayesian methods to generate genes and species genealogies trough one fragment of mitochondrial gene and four fragments of nuclear genes. The results pointed to a great cryptic diversity in the genus. We identified six evolutionary units significantly divergent for RJ: two in Euparkerella cochranae, three in Euparkerella brasiliensis, and Euparkerella sp.. The most basal species recovered was Euparkerella robusta, from ES. We estimated the early diversification of the genus to the end of the Miocene. The second chapter describes eleven microsatellite markers developed for Euparkerella brasiliensis through the method of next generation 454 pyrosequencing. In the third chapter we studied only one evolutionary unit, Euparkerella brasiliensis from Três Picos/ RJ. Trough markers of fast (microsatellites) and slow (DNA sequences) evolution we sought to understand the populations structure and dynamics of this evolutionary unit in a very small area (approx. 20 km) under the influence of an altitudinal environmental gradient (40 m - 1000 m). We identified through microsatellites two subpopulations genetically distinct on edges of the gradient. The gene flow occurred predominantly from the edges to the contact zone, where we observed the largest effective population size. These results indicate that small environmental changes can promote isolation in Euparkerella and corroborate the pattern of microendemic forms identified in the phylogeny. Future studies should be made to characterize morphologically the evolutionary units identified herein; fill gaps sampling, especially in ES, and describe the processes that operate on a small scale in the contact zones between the evolutionary units and factors that delimit their distribution.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-11Bitstream added on 2014-06-13T18:59:23Z : No. of bitstreams: 1 manoel_ro_me_ilha.pdf: 1154303 bytes, checksum: bdb3ce1be2b5b94a2295c411e503126d (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O fluxo e padrões de dispersão de pólen foram investigados em um pequeno fragmento florestal isolado da espécie arbórea neotropical, polinizada por insetos da Copaifera langsdorffii, por meio da análise de paternidade e oito locos microssatélites, também foi investigado a coancestria e o tamanho efetivo populacional dentro de progênies para a conservação e recuperação ambiental. Sementes de polinização aberta (20 a 25 sementes) foram coletadas de 15 árvores matrizes de um fragmento, onde todos os indivíduos adultos foram previamente mapeados, medidos e genotipados para oito locos microssatélites. Vinte sementes foram coletadas da árvore vizinha mais próxima (1,2 km) do fragmento. Os níveis de diversidade genética foram significativamente maiores nos adultos do que nas progênies. Níveis significativos de endogamia foram detectados em progênies (F = 0,226), o que foi atribuído principalmente ao cruzamento entre parentes. A partir da análise de paternidade, baixos níveis de autofecundação (s = 8%) e imigração de pólen (m = 8%) foram observados no fragmento florestal, mas níveis muito altos foram detectados na árvore isolada (s = 20%; m = 75%), indicando que o fragmento e a árvore não estão reprodutivamente isolados e são conectados por dispersão de pólen a longas distancias (máximo detectado 1,420 m). Dentro do fragmento, o padrão de dispersão de pólen foi o vizinho próximo, com cerca de 49% do pólen se dispersando até 50 m. O tamanho efetivo populacional da árvore-matriz foi baixa, indicando a necessidade de se coletar muitas sementes de árvores (mínimo de 76 árvores) para fins de conservação. Em termos gerais, os resultados mostraram que o fragmento e a árvore isolada pela fragmentação florestal não estão reprodutivamente isoladas, embora o isolamento espacial parecesse aumentar a taxa de autofecundação e cruzamentos correlacionados / Pollen flow, dispersal and patterns were investigated in a small and isolated forest fragment of the neotropical, insect pollinated tree Copaifera langsdorffii, using paternity analysis and eight microsatellite loci, we also investigated the coancestry and effective population size of progeny array for conservation and environmental restoration purpose. Open-pollinated seeds (20 to 25 seeds) were collected from 15 seed trees of forest fragment, where all adults trees were previously mapped, measured and genotyped by eight microsatellite loci. Twenty seeds were also collected from the neighbour tree (1.2 km) of the forest fragment. Levels of genetic diversity were significantly higher in adults than offspring. Significant levels of inbreeding were detected in offspring (F=0.226), which was attributed mainly to the mating among relatives. From paternity analysis, low levels of selfing (s=8%) and pollen immigration (m=8%) were observed in the forest fragment, but very high levels were detected in the isolated tree (s=20%; m=75%), indicating that the forest fragment and the tree are not reproductive isolated and are connected by long pollen dispersal (maximum detected 1,420 m). Within the forest fragment, the pattern of pollen dispersal was the near neighbor with about 49% of the pollen being dispersed until 50 m. The effective population size of the progeny array was low, indicating the necessity to collect seeds from many seed trees (minimum of 76 trees) for conservation purposes. In general terms, the results showed that the fragment and the tree isolated by forest fragment are not brooked the genetic connectivity, although the spatial isolation seems increase selfing rate and correlated mating

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-05-26T13:04:27Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Eduardo Borges Rodrigues - 2012.pdf: 6019074 bytes, checksum: f7a43bf329af77b351ce74ec756dc615 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-05-26T13:04:48Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Eduardo Borges Rodrigues - 2012.pdf: 6019074 bytes, checksum: f7a43bf329af77b351ce74ec756dc615 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-26T13:04:48Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Eduardo Borges Rodrigues - 2012.pdf: 6019074 bytes, checksum: f7a43bf329af77b351ce74ec756dc615 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2012-09-03 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The success of any breeding program or genetic resources conservation depends on the knowledge about gene flow, reproductive system and genetic variability in the studied populations. For perennial plants, germplasm collection maintained ‘in vivo’ and ‘ex situ’ can be an efficient method for conserving the genetic variability of a species is maintained outside its original habitat. This study aimed to evaluate the reproductive system and pollen-mediated gene flow in one generation of Eugenia dysenterica DC. from the germoplasma collection of the Escola de Agronomia e Engenharia de Alimentos from Universidade Federal de Goiás. We collected leaves from 404 adult plants and seeds from 23 mother-trees in the germplasm collection. Genotypes were obtained using eight microsatellite loci, four of them developed for E. dysenterica, and four transferred from Eucalyptus spp. The total number of alleles was 88, ranging from 4 to 20 for the eight loci analyzed (mean of 11 alleles per locus). The mean expected (He) and observed (Ho) heterozygosity were equal to 0.646 and 0.423, respectively. Additionally, the high combined paternity exclusion probability (QC= 0.99579), and the low combined probability of identity (IC = 7.9 x10-5) indicate that markers can be reliable for this kind of analysis. Multilocus outcrossing rates (t ̂_m= 0.957) and single locus outcrossing rates (t ̂_s= 0.848) were high. Biparental inbreeding (t_m-t_s =0,109) ) combined for all families analyzed was also high and significant, sugesting the occurrence of 10.9% of cross-fertilization between related individuals. Paternity correlation was also low (r ̂_p=0,119), with 11.9% of the progeny sired by cross-fertilization with the same pollen donor. On average 10.79% of the progeny analyzed were derived by biparental cross, whereas 84.70% were formed by multi-parental crosses, being related to the degree of half-sibs. Only 4.6% of the seeds were formed by selfing. Paternity was successfully assigned with 95% of confidence to 32% (171) of the seeds analyzed, most likely due to non-sampled candidate pollen donors or because the loci battery could not demonstrated the optimal values for the combined exclusion. The maximum pollen dispersal distance (224 m) corresponded to the length of the orchard. The “big-bang” flowering pattern and the aggregated spatial distribution of adults may have favored short distance pollen dispersal at the germplasm collection of E. dysenterica. Our results show that the E. dysenterica germplasm collection preserves the genetic diversity present in natural populations of southeastern Goiás and can be a reliable approach for maintenance of genetic diversity of the species for the future. / A definição de qualquer programa de melhoramento ou de conservação de recursos genéticos depende, inicialmente, do conhecimento do fluxo gênico, do sistema reprodutivo e da variabilidade genética existente nas populações. Nesse sentido, as coleções de germoplasma podem funcionar como um método de conservação in vivo e ex situ, em que amostras da variabilidade genética de determinada espécie é conservada fora do habitat da espécie. O objetivo geral desse estudo foi avaliar o fluxo via pólen de uma geração, o sistema reprodutivo e caracterizar molecularmente os indivíduos que compõem a coleção de germoplasma in vivo e ex situ de Eugenia dysenterica DC., mantida pela Escola de Agronomia e Engenharia de Alimentos da Universidade Federal de Goiás. Para tanto, foram coletadas folhas das 404 árvores e frutos de 23 árvores (matrizes) que compõem a coleção de germoplasma. Para a obtenção dos genótipos das árvores e das progênies foram utilizados oito locos microssatélites, quatro desenvolvidos para espécie e os outros quatro desenvolvidos para Eucalyptus ssp. e transferidos para E. dysenterica. Com base nos genótipos foram realizadas as análises descritivas de variabilidade genética, testes de paternidade, distância de dispersão de pólen e taxa de fecundação cruzada para todas as progênies. Para os oito locos analisados, o número de alelos foi igual a 88, variando entre 4 e 20 com uma média igual a 11 alelos por loco. Os valores médios de heterosigozidade esperada (He) e observada (Ho) foram iguais a 0,646 e 0,423. Avaliada a variabilidade genética nas duas gerações foi possível concluir que a coleção de germoplasma de E. dysenterica está preservando bem a diversidade genética oriunda das populações naturais da região sudeste do Estado de Goiás. Adicionalmente, a probabilidade de exclusão combinada (QC) foi igual a 0,99579 e a probabilidade de identidade combinada (IC) foi igual a 7,9x10-5. As taxas de cruzamento multiloco (t ̂_m) e uniloco (t ̂_s) foram altas e iguais a 0,957 e 0,848, respectivamente. A diferença da taxa de cruzamento multiloco e uniloco (t_m-t_s ) combinada para todas as famílias analisadas também foi positiva e significativa, indicando a ocorrência de 10,9% (t_m-t_s=0,109) de fecundação cruzada entre indivíduos aparentados. A correlação de paternidade foi baixa (r ̂_p=0,119) sugerindo que 11,9% dos indivíduos das progênies são filhos do mesmo doador de pólen. Em média 10,79% das progênies analisadas foram originadas por cruzamentos biparentais, sendo aparentados no grau de irmãos germanos, 84,70% foi formada por cruzamentos, sendo aparentados no grau de meios-irmãos e somente 4,6% das sementes foram formadas por autofecundação. Na análise de paternidade, apenas 32% (171) das sementes tiveram seus doadores de pólen atribuídos para um nível de confiança de 95%, o que pode ser explicado por três fatores: a presença de indivíduos juvenis não amostrados; a presença de outros indivíduos de E. dysenterica em outras estações experimentais próximas a coleção de germoplasma; ou pela bateria de locos, que não apresentou os valores considerados ótimos para a probabilidade de exclusão combinada. O efeito da floração “big-bang” e a distribuiçao agregada dos indivíduos adultos torna predominante os eventos de fecundação cruzada em curtas distâncias na coleção de germoplasma de E. dysenterica. O alcance máximo de dispersão de pólen foi de 224 m, esse valor abrange quase toda a área experimental da coleção de germoplasma.