Submitted by Nuzia Santos (nuzia@cpqrr.fiocruz.br) on 2016-04-08T17:15:28Z No. of bitstreams: 1 Tese_BCM_LuisEduardoMartínezVillegas.pdf: 5786792 bytes, checksum: 41da46eaa9b4630d4ce0ce9181831739 (MD5) / Approved for entry into archive by Nuzia Santos (nuzia@cpqrr.fiocruz.br) on 2016-04-08T17:21:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese_BCM_LuisEduardoMartínezVillegas.pdf: 5786792 bytes, checksum: 41da46eaa9b4630d4ce0ce9181831739 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-08T17:21:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_BCM_LuisEduardoMartínezVillegas.pdf: 5786792 bytes, checksum: 41da46eaa9b4630d4ce0ce9181831739 (MD5) Previous issue date: 2015 / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brasil / A malária humana é uma doença provocada por parasitas do gênero Plasmodium, os quais na natureza requerem de um mosquito anofelíno para completar o seu ciclo de vida e serem transmitidos a um hospedeiro humano. Nas Américas, o Brasil tem a maior incidência de malária, sendo responsável por 41% dos casos. Com o aparecimento do sequenciamento de nova geração e das ferramentas bioinformática relacionados, grandes avanços foram alcançados em relação à montagem de genomas e transcriptomas de anofelinos, assim como na exploração de estratégias de paratransgenesis para interromper a transmissão da malária. No entanto, os vetores neotropicais da malária encontram-se longe dos vetores da África e Ásia no que refere a estes conhecimentos. Este estudo é parte de um esforço contínuo para montar o genoma do Anopheles aquasalis, um vetor neotropical da malária humana, que atualmente posiciona-se como um excelente modelo de transmissão da malária no Brasil. Em paralelo ao sequenciamento do genoma, e para maximizar os dados gerados, optamos por focar em duas tarefas pontuais e viáveis: explorar a diversidade e composição do consórcio bacteriano associado ao anofelino; assim como montar e caracterizar o genoma mitocondrial desta espécie. O sequenciamento metagenômico shotgun ̈e o programa MG-RAST foram utilizados para fazer um ̈screening ̈ das bactérias associadas à pupas de A .aquasalis criadas em laboratório. O consórcio bacteriano predito é composto por 74 gêneros contendo bactérias marinhas e bioluminescentes. No nível taxonômico de família bacteriana, identificamos 14 OTUs compartilhadas entre anofelinos americanos e africanos. Além disso, foram comparadas cinco comunidades bacterianas associadas a duas espécies de anofelinos: A. aquasalis e Anopheles gambiae. Foi identificada uma associação significativa (NPMANOVA p <0,05) entre a composição da comunidade bacteriana e o ambiente aquático laboratório ou condições semi-naturais) nas quais cada hospedeiro anofelino foi criado. Atualmente, o entendimento da filogenia do gênero Anopheles é limitado e as informações sobre o tempo de divergência de dentro da linhagem de mosquitos é escassa. Apresentamos a sequencia de 15,393 pb correspondente ao genoma mitocondrial de A. aquasalis. Quando comparado com outros mitogenomas anofelinos relevantes, observou-se alta similaridade na composição dos genomas assim como características estruturais conservadas. Através de análises Bayesianas, reconstruímos as relações filogenéticas e estimamos a data de divergência entre 22 anofelinos e outras espécies de dípteros. Descobrimos que o mais recente ancestral entre as subfamílias Nyssorhynchus e Anopheles + Cellia existiu ~ 83 milhões anos atrás (MYA). Estimou-se que A. aquasalis divergiu do complexo do Anopheles albitarisis faz ~ 28 MYA, e faz ~ 38 MYA do Anopheles darlingi. A distribuição estreita e o peculiar nicho ecológico do A. aquasalis, além de considerar a sua adaptação a ambientes larvários com água salobra fizeram nos perguntar se a sua história evolutiva deixou uma marca na arquitetura do seu genoma, assim como sobre a estrutura da comunidade bacteria na associada a este anofelino. / Human malaria is a malady caused by Plasmodium parasites, which in nature, require an anopheline mosquito to complete their life cycle and be transmitted to a human host. In the Americas, Brazil has the largest incidence of malaria, accounting for 41% of the cases. With the advent of Next Generati on Sequencing and related bioinformatics’ tools, great leaps forward were attained regarding the assembly of anopheline genomes, transcriptomes; in addition to the exploration of paratransgenesis as means to interrupt malaria transmission. Nonetheless, Neotropical malaria vectors still lag behind those from Africa and Asia on such matters. This study is part of an ongoing effort to assemble the genome of Anopheles aquasalis , a Neotropical human malaria vector currently positioned as a key malaria transmission model in Brazil. In parallel to the genome sequencing study, and to maximize the NGS sequencing data generated, we opted to focus in two punctual a nd feasible tasks: exploring the diversity and composition of this anopheline’s associated b acterial consortium; plus, assemblying and characterizing, the mitochondrial genome of this species. Shotgun metagenomic sequencing and the MG-R AST suite were used to survey the bacteria associated to laboratory reared A. aquasalis pupae. The predicted bacterial consortium is composed of 74 genera and contai ns marine and biolumines cent bacteria. At the bacterial family rank, we identified 14 OTUs shared between African and American anophelines. In addition, we compared five Anopheles associated bacterial communities from two species: A. aquasalis and Anopheles gambiae . We found a significant association (NPMANOVA p < 0.05) between the bacteria l community composition and the aquatic environment (laboratory or semi-natural conditions) in which each Anopheles host was reared. The current understanding of the Anopheles phylogeny is limited and information regarding the time of deep lineage divergences w ithin mosquitoes is scarce. Here we also present the assembled 15,393 bp mitochondrial genome of A. aquasalis . When compared with other relevant anopheline mitogenomes, high com position similarity and conserved features were observed. Through Bayesian analyses, we reconstructed the phylogenetic relationships and estimated the date of divergence between 22 anopheline and other dipteran species. We found that the most r ecent ancestor between Nyssorhynchus and Anopheles + Cellia subfamilies was extant ~83 million y ears ago. It was estimated that A. aquasalis diverged from the Anopheles albitarisis complex ~28 MYA and ~38 MYA from Anopheles darlingi . The narrow distribution and peculiar niche of A. aquasalis , plus considering its adaptation to brackish-water larval environments makes us wonder if its evolutionary history left a mark upon its genome architecture, and also on the bacterial community structure associated to it.

Orientador: Regina Maria Barretto Cicarelli / Resumo: A análise dos polimorfismos do DNA é a melhor ferramenta encontrada para resolução de casos de identificação humana, sendo os marcadores STR (Short Tandem Repeat) localizados em regiões autossômicas os principais e mais utilizados para esta finalidade. Os marcadores genéticos presentes nos cromossomos sexuais (X e Y) e no DNA mitocondrial podem auxiliar as análises de forma eficiente. A análise de Y-STRs é uma ferramenta importante, sendo empregada em casos criminais, principalmente os que envolvem crimes sexuais, quando ocorre mistura das amostras do agressor com a da vítima. São também úteis na determinação da ancestralidade biogeográfica paterna, além de permitirem inferir relações de parentesco, principalmente em casos de reconstrução genética (com ausência do suposto pai) e, como uma alternativa confirmatória em casos de exclusão. Mutações espontâneas podem ocorrer em células germinativas paternas, podendo ser transmitidas para os filhos. Com isso, o estudo aprofundado das taxas de mutação para os Y-STRs é muito importante, quer do ponto de vista antropológico, pois permite efetuar a datação das linhagens do cromossomo Y, quer do ponto de vista forense para a interpretação correta dos resultados destes marcadores quando aplicados em processos de investigação de parentesco ou de criminalística biológica. Neste contexto, o uso de um banco de dados da população local pode ser essencial para o cálculo adequado do índice de parentesco e análises forenses. No presente trabalho... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The DNA polymorphisms analysis is the best tool for solving cases of human identification, and STR (Short Tandem Repeat) markers in autosomal chromosomes are the most used for this purpose. Genetic markers present on the sex chromosomes (X and Y) and mitochondrial DNA can efficiently assist analyzes. Y-STR analysis is an important tool used in criminal cases, especially those involving sexual crimes, when a sample of offender occurs with the victim, paternal biogeographic ancestry, and kinship inference relations, especially cases with alleged father absence, and alternative cases of exclusion as a confirmatory. Spontaneous mutations can occur in the germ cells of parents and can be transmitted for descendants. Thus, in-depth Y-STRs mutation rates studies is important both from the anthropological point of view, since it allows dating the Y chromosome lineages, or in forensic point of view for results correct interpretation these markers when applied in kinship investigation processes or biological criminalistics. In addition, in order to determine the profile probability found to belong to the individual tested, it would be necessary to use a local population database to calculate paternity index and forensic analysis. In this study, we analyzed 401 cases related to paternity research with 23 Y-STRs panel, from São Paulo and Rio de Janeiro population. A total of 38 mutations were identified in 9,897 father-son allelic transfers, obtaining an overall mutation rate of 3.84x10-... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-09-01T16:06:33Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 16381046 bytes, checksum: 744e0d70d25cc43dd4482fbf751a1c8c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-01T16:06:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 16381046 bytes, checksum: 744e0d70d25cc43dd4482fbf751a1c8c (MD5) Previous issue date: 2017-02-15 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A emergência dos begomovírus (virus transmitidos por mosca-branca classificados no gênero Begomovirus, família Geminiviridae) no Brasil provavelmente ocorreu pela transferéncia horizontal de vírus presentes em plantas não-cultivadas após a introdução da Bemisia tabaci MEAMl. Recentemente, Euphorbia yellow mosaic alphasatellite (EuYMA) foi encontrado em associação com Euphorbia yellow mosaic virus (EuYMV) infectando Euphorbia heterophylla, uma importante invasora na cultura da soja no Brasil. A variabilidade genética e a estrutura da população de begomovírus infectando E. heterophylla, e novas ocorrências de EuYMA, foram investigados em amostras coletadas em nove estados Brasileiros entre 2009 e 2014. Apenas EuYMV foi detectado (com uma exceção), e um total de 158 e 57 haplótipos foram comparados em conjuntos de dados correspondentes ao DNA-A e DNA-B, respectivamente. EuYMA foi detectado em apenas seis amostras coletadas nos estados do Rio Grande do Sul e Paraná. Comparado com populações de outros begomovírus, o EuYMV possui um menor grau de variabilidade genética, e poucos eventos de recombinação intraespecíficos. Analise de componentes principais permitiu a diferenciação de seis subpopulações virais de acordo com os locais de amostragem, corroborando as análises filogenéticas. Os polimorfismos de 23 sitios que mais contribuiram para a estrutura geografica foram descritos como suficientemente informativos para discriminar entre as subpopulações virais. A caracterização biológica e molecular da associação do alfassatélite EuYMA com o EuYMV foi realizada após a construção de clones infeciosos de ambos os agentes. Diferenças fenotípicas na infecção por EuYMV na presença do EuYMA foram observadas em Arabidopsis thaliana, Nicotiana benthamiana e E. heterophylla. Ensaios de transmissão indicaram que o EuYMA afeta negativamente a transmissão de EuYMV por Bemisia tabaci MEAMl. Em conjunto, os resultados indicam que o EuYMV apresenta menor grau de variabilidade genética comparado a outros begomovírus que infectam plantas cultivadas e não-cultivadas no Brasil, porém, similar ao descrito para outros begomovírus, segrega de acordo com o local de amostragem. Além disso, o EuYMA é capaz de modular os sintomas, o acúmulo Viral e a transmissão pela mosca-branca no contexto da infecção pelo EuYMV, potencialmente interferindo na disseminação do vírus no campo. / The emergence of begomoviruses (whitefly-transmitted viruses classified in the genus Begomovirus, family Geminiviridae) in Brazil probably occurred by horizontal transfer of viruses infecting non-cultivated plants after the introduction of Bemisia tabaci MEAMl. Recently, Euphorbia yellow mosaic alphasatellite (EuYMA) was found in association with Euphorbia yellow mosaic virus (EuYMV) infecting Euphorbia heterophylla, an important invasive species in soybean and other crops in Brazil. We assessed the genetic variability and population structure of begomoviruses infecting E. heterophylla, and the geographical range of alphasatellites in samples collected throughout nine Brazilian states from 2009 to 2014. Only EuYMV was detected (with one exception), and a total of 158 and 57 haplotypes were compared in DNA-A and DNA-B datasets, respectively. EuYMA was detected in only six samples collected in the states of Rio Grande do Sul and Paraná. Compared with other begomoviruses, EuYMV has a low degree of genetic variation, and few intraspecific recombination events. The application of principal component analysis allowed the differentiation of six viral subpopulations according to sampling locations, in agreement with phylogenetic analysis. The polymorphisms of 23 sites that mostly contributed to the geographical structure were shown to hold supporting information to discriminate between the viral subpopulations. Biological and molecular aspects of the association between the alphasatellite EuYMA and EuYMV were studied following the construction of infectious clones of both agents. Phenotypic differences of EuYMV infection in the presence of EuYMA were observed in Arabidopsis thaliana, Nicotiana benthamiana and E. heterophylla. Transmission assays indicated that EuYMA negatively affects the transmission of EuYMV by Bemisia tabaci MEAMl. Together, the results indicate that EuYMV displays a lower degree of genetic variation compared to other begomoviruses infecting cultivated and non-cultivated plants in Brazil but, similar to other begomoviruses, segregates according to sampling location, and that EuYMA is capable of modulating symptoms, Viral accumulation and whitefly transmission of EuYMV, potentially interfering with Virus dissemination in the field.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2018-01-16T10:48:22Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1156090 bytes, checksum: 53b8d4147afade4207b5e35ad921e94f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-16T10:48:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1156090 bytes, checksum: 53b8d4147afade4207b5e35ad921e94f (MD5) Previous issue date: 2016-02-24 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O gene SbMATE, que confere tolerância a alumínio em sorgo, é altamente expresso no ápice da radícula e codifica um transportador de membrana pertencente à família MATE (multi drug and toxic compound extrusion family) que é responsável pelo efluxo de citrato ativado por alumínio. A identificação de elementos cis-regulatórios no promotor do gene SbMATE que confere tolerância ao alumínio e de fatores transcricionais que controlam a expressão do referido gene constituem etapas fundamentais para o entendimento do mecanismo de resistência a Al mediado por SbMATE. O objetivo do presente trabalho foi a identificação e caracterização de fatores transcricionais que interagem de uma maneira específica com o promotor para controlar a expressão do gene SbMATE. Entre 22 possíveis fatores transcricionais mapeados em um eQTL que influencia a expressão de SbMATE, quatro deles, NF-YB-Like (Sorbic.009g166200), WRKY-like (Sorbic.009g174300), ZincFinger-like (Sorbic.009g151400) e SORBIDRAFT_09g022540, foram selecionados para análise de atividade de regulação de transcrição específica de promotores. Ensaios de mono-híbrido em leveduras demonstraram que a proteína WRKY41-like, mas não NFY-like, interage com o promotor SbMATE isolado tanto de linhagens tolerantes quanto de susceptíveis. A interação ocorre na região proximal (posição -2102 ao ATG) comum a todos os promotores SbMATE testados. Estes resultados foram confirmados em ensaios de transativação de promotores fusionados a GUS em protoplastos de Arabidopsis. Para isso, Arabidopis thaliana ecotipo Col-0 foi inicialmente transformada com construções de DNA, contendo a região proximal ou de fragmentos truncados do promotor SbMATE fusionados à GUS. As folhas das linhagens transgênicas foram utilizadas para o preparo de protoplastos para expressão transiente dos quatro transfatores selecionados. Tanto WRKY-like quanto ZincFinger-like transativaram especificamente o promotor de SbMATE, enquanto que NF-YB-like e SORBIDRAFT_09g022540 não foram capazes de ativar a expressão do gene repórter. Por meio de ensaios de deleção do promotor, os sítios de interação de WRKY-like e ZincFinger- like foram mapeados em um domínio cis-regulatório de 127 pb, delimitado pelas posições -2102 a -1975 no promotor SbMATE. Coletivamente, estes resultados indicam que os transfatores WRKY-like e ZincFinger-like estão envolvidos no controle da expressão do gene SbMATE. / The SbMATE gene, which confers tolerance aluminum in sorghum, is highly expressed at radicle apex and encodes a membrane transporter belonging to the family MATE (multi drug and toxic compound extrusion family) that is responsible for the efflux of citrate activated by aluminum. The identification of cis-regulatory elements in SbMATE gene promoter that confer tolerance to aluminum and transcription factors that control the expression of such gene are key steps for understanding the SbMATE- mediated resistance mechanism.. The objective of this study was the identification and characterization of transcription factors that interact specifically with the promoter to control the expression of the gene SbMATE. Among 22 transcriptional factors mapped in a eQTL that influences the expression of SbMATE, four of them, NF-YB-Like (Sorbic.009g166200), WRKY-like (Sorbic.009g174300), ZincFinger-like (Sorbic.009g151400) and SORBIDRAFT_09g022540 were selected for analysis of transcriptional regularion activity of specific promoters. Mono-hybrid assays in yeast demonstrated that the WRKY41-like protein, but not NFY-like, interacts with the promoter SbMATE isolated from both tolerant and susceptible varieties. The interaction occured in the proximal region (position -2102 to the ATG) common to all SbMATE promoters tested. These results were confirmed in transactivation assays of GUS-fused promoters in Arabidopsis protoplasts. For this, Arabidopsis thaliana ecotype Col-0 was initially transformed with DNA constructs, containing the proximal region or truncated fragments of the SbMATE promoter fused to GUS. The leaves of transgenic lines were used for the preparation of protoplasts for transient expression of the four selected transfactors. Both WRKY-like and ZincFinger-like transactivated specifically the SbMATE promoter, while NF-YB-like and SORBIDRAFT_09g022540 were unable to activate the expression of the reporter gene. Through promoter deletion assays, WRKY-like interaction and ZincFinger-like sites were mapped in a cis-regulatory domain of 127 bp, delimited by positions -2102 to -1975 in the SbMATE promoter. Collectively, these results indicate that the WRKY-like and ZincFinger- like transfactors are involved in the control of the SbMATE gene expresssion.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-04-20T08:36:57Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 855396 bytes, checksum: 65fccf789cd10380472c42953c3e14dd (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-20T08:36:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 855396 bytes, checksum: 65fccf789cd10380472c42953c3e14dd (MD5) Previous issue date: 2016-02-19 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Os principais estudos sobre eficiência de mapeamento de locos determinantes de caracteres quantitativos (QTLs) assumiram poucos QTLs de efeito maior, nenhum gene de efeito menor, e reduzida densidade de marcadores moleculares. Este estudo avaliou a eficiência das análises de quadrados mínimos (regressão), de máxima verossimilhança e Bayesiana para o mapeamento de QTLs, assumindo alta densidade de polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs), zero a três QTLs e oito ou nove genes de efeitos menores em cada cromossomo, e reduzida proporção da variância fenotípica explicada por cada QTL (reduzida herdabilidade de QTL). Foram também avaliadas a influência do grau de dominância, da herdabilidade, do tamanho amostral, da densidade de marcadores e do efeito de QTL, e as conseqüências do ajuste de modelo aditivo-dominante na ausência de dominância, no mapeamento de QTLs. Foram simuladas 50 amostras de 400 indivíduos F2, os quais foram genotipados em relação a 1000 SNPs (densidade média de um SNP a cada centimorgan) e fenotipados para três caracteres apresentando distintos graus de dominância (dominância unidirecional positiva, dominância bidirecional e ausência de dominância). Para cada característica foi assumido controle por 12 QTLs e 88 genes de efeito menor, distribuídos nas regiões cromossômicas cobertas pelos SNPs (10 cromossomos). As herdabilidade foram 0.3 e 0.7 e os tamanhos amostrais foram 200 e 400. As análises de máxima verossimilhança e de regressão foram equivalentes quanto à eficiência. O mapeamento de QTL não é influenciado pelo grau de dominância, mas é afetado pela herdabilidade, pelo tamanho amostral, pela densidade de marcas e pelo efeito de QTL. A análise Bayesiana apresentou maior poder de detecção de QTLs, maior precisão de mapeamento, e maior número de falso-positivos em comparação às análises de máxima verossimilhança e de regressão. O fator que mais afeta o mapeamento de QTLs é o efeito do QTL. / Previous studies on quantitative trait loci (QTL) mapping efficiency assumed few QTLs of higher effect, no minor genes, and low marker density. This study assessed the efficiency of the least squares, maximum likelihood, and Bayesian approaches for QTL mapping assuming high single nucleotide polymorphism (SNP) density, zero to three QTLs and eight or nine minor genes per chromosome, and low proportion of the phenotypic variance explained by each QTL. We simulated 50 samples of 400 F2 individuals, which were genotyped for 1,000 SNPs (average density of one SNP/centiMorgan) and phenotyped for three traits controlled by 12 QTLs and 88 minor genes. The genes were randomly distributed in the regions covered by the SNPs along 10 chromosomes. The heritabilities were 0.3 and 0.7, and the sample sizes were 200 and 400. The least squares and maximum likelihood approaches were equivalent. The QTL mapping efficiency was not influenced by the degree of dominance but it was affected by heritability, sample size, marker density, and QTL effect. The Bayesian analysis showed greater power of QTL detection, mapping precision, and number of false- positives compared to the least squares and maximum likelihood approaches. The most important factor affecting the QTL mapping efficiency is the QTL effect.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-06-17T17:12:33Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1391754 bytes, checksum: 0bfcde9020bc2563657d24154d222465 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-17T17:12:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1391754 bytes, checksum: 0bfcde9020bc2563657d24154d222465 (MD5) Previous issue date: 2016-02-12 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A maioria dos estudos de associação genômica ampla (GWAS) com espécies vegetais publicados até agora têm empregado painel de linhagens e quase nenhuma informação sobre os GWAS em populações de polinização aberta foi encontrada na literatura. Portanto, os objetivos deste trabalho foram: (i) apresentar aspectos teóricos, potencial e limitações dos GWAS em populações de polinização aberta; (ii) analisar a influência da herdabilidade do QTL e do tamanho populacional sobre os GWAS com populações de polinização aberta; e (iii) comparar a eficácia dos GWAS na detecção de QTL em populações de polinização aberta, painel de linhagens e linhagens endogâmicas recombinantes (RILs). Cinquenta amostras de populações com desequilíbrio de ligação (LD) foram simuladas, considerando os tamanhos populacionais de 400 e 200 indivíduos, e 10.000 SNPs, 10 QTL e 90 genes menores foram aleatoriamente distribuídos em 10 cromossomos, com uma densidade média de 1 SNP a cada 0,1 cM. Os valores fenotípicos simulados referem-se à três características de milho-pipoca com diferentes graus de dominância, considerando herdabilidades em sentido amplo de 0,4 e 0,8. Os cenários foram comparados com base no poder de detecção de QTL, no número de associações falso-positivas, no viés na posição estimada do QTL e na amplitude do intervalo dos SNPs significativos para o mesmo QTL. Os resultados evidenciaram que, quando o LD entre um QTL e um ou alguns marcadores é restrito a SNPs muito próximos do QTL, os GWAS em populações de polinização aberta podem ser altamente eficientes (até 80% de poder de detecção, com reduzido número de associações espúrias), dependendo principalmente do tamanho populacional e da herdabilidade da característica. Para o painel de linhagens, corrigindo para a estrutura populacional, os GWAS alcançaram o maior poder de detecção de QTL (cerca de 96%), associado com o menor número de associações espúrias e viés. Na condição de baixa herdabilidade e tamanho populacional reduzido, os GWAS são ineficazes para as populações de polinização aberta, painel de linhagens e RILs. / Most papers about genome-wide association studies (GWAS) with plant species published until now have employed inbred lines panel and almost no information on GWAS in open-pollinated populations was found in literature. Therefore, the objectives of this study were (i) to present theoretical aspects, potential and limitations of GWAS in open-pollinated populations; (ii) to analyze the influence of QTL heritability and population sample size on GWAS with open-pollinated populations; and (iii) to compare the efficacy of GWAS on QTL detection in open-pollinated populations, inbred lines panel and recombinant inbred lines (RILs). Fifty samples of populations with linkage disequilibrium (LD) were simulated, considering sample sizes of 400 and 200 individuals, and 10,000 SNPs, 10 QTL and 90 minor genes were randomly distributed in 10 chromosomes, with an average SNP density of 0.1 cM. The phenotypic values simulated refer to three popcorn traits with different degrees of dominance, considering broad sense heritabilities of 0.4 and 0.8. The scenarios were compared based on power of QTL detection, number of false-positive associations, bias in the estimated QTL position and range of the significant SNPs for the same QTL. Results evidenced that when the LD between a QTL and one or few markers is restricted to SNPs very close or within the QTL, the GWAS in open-pollinated populations can be highly efficient (up to 80% power of QTL detection with reduced number of spurious associations), depending mainly on the population sample size and trait heritability. For inbred lines panel, correcting for population structure, the GWAS achieved the highest power of QTL detection (around 96%), associated with the smallest number of spurious associations and bias. Under low heritability and reduced sample size, GWAS are ineffective for open-pollinated populations, inbred lines panel and RILs.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:29:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseBPC.pdf: 597791 bytes, checksum: cb6991d45b1e69e3a67491404df82f2a (MD5) Previous issue date: 2003-12-18 / Universidade Federal de Minas Gerais / Cultivated tomato (Lycopersicon esculentum Mill.) is one of the most important horticultural crops. Although original from the Andes region, this crop was officially introduced in Brazil by the European immigrants during the last half of the XIX century. Today, old varieties and new improved cultivars are planted in the different Brazilian regions. In the last 20 years the Ecological Center of Ipê proceeded a rescue of old tomato varieties maintained by small agriculturists in the Northeast region of Rio Grande do Sul State. The present work had the objective to estimate the variability among 35 tomato accessions, 12 commercial cultivars and 23 Brazilian landraces using morphological descriptors and molecular traits (proteins and DNA), and to verify the Meloidogyne resistance/susceptibility status of these genotypes, as well as the presence of the Mi genes. The landraces were separate in five groups by their fruit characteristics: large oblate, cherry, heart-shape, large cylindrical, and rounded, whereas the commercial cultivars were restricted to the most common groups in the market. Both the quantitative evaluation of seed protein electrophoretic profiles, and RAPD markers allowed identifying all the accessions. The cluster analysis of RAPD data allowed to separate the genotypes in seven similarity groups that were not related with those formed by the protein analysis. Conversely, a discriminant analysis showed a relation between RAPD markers and fruit morphology. Landraces exhibited higher levels of protein and genetic (RAPD) variations compared with the commercial cultivars confirming the genetic variability reduction caused by the limited number of genotypes used in breeding programs. Experimental results showed that all the landraces and commercial cultivars, with the exception of the cultivars Polka Baixo and Gaucho (Feltrin) were susceptible to M. javanica, M. incognita, and M. arenaria. PCR data showed that the Mi1.2 gene was present only in the Polka Baixo cultivar, whereas the Mi1.1 was found in 26 accessions, most of which susceptible to root-knot nematodes, confirming the gene Mi1.2 as the nematode resistant determinant, and the inefficiency of the Mi1.1. Considering the high incidence of Meloidogyne in South Brazil, the low frequency of resistant accessions point-out the necessity of a special effort of breeding programs on the transfer of root-knot nematode resistance genes to Brazilian tomato varieties and cultivars. / O tomate (Lycopersicon esculentum) é uma das mais importantes hortaliças. Apesar, de ser nativo da região dos Andes, esta hortaliça foi oficialmente introduzida no Brasil pelos imigrantes europeus durante a última metade do século XIX. Hoje, variedades antigas e cultivares melhorados, são cultivados em diferentes regiões brasileiras. Nos últimos 20 anos, o Centro Ecológico de Ipê realizou um resgate das antigas variedades de tomate mantidas por pequenos agricultores da região Nordeste do Rio Grande do Sul. O presente trabalho teve como objetivo estimar o grau de variabilidade entre 35 acessos de tomate, 12 comerciais e 23 acessos crioulos, utilizando marcadores morfológicos e moleculares (protéicos e DNA), além de verificar a resistência e/ou susceptibilidade a Meloidogynes destes genótipos, bem como a presença do gene de resistência Mi através de PCR. A variabilidade morfológica dos frutos apresentada pelos acessos crioulos formou cinco grupos: os tipo Cereja, Pimentão, Coração de Boi, Gaúcho e Paulista, enquanto que os materiais comerciais restringiram-se aos grupos mais comuns no mercado, Gaúcho e Paulista. Os perfis eletroforéticos de proteínas totais solúveis de sementes mostraram a ocorrência de baixa variabilidade qualitativa, mas variações quantitativas permitiram a identificação de todos os materiais avaliados. A análise da variabilidade através de marcadores de RAPD permitiu a identificação de todos os genótipos avaliados, confirmando a eficiência deste tipo de marcadores na caracterização de materiais. A análise de agrupamentos permitiu a separação em sete grupos, os quais não apresentaram relação com aqueles formados com base nos perfis protéicos. Por outro lado, análise discriminante mostrou a existência de relação entre os marcadores de RAPD e os grupos de morfologia de fruto. De um modo geral, os materiais crioulos apresentaram maior variação nas proteínas de sementes e marcadores de RAPD o que pode ser tomado como indicativo de estreitamento da base genética nos materiais comerciais. Os resultados obtidos no teste de resistência mostraram que todos os materiais crioulos e comerciais, com exceção dos cultivares Polka Baixo e Gaúcho (Feltrin) são suscetíveis a Meloidogyne javanica, M. incognita e M. arenaria. Considerando a alta incidência de Meloidogyne no Sul do Brasil, a baixa freqüência de acessos resistentes, apontam a necessidade de um esforço especial na transferência dos genes de resistência aos nematóides das galhas da raiz para os acessos crioulos e cultivares do tomate comerciais do Brasil.

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Determina la diversidad genética y la estructura poblacional de 85 aislamientos de L. (V.) braziliensis provenientes de la amazonia peruana mediante la estandarización de diez marcadores microsatélites previamente reportados. La población total presentó una alta diversidad alélica y genética, siendo la ecorregión de selva baja la de mayor diversidad con respecto a selva alta. Los diversos análisis lograron revelar la existencia de dos grupos genéticos bien establecidos independientes de su distribución geográfica, presentes como población mixta en selva alta y población uniforme en selva baja. Además, se estimó que la población de L. (V.) braziliensis presentó como estrategia reproductiva posibles eventos de clonalidad y recombinación genética junto a un modo endogámico de reproducción atribuido al aparente déficit de heterocigotos presentados. Esto podría explicar la gran plasticidad de L. (V.) braziliensis para adaptarse a los diferentes escenarios ecológicos dentro de la amazonia peruana. Asimismo, es necesario contar con nuevos estudios que contribuyan a entender la dinámica poblacional del parásito a fin de reducir la transmisión de la enfermedad. / Tesis

Con la finalidad de contribuir a los programas de mejoramiento genético para camélidos sudamericanos, se buscó determinar la variabilidad genética y el nivel de endogamia de dos rebaños de reproducción de alpacas (Vicugna pacos) huacayas blancas de reciente formación, pertenecientes al Centro Piloto de Mejoramiento Genético Munay Paqocha y el Fundo Itita, de la Sociedad Peruana de Criadores de Alpacas y Llamas (SPAR)-Puno; así como realizar su genotipificación e identificación de marcadores STR útiles para la determinación de pruebas de paternidad y parentesco. Se evaluaron 10 marcadores STR a partir de sangre y folículos pilosos de 183 individuos colectados al azar. El total de la población presentó un alto nivel de variabilidad alélica, y alelos exclusivos entre poblaciones con frecuencias menores al 1,5%, en los loci LCA37, LCA90, LCA5, VOLP92, YWLL36, YWLL44 y YWLL08. En este estudio se propone el uso de tres marcadores adicionales, VOLP92, LCA94, LCA90, para los análisis de variabilidad genética en alpacas. Los valores de FIS (0,016), y FST (0,003) reflejaron bajo niveles de endogamia. El rebaño del Fundo Itita presentó una mayor Ho (0,858) respecto a la He (0,848), mientras que por el contrario el rebaño del Centro Munay Paqocha presentó un menor valor de la Ho (0,815) respecto a la He (0,848), con una tendencia al déficit de heterocigotos. Los 10 marcadores presentaron una probabilidad de exclusión de parentesco adecuada, con un valor superior al 99,9%, cuando se conoce el genotipo de ambos padres, y un poder de discriminación mayor a 0,90. Además, se alcanzó un valor PEC de 0,999 considerando solo los marcadores YWLL08, YWLL44, LCA37, YWLL36, LCA8; siendo YWLL08 el de mayor valor (0,885). La prueba de filiación permitió detectar mayores errores de asignación de maternidad (13,04%) y paternidad (30,4%) en el rebaño del Fundo Itita, respecto al Munay Paqocha con errores de designación de maternidad de 7,69% y de paternidad de 17,95%, concluyendo que este centro posee un mejor registro de empadres. Palabras clave: STR, camélidos sudamericanos, heterocigosidad, coeficiente de endogamia, probabilidad de exclusión

La papa, es el cultivo no cereal más importante del mundo con una producción mundial que ha alcanzado los 329 millones de toneladas anuales. A pesar de la enorme importancia de este cultivo, aún se desconocen aspectos sobre la genética de muchas de sus características cualitativas y cuantitativas. El mapa UHD (> 10 000 AFLPs) de Solanum tuberosum, ha sido una herramienta de gran utilidad para el proyecto de secuenciamiento del genoma de la papa, que se enfocó inicialmente en el individuo RH89-039-16. Sin embargo, debido a su heterocigocidad se optó por una línea doble monohaploide de la especie S. phureja (DM1-3516R44), para lo cual fue necesario la construcción de novo de un mapa genético. Con la finalidad de identificar cambios en la estructura genómica de estos dos individuos, se analizaron 74 marcadores microsatélites cartografiados previamente en DM1-3516R44, lográndose integrar 62 loci microsatélite en el mapa UHD de RH89-039-16. La comparación de los mapas genéticos de RH89-039-16 y DM1-3516R44 reveló la existencia de colinealidad en grandes fragmentos de los cromosomas II, V y VI, mientras que los cromosomas I, IV, X y XII presentan diferencias en cuanto al contenido de ciertos marcadores. Los cromosomas VII y IX muestran la presencia de rearreglos cromosómicos que podrían ser inversiones o translocaciones, además la presencia de loci duplicados en los cromosomas VIII, I y II, indicaría la ocurrencia de eventos de duplicación intra e intercromosómica. Sin embargo para verificar tales cambios es necesario cartografiar más microsatélites y saturar la zona cromosómica de interés. -- Palabras clave: Papa, marcador molecular, microsatélite, cartografía genética, mapa UHD, colinealidad. / -- Potato is the most important non-grain food crop in the world, with production in 2009 reaching 330 million tons. Despite the importance of the potato in the world, the genetics of many important qualitative and quantitative agronomic traits are poorly understood. The UHD map (>10 000 AFLP markers) of Solanum tuberosum, was a great tool for the Potato Genome Sequencing Project (clon RH89-039-16). However due to the high heterozygosity of RH89-039-16, it was decided to sequence the S.phureja doubled monoploid clone, DM1-3 516R44, for which it was necessary the de novo construction of a genetic map. Microsatellites markers mapped in DM was mapped in the UHD map, with two purposes, integrate microsatellites in the UHD map, and identify changes in the chromosomal organization of Solanum tuberosum (RH89-039-16) and Solanum phureja (DM1-3516R44), by comparison of their genetic maps. The aligment of microsatellites of RH89-039-16 and DM1-3516R44 maps along chromosomes has shown the existence of collinearity in the chromosomes II, V and VI, while the chromosomes I, IV, X and XII has shown differences in content of some markers. The chromosomes VII y IX has shown the presence of chromosomal rearrangements that could be inversions or translocations, further the presence of duplicated loci in chromosomes VIII, I and II might indicate that of intra- and interchromosomal duplications have occurred. However in order to verify these alterations would be necessary mapping more microsatellite markers and saturate the chromosomal region of interest. -- Key words: potato, molecular marker, microsatellite, genetic mapping, UHD map, collinearity