Submitted by Flávia Regina Florencio de Athayde null (flavinhaflorencio@hotmail.com) on 2017-01-27T14:01:09Z No. of bitstreams: 1 Athayde_F_R_F_diss.mestrado.pdf: 1648129 bytes, checksum: a278e99a1cfea6cf938f7ec4bb928519 (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-01-31T13:33:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 athayde_frf_me_araca.pdf: 1648129 bytes, checksum: a278e99a1cfea6cf938f7ec4bb928519 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-31T13:33:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 athayde_frf_me_araca.pdf: 1648129 bytes, checksum: a278e99a1cfea6cf938f7ec4bb928519 (MD5) Previous issue date: 2016-12-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os protozoários do gênero Leishmania, da família Trypanosomatidae, são responsáveis por causar as leishmanioses, zoonoses de distribuição mundial que atingem países de regiões tropicais e subtropicais, representando um importante problema de saúde pública. As espécies de Leishmania patogênicas à humanos são classificadas em dois subgêneros, Leishmania e Viannia, sendo responsáveis pelas três formas clínicas mais comuns da doença. O subgênero Leishmania tem representantes no Velho e no Novo Mundo, enquanto que as espécies do subgênero Viannia estão presentes somente nas regiões tropicais das Américas, sendo responsáveis pela manifestação tegumentar na forma cutânea e mucocutânea. O avanço nas tecnologias de sequenciamento e montagem dos genomas de espécies de Leishmania têm possibilitado melhor entendimento das leishmanioses, da relação parasita-hospedeiro e até mesmo a identificação diferencial das espécies, auxiliando no entendimento das diferenças nas manifestações clínicas. Com o intuito de ampliar as informações genômicas das espécies de Leishmania e do subgênero Viannia, trabalhamos com o sequenciamento de DNA genômico e ferramentas de bioinformática para a montagem do genoma e anotação de proteínas de duas espécies, Leishmania (Viannia) guyanensis e Leishmania (Viannia) shawi. / The protozoa of the Trypanosomatidae family Leishmania genus, are responsible for causing leishmaniosis, zoonosis of global distribution that affects countries in tropical and subtropical regions, representing an important public health problem. The Leishmania species pathogenic to humans are classified into two subgenera, Leishmania and Viannia, which are responsible for three of the most common clinical manifestations of this disease. The subgenus Leishmania has representatives in the Old and New World, while the Viannia species are present only in the tropical regions of the Americas. These are responsible for the tegumentary manifestation of the cutaneous and mucocutaneous forms. The advance in the technologies of sequencing and the assembly of the genomes of Leishmania species have allowe to better understand the leishmaniosis, the parasite-host relationship and even the differential identification of the species thus, helping to understand the differences in the clinical manifestations. In order to expand the genomic information of the Leishmania species and the subgenus Viannia, we worked with genomic DNA sequencing and bioinformatics tools for assembling the genome and annotating proteins of two species, Leishmania (Viannia) guyanensis and Leishmania (Viannia) shawi.

Orientador: Eliana Gertrudes de Macedo Lemos / Banca: Maria Célia Bertolini / Banca: Eleni Gomes / Banca: Mariana Carina Frigieri / Banca: Marcos Túlio de Oliveira / Resumo: A análise de mineração de dados genômicos de Mesorhizobium sp. revelou a presença de uma ORF de 1257pb contendo o gene mesoamp, que codifica uma proteína de 418 aminoácidos. A sequência de aminoácidos deduzida apresenta 50% de identidade com uma amino-peptidase termoestável de Thermus thermophilus, membro da família de peptidase M29, e oito assinaturas caraterísticas das metalo-protease termofílicas foram encontrados. O gene mesoamp foi clonado e expresso em Escherichia coli. A massa molecular da proteína foi avaliada por SDS-PAGE e filtração em gel, o que indicou que a proteína apresenta 45,72kDa e 88,05kDa, respectivamente, sugerindo uma estrutura dimérica da enzima recombinante. A enzima foi nomeada como MesoAmp. Em seguida realizou-se a modelagem 3D estrutural, que mostrou uma região de dimerização e uma região de ligação ao substrato altamente conservada contendo os resíduos de ligação a metais e o resíduo catalítico. A enzima apresentou atividade ótima em pH 8,5 e temperatura de 45°C, foi fortemente ativada por Co2+ e Mn2+, nestas mesmas condições de reação, a enzima apresentou Km e Kcat de 0,2364±0,018mM e 712,1±88,12seg-1, respectivamente. Além disso, foi verificado uma notável estabilidade da enzima em solventes orgânicos e elevadas concentrações de NaCl, além de um alto grau de reutilização sem perda apreciável de atividade o que torna MesoAmp única, este trabalho estabelece as bases para potenciais aplicações biotecnológicas e/ou o desenvolvimento de tecnologias su... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The genomic data mining analysis of a Mesorhizobium sp. revealed the presence of a 1257-bp open reading frame containing the Mesoamp gene, which encodes a protein of 418 amino acids. The deduced amino acid sequence was 50% identical to the thermostable amino-peptidase from Thermus thermophilus, a member of peptidase family M29, and eight fingerprints signatures for a thermophilic metalloprotease were found. The mesoamp gene was cloned and overexpressed in Escherichia coli. The molecular mass of the protein was assessed by SDS-PAGE and gel filtration, which indicated the protein weighs 45.72kDa and 88.05kDa, respectively, suggesting a dimeric structure of the recombinant enzyme. The enzyme was designated as MesoAmp. The 3D structural modeling showed a dimerization region with highly conserved catalytic and binding metal residues. The enzyme exhibited optimum activity at pH 8.5 and 45°C and was strongly activated by Co2+ and Mn2+ . Under these reaction conditions, the enzyme displayed Km and Kcat values of 0.2364±0.018mM and 712.1±88.12seg-1, respectively. Additionally, the remarkable stability of the enzyme in organic solvents, its activity at high concentrations of NaCl and the high degree of reuse without appreciable loss of activity makes MesoAmp unique. In summary, this work lays the foundation for potential biotechnological applications and/or the development of environmentally friendly technologies and describes the first solvent and halo-tolerant amino-peptidases ident... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: João Martins Pizauro Junior / Coorientador: Eliana Gertrudes de Macedo Lemos / Banca: Alessandro de Mello Varani / Banca: Tiago Santana Balbuena / Banca: Rosa dos Prazeres Melo Furriel / Banca: Luis Henrique Souza Guimarães / Resumo: Os microrganismos apresentam uma imensa diversidade genética e desempenham funções únicas e cruciais na manutenção dos ecossistemas, uma dessas funções é a produção de enzimas extracelulares que ajudam na mineralização da matéria orgânica, liberação de carbono e nutrientes na forma de serem assimilados. Devido a esses importantes fatores cada vez mais aumenta a busca por enzimas que possam ser utilizadas nos diversos setores industriais a fim de diminuir o impacto ambiental e obter maior eficiência e menor custo durante os processos de catalise. Mas esse potencial biocatalítico ainda é pouco explorado. As hidrolases pertencem ao grupo de maior interesse para o mercado de enzimas sendo amplamente utilizadas em processos industriais tais como, a aplicação de aditivos em alimentos para animais, têxteis, para a produção de biodiesel e biossíntese de novos antibióticos. Nesse sentido, o objetivo do trabalho foi o de encontrar novas enzimas hidrolíticas. Para isso, foi utilizada biblioteca metagenômica de solo sob Eucalyptus spp. (EAA) realizando uma busca para identificar clone positivo e a construção da biblioteca "shotgun". Os dados gerados pelo sequêciamento foram utilizados para a montagem do mapa com sequencis conservadas que permitiu identificação de genes codificadores de pirofosfatase inorgânica (PPase) e tioesterase (TEs). A pirofosfatase inorgânica tem um papel importante no metabolismo do fósforo, além de controlar a concentração celular de pirofosfato (PPi) e processo de biossíntese. Tioesterases (TEs) são responsáveis pela hidrólise de um grupo tioéster carboxílico e um átomo de enxofre em ácidos graxos. A metagenômica revelou-se como uma ferramenta inovadora para explorar novos biocatalisadores na microbiota presente no solo. A análise dos dados in silico permitiu a predição da estrutura tridimensional e possível função das proteínas, assim os resultados sugerem que MetaPPase... / Abstract: The soil diversity of microorganisms with potential to select new genes, enzymes and compounds able to supply the high demand of biotechnology industry. In this sense, an immense diversity of microorganisms, yet most remains unexplored. Thus, soil diversity it is stimulated the search for new biocatalyst to high efficiency and stability, has been a constant pursuit of enzymologists, biochemists and chemical engineers. One of that biocatalyst is the hydrolases group, which are great interest to market for enzymes that cleavage of chemical structure by the addition of water. The hydrolases are widely used in industrial processes such as the application of additives in animal feed, textile, biodiesel production and biosynthesis of new antibiotics. Thus, the aim of this work was to find new hydrolases genes. In this paper, we used metagenomic library of soil under Eucalyptus spp. arboretum (EAA), was performed screening to identify a positive clone and construct the shotgun library. The data was analyzed using bioinformatics tools, to assemble the functional map and identify a hydrolase gene as possible novel inorganic (PPase) a thioesterase (TEs). The inorganic pyrophosphatase that has an important role in phosphorus metabolism controlling the cellular concentration of pyrophosphate (PPi) and biosynthetic process. Thioesterase (TEs) responsible for the hydrolysis of a carboxylic thioester group and a sulfur atom in fatty acids. The metagenomic revealed itself as an innovative tool for exploring novel biocatalysts in the microbiota present in the soil. The data analyses provide three-dimensional structure and protein function and the results suggest that MetaPPase is M- PPase and perchance an H+_PPase transporting subfamilies and TEs_ Meta possibly a new thioesterase / Doutor

Orientador: Cesar Martins / Resumo: Cromossomos B são elementos supranumerários presentes em diversos grupos taxonômicos. Sua composição heterocromática está ligada a grande quantidade de sequências repetitivas que possuem. Sua origem está relacionada ao conjunto cromossômico A, sendo um mosaico de sequências deste. O primeiro relato de cromossomos B em ciclídeos africanos foi na espécie Astatotilapia latifasciata, que pode carregar 0, 1 ou 2 cromossomos B. Estudos citogenéticos clássicos encontraram alta carga de elementos repetitivos no cromossomo B da espécie. Portanto, o estudo dos elementos repetitivos presentes no cromossomo B de A. latifasciata pode elucidar sua origem e manutenção no genoma. Os resultados utilizando dados de sequenciamento de nova geração, mapeamento por hibridização fluorescente in situ (FISH) e PCR em tempo real mostraram vários elementos com maior número de cópias no cromossomo B de A. latifasciata. Transposons de DNA, como Tc1-Mariner, e retrotransposons, como os membros da família Bel/Pao e Gypsy, foram encontrados expandidos no cromossomo B. Com o sequenciamento em larga escala de RNA (RNA-seq), foi avaliada a transcrição diferencial entre indivíduos sem cromossomos B (B-) e com esses (B+). Mesmo alguns elementos apresentando expressão diferencial entre os grupos, elementos expandidos no B permanecem com expressão constante. A presença de sequências repetitivas expandidas no cromossomo B e seu perfil transcricional traz informações sobre sua composição e dinâmica. / Mestre

Orientador: Alessandro de Mello Varani / Coorientador: Elisângela Soares Gomes / Banca: Marcos Túlio Oliveira / Banca: Mariana Carina Frigieri / Resumo: Os Elementos Genéticos Móveis (EGMs) são segmentos de DNA presentes em todos os domínios, e que apresentam a capacidade de mobilização em um genoma. São considerados agentes chaves na evolução e diversificação dos seres vivos. Sequências de Inserção (IS) são os EGMs mais abundantes dos procariotos. IS são elementos compactos, que codificam o gene responsável pela mobilização, a transposase. Estudos de genômica comparativa indicam que a transposase é o gene mais abundante presente em banco de dados públicos de genomas e metagenomas. O presente estudo avaliou a abundância e diversidade de transposases a partir de dados de sequenciamento de alto rendimento provenientes de duas bibliotecas metagenômicas, a primeira originada de solo com cultivo de cana-de-açúcar e a segunda de solo de floresta. Os metagenomas foram analisados através de duas frentes de investigação. Na primeira frente de investigação foram identificadas as transposases em um conjunto de 267.879.464 reads paired-end (2x100bp) através da ferramenta MG-RAST. Na segunda frente de investigação, os reads de cada metagenoma foram montados (de novo assembly) e posteriormente anotados através da plataforma MG-RAST e da ferramenta ISsaga 2.0. A plataforma MG-RAST identificou 902.982 (reads) com função atribuída para transposases, enquanto que a ferramenta ISsaga 2.0 recuperou 592 (scaffolds) contendo quadros aberto de leitura (ORFs) codificando para transposases. Um total de 120 (22%) scaffolds e 767.534 (85%) reads anotados foram classificados em grupos taxonômicos distintos, onde o filo Proteobacteria (48% - MG-RAST e 34,3% - ISsaga 2.0) foi predominante. Análises comparativas e biocuração indicam que 695.296 (77%) dos reads foram incorretamente atribuídos com função transposase pela ferramenta MG-RAST. Dentre as famílias de transposases classificadas pelo ISsaga 2.0 destacam-se as famílias: IS110 (76/13,9%), IS3 (74/13,6%), e em particular... / Abstract: Mobile Genetic Elements (MGE) are segments of DNA present in the biological domains that have the ability to move around within a genome. They are considered key player in the evolution and diversification of living things. Insertion Sequences (IS) are the most abundant MGEs of prokaryotes. IS are compact elements that encode the gene responsible for the mobilization, the transposase. Comparative genomic studies indicate that the transposase is the most abundant gene found in public database of genomes and metagenomes. This study evaluated the abundance and diversity of transposases from high-throughput sequencing data originated from two metagenomic libraries, one from soil with sugarcane cultivation and the other from forest soil. The metagenomes were analyzed through two research fronts. In the first one, transposases were identified in a set of 267. 879. 464 reads paired-end (2x100bp) by MG RAST tool. In the second front of research, the reads of each metagenome were fitted (de novo assembly) and subsequently recorded by ISsaga 2.0 tool and platform MG-RAST. The platform MG- RAST identified 902.982 (reads) with allocated transposase function, whereas the 2.0 ISsaga tool recovered 592 (scaffolds) containing open reading frames (ORFs) coding for transposase. A total of 120 (22%) scaffolds and 767.534 (85%) reads noted were classified in different taxonomic groups resulting the phylum Proteobacteria (48% - MG-RAST and 34.3% - Issaga 2.0). Comparative analysis and biocuration indicate that 695.296 (77%) of the reads were incorrectly assigned with transposase function by MG-RAST tool. Among the families of transposase classified by Issaga 2.0, feature the families: IS110 (76 / 13.9%), IS3 (74 / 13.6%), and particularly 65 scaffolds (11.9%) from ISNCY family (not classified yet). Another noticeable result is that no IS previously described in the literature has been identified in these metagenomic data. This study revealed: (a) MG-RAST ... / Mestre

Orientador: Danísio Prado Munari / Coorientador: Rodrigo Pelicioni Savegnago / Coorientador: Marcos Vinícius Gualberto Barbosa da Silva / Banca: Marcos Eli Buzanskas / Banca: Ana Fabrícia Braga Magalhães / Banca: Adriana Santana do Carmo / Banca: Fernando Sebastián Baldi Rey / Resumo: A implementação de dados de sequenciamento de nova geração - "next-generation sequence" (NGS) em programas de melhoramento genético animal representa a mais recente ferramenta na utilização de dados genotípicos nos modelos de associação genômica, tendo em vista que todo polimorfismo é considerado nas associações entre registros fenotípicos e dados de sequenciamento. Como em toda nova tecnologia, a prospecção das variantes ainda representa um desafio no sentido computacional e de viabilidade dos custos para sua implementação em larga escala. Diante desses desafios, neste trabalho buscou-se meios de explorar os benefícios na utilização da NGS nas predições genômicas e superar as limitações inerentes a esse processo. Registros fenotípicos e genotípicos (Illumina Bovine HD BeadChip) de 2.279 animais da raça Gir (Bos taurus indicus) foram disponibilizados pela Embrapa Gado de Leite (MG) e utilizados para as análises de associação genômica. Além disso, dados de sequenciamento de 53 animais do 1000 "Bulls Project" deram origem à população de referência de imputação. Visando verificar a eficiência de imputação, foram testados diferentes cenários quanto a sua acurácia de imputação por meio da análise "leave-one-out", utilizando apenas os dados de sequenciamento, que apresentaram eficiências de até 84%, no cenário com todos os 51 animais disponíveis após o controle de qualidade. Também foram verificadas as influências das variantes em baixa frequência na acurácia de imputação em difere... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: - Implementing "next-generation sequence" (NGS) data in animal breeding programs represents the latest tool in the use of genotypic data in genomic association models, since all polymorphisms are considered in the associations between phenotypic records and sequencing data. As with any new technology, variant prospecting still represents a computational and cost-effective challenge for large-scale implementation. Front to these challenges, this work sought ways to explore the benefits of using NGS in genomic predictions and overcome the inherent limitations of this process. Phenotypic and genotypic (Illumina Bovine HD BeadChip) records of 2,279 Gir animals (Bos taurus indicus) were made available by Embrapa Gado de Leite (MG) and used for genomic association analysis. In addition, sequence data of 53 animals from the 1000 Bulls Project gave rise to the imputation reference population. In order to verify the imputation efficiency, different scenarios were tested for their imputation accuracy through the leave-one-out analysis, using only the sequencing data, which presented efficiencies of up to 84%, in the scenario with all the 51 animals available after quality control. Influences from the low-frequency variants on the accuracy of imputation in different regions of the genome were also verified. After identifying the best reference population structure of imputation and applying the quality controls in the NGS and genomic data, it was possible to impute the 2 237 genotyped a... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular, Programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2014. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2014-10-22T14:08:21Z No. of bitstreams: 1 2014_FlaviaLeonelEmediato.pdf: 10358008 bytes, checksum: e76a51d9ed66c88a8b913916507e4c5d (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-11-17T12:48:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_FlaviaLeonelEmediato.pdf: 10358008 bytes, checksum: e76a51d9ed66c88a8b913916507e4c5d (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-17T12:48:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_FlaviaLeonelEmediato.pdf: 10358008 bytes, checksum: e76a51d9ed66c88a8b913916507e4c5d (MD5) / Cultivares comerciais de bananeira (Musa spp) são cultivados em muitos países de ambientes tropicais e subtropicais. A reprodução assexuada da espécie resultou em uma base genética restrita, sem resistência a pragas e doenças, tornando as estratégias de melhoramento convencional muito limitadas devido a esterilidade de muitos cultivares comerciais. As estratégias de melhoramento não-convencionais, como a transformação e seleção assistida por marcadores, oferecem uma abordagem alternativa para a introgressão de genes de resistência em cultivares comerciais. Genes de resistência (R) em plantas codificam receptores de proteínas que reconhecem assinaturas moleculares de efetores de patógenos de plantas, desencadeando mecanismos de defesa como a imunidade disparada por efetores (ETI). Essa resistência pode ser perdida durante a co-evolução do hospedeiro e patógeno, favorecendo a evolução das novas raças patogênicas. Neste contexto, o desenvolvimento contínuo de cultivares de plantas resistentes é necessária, a fim de acompanhar a evolução de patógenos. O objetivo geral deste estudo foi identificar genes potencialmente envolvidos em respostas a estresses bióticos, que servirão como fonte de recursos para análises de expressão diferencial durante a interação de Musa acuminata com o patógeno Mycosphaerella musicola e o desenvolvimento de marcadores SSR para busca de polimorfismos em genótipos de M. acuminata. Dessa forma, foram identificados 14 unigenes expressando proteínas NBS-LRR em tecidos foliares de Calcutta 4 e 25 em Cavendish Grande Naine, ambos infectados e nãoinfectados. O mapeamento desses unigenes com modelos que contêm o domínio NB-ARC no genoma de referência de M. acuminata ssp. malaccensis var. Pahang (DH Pahang) identificou 38 contigs unigenes mapeando a 40 modelos de genes completos em Calcutta 4 e 43 contigs unigenes mapeando em 40 modelos de genes em Cavendish Grande Naine. Foram desenvolvidos 156 marcadores icrossatélites para os genes alvo derivados de diferentes fontes: sequências de transcritoma de folhas da interação M. acuminata e M. musicola, mapeadas em sequências de clones de BAC de M . acuminata Calcutta 4 contendo análogos a genes de resistência NB-ARC (RGAs); Sequências do genoma completo de M. acuminata DH Pahang contendo domínios conservados NB-ARC e outros genes R; e transcritos da interação entre M. acuminata e M. musicola minerados para genes de defesa. Destes locos SSR identificados, 21 (13,46%) foram polimórficos, com alelos por loco variando de 2 a 4, e o conteúdo de informação de polimorfismo variando de 0,31 a 0,67. As análises de expressão de 51 genes alvo demonstraram que 19 obtiveram especificidade na reação de PCR em tempo real e que a maioria dos genes envolvidos em processos de defesa não foram modulados, com exceção do gene da corismato sintase e NAC. O gene NPR1 foi expresso apenas no cultivar suscetível e os RGAs 37, 43, M09A31, M09A21, B03A51 e B03A11 tiveram um aumento de expressão quando inoculados com o patógeno. Os RGAs 43 e RGA 37 mostraram indução significativa em M. acuminata Calcutta 4 quando inoculada com o patógeno e os RGAs 9330, 7100, 6160, M09A31 e M09A21 apresentaram regulação negativa em Calcutta 4. Esta análise foi consistente com a tendência aparente de caracterizações anteriores de genes R individuais já que alguns genes R são induzidos por uma variedade de estímulos, alguns exibem respostas muito específicas e outros parecem não ser responsivos ao patógeno. A caracterização contínua de genes envolvidos em respostas ao estresse biótico em M. acuminata durante a interação com M. musicola, bem como o desenvolvimento de marcadores moleculares, irá contribuir para o desenvolvimento de uma gestão eficaz da doença Sigatoka com base no melhoramento genético através da transformação de plantas ou seleção assistida por marcadores. ________________________________________________________________________ ABSTRACT / Commercial banana cultivars (Musa spp.) are grown across numerous countries in different tropical and subtropical environments. Conventional breeding strategies are limited due to sterility in many commercial cultivars. Asexually-driven evolution has resulted in a restricted genetic base, lacking resistance to pests and disease. Non-conventional breeding strategies, such as transformation and marker-assisted selection, offer an alternative approach for introgression of resistance genes in commercial cultivars. Resistance (R) genes in plants encode protein receptors that recognize molecular signatures of effectors of plant pathogens, triggering defense mechanisms of effector-triggered immunity (ETI). Such resistance can be lost during host and pathogen co-evolution, favouring the more rapid evolution of new pathogenic races. In this context, the continuous development of resistant plant cultivars is required in order to accompany pathogen evolution. The objective of this work was to identify genes potentially involved in responses to biotic stresses, which will serve as a resource for the design of specific primers for differential expression analysis during the interaction of M. acuminata with the pathogen Mycosphaerella musicola and development of SSR markers to search for polymorphisms in M. acuminata genotypes. From this, 14 expressed NBS-LRR R genes from Calcutta 4 and 25 in Cavendish Grande Naine. A total of 156 microsatellite markers were developed for genes potentially involved in resistance and defense responses, derived from different sources: 454-pyrosequencing derived leaf transcriptome sequences derived from the M. acuminata x M. musicola interaction, which mapped to BAC clone sequences from M. acuminata Calcutta 4 containing NB-ARC resistance gene analogs (RGAs); M. acuminata DH Pahang whole genome sequence regions containing conserved domains belonging to NB-ARC and other R genes; and 454-pyrosequencing transcripts from the M. acuminata x M. musicola interaction, enriched for defense genes. Among SSR loci evaluated, 21 (13.46%) were polymorphic, with alleles per locus ranging from 2 to 4, and polymorphism information content ranging from 0,31 to 0,67. The expression analysis of 51 target genes showed that 19 had specificity in real time PCR reaction and that most of the genes involved in defense processes were not modulated, with the exception of NAC and chorismate synthase gene. The NPR1 gene was expressed only in the susceptible cultivar and RGA 37, 43, M09A31, M09A21, B03A51 and B03A11 had increased expression when inoculated with the pathogen. The RGAs 43 and 37 showed significant induction in M. acuminata Calcutta 4 when inoculated with the pathogen and the RGAs 9330, 7100, 6160, M09A31 and M09A21 showed downregulation in Calcutta 4. This analysis was consistent with the apparent trend of previous individual genes R characterizations since some genes are induced by a variety of stimuli, exhibit some very specific responses and others seem to be responsive to the pathogen. The continued characterization of genes involved in response to biotic stress in M. acuminata during interaction with M. musicola, as well as the development of molecular markers, will contribute to the development of effective management of Sigatoka disease based on genetic improvement through plant transformation or marker assisted selection.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Botânica, Programa de Pós-Graduação em Botânica, 2012. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2013-04-29T12:55:09Z No. of bitstreams: 1 2012_AnaPaulaZottaMota.pdf: 1513414 bytes, checksum: cbf499db25e8df164204232e78e4f272 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-04-30T14:29:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_AnaPaulaZottaMota.pdf: 1513414 bytes, checksum: cbf499db25e8df164204232e78e4f272 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-04-30T14:29:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_AnaPaulaZottaMota.pdf: 1513414 bytes, checksum: cbf499db25e8df164204232e78e4f272 (MD5) / Cloroplastos são organelas presentes em todas as plantas e são responsáveis pelo processo da fotossíntese, além de funcionarem como reguladores de diversas vias metabólicas essenciais. Estes possuem seu próprio genoma que, por sua vez, é chamado de plastoma. Seu genoma é circular, altamente conservado e dividido em quatro regiões, sendo duas regiões invertidas e repetidas (IRa – Inverted repeat -, e IRb), uma região única de cópia longa (LSC – Large Single Copy) e uma região única de cópia curta (SSC – Small Single Copy). Atualmente, mais de 40 genomas cloroplastidiais de eudicotiledoneas já estão sequenciados e catalogados em bancos de dados específicos e funcionam como uma importante ferramenta para comparação de genomas. Portanto, com o avanço nos estudos nessa área foi possível observar que o cloroplasto possui um genoma extremamente conservado, apresentando poucas diferenças entre as espécies e, até mesmo, entre plantas e algas. O feijão-caupi (Vigna unguiculata [L.] Walp.), espécie da família das Fabaceae subfamília papilionoídea, é uma leguminosa de grande importância econômica na América Latina, África e Ásia. Muitos grupos, hoje, estão trabalhando com as mais diversas espécies de plantas para, desta forma, obter respostas mais precisas sobre suas origens evolutivas, sua proximidade com outras espécies, como também, explicar a origem desta organela. O sequenciamento do presente trabalho foi obtido pelo método Platinum FLX, gerando um total de 96.215 reads. Esses dados foram analisados com o programa MIRA 3.0, que resultou em um contig final de 152.415 pb. As IR apresentaram 25.883 pb cada, a LSC 81.468 pb e a SSC 19.181. As anotações do genoma cloroplastidial mostraram que a espécie analisada possui 120 genes, sendo que 25 destes estão na região repetitiva do genoma. A comparação com os genomas de outras leguminosas já sequenciadas mostrou a alta conservação do genoma plastidial. Baseado nisso 9 pares primers foram montados para analise de diversas variedades de feijão caupi. Destes, o primer 7 foi selecionado por ser o qual apresentava maior número de polimosfirmos entre as variedades. Com a analise destes polimosfirmos, nas 36 diferentes variedades, foi possível separá-las em dois grupos, haplótipo 0, variedades que apresentavam um sítio de BamHI e haplótipo 1, variedades que não possuíam este sítio. Desta forma levantou-se a hipótese de que as cultivares do Brasil possuam mais de uma origem, além da nigeriana. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Chloroplasts are important cellular organelles found in all plants, responsible for photosynthesis and regulation of different metabolic pathways. They possess their own genome, known as plastome, which is circular with highly conserved four regions; two inverted repeats (IR) designated Ira and IRb; a large single copy (LSC) region and a small single copy (SSC) region. Although analysis of different chloroplast genomes demonstrates that it is highly conserved amongst several plant with little or no difference between species and indeed between algae, more than 40 different plastomes of higher plants have been sequenced and are available in different data base and represent important tools for genome comparative analysis. Cowpea (Vigna unguiculata [L.] Walp.), an important leguminous crop grown in different parts of the world. Different research groups are involved in work that ultimately seek to improve different varieties of the crop. Thus the availability of specific and precise information regarding its evolution and domestication will help in transgenic and breeding programs which will ensure the development of elite varieties of the crop. In this work, the complete chloroplast genome of V unguiculata was generated using Platinum FLX method, which gave a total of 96.215 reads. When analyzed using MIRA 3.0, the reads led to the identification of a final contig containing 152.415bp. The IRs of the plastosome comprise of 25,883 bp each while LSC contains 81.468bp and SSC contains 19.181 bp. Chloroplast genome annotation showed that V unguiculata chloroplast contains 120 genes, 25 of which are located in the repetitive region. Comparative analysis of genomes available from other leguminous species showed high degree of conservation in the chloroplast genome regions. In parallel, and based on the complete genome of V unguiculata, nine (9) pairs of primers (numbered 1 to 9) were designed to analyze 36 different cultivars. Primer 7 was selected because it presented a higher degree of polymorphism among varietys. This 36 varietys in which led to the identification of two distinct groups, designate haplotype 0 and haplotype 1. This divergence leads us to hypothesize that Brazilian cultivars may have originated from other regions of the world.

O advento do sequenciamento de nova geração (NGS - Next Generation Sequencing) nos últimos anos proporcionou um aumento expressivo no número de projetos genômicos. De maneira simplificada, as máquinas sequenciadoras geram como resultado fragmentos de DNA que são utilizados por programas montadores de genoma. Esses programas tentam juntar os fragmentos de DNA de modo a obter a representação completa da sequência genômica (por exemplo um cromossomo) da espécie sendo sequenciada. Em alguns casos o processo de montagem pode ser executado com maior facilidade para organismos com genomas de tamanhos pequenos (por exemplo bactérias com genoma em torno de 5Mpb), através de pipelines que automatizam a maior parte da tarefa. Um cenário mais complicado surge quando a espécie possui genoma com grande comprimento (acima de 1Gpb) e elementos repetidos, como no caso de alguns eucariotos. Nesses casos o resultado da montagem é geralmente composto por milhares de fragmentos (chamados de contigs), uma ordem de magnitude muito superior ao número de cromossomos estimado para um organismo (comumente da ordem de dois dígitos), dando origem a uma montagem altamente fragmentada. Uma atividade comum nesses projetos é a comparação da montagem com a de outro genoma como forma de validação e também para identificação de regiões conservadas entre os organismos. Embora o problema de alinhamento par-a-par de genomas grandes seja bem contornado por abordagens existentes, o alinhamento múltiplo (AM) de genomas grandes em estado fragmentado ainda é uma tarefa de difícil resolução, por demandar alto custo computacional e grande quantidade de tempo. Este trabalho consiste em uma metologia para fazer alinhamento múltiplo de genomas grandes de eucariotos com montagens altamente fragmentadas. Nossa implementação, baseada em alinhamento estrela, se mostrou capaz de fazer AM de grupos de montagens com diversos níveis de fragmentação. O maior deles, um conjunto de 5 genomas de répteis, levou 14 horas de processamento para fornecer um mapa de regiões conservadas entre as espécies. O algoritmo foi implementado em um software que batizamos de FROG (FRagment Overlap multiple Genome alignment), de código aberto e disponível sob licença GPLv3. / The advent of Next Generation Sequencing (NGS) in recent years has led to an expressive increase in the number of genomic projects. In a simplified way, sequencing machines generate DNA fragments that are used by genome assembler software. These programs try to merge the DNA fragments to obtain the complete representation of the genomic sequence (for example a chromosome) of the species being sequenced. In some cases the assembling process can be performed more easily for organisms with small-sized genomes (e.g. bacteria with a genome length of approximately 5Mpb) through pipelines that automate most of the task. A trickier scenario arises when the species has a very large genome (above 1Gbp) and complex elements, as in the case of some eukaryotes. In those cases the result of the assembly is usually composed of thousands of fragments (called contigs), an order of magnitude much higher than the number of chromosomes estimated for an organism (usually in the order two digits), giving rise to a highly fragmented assembly. A common activity in these projects is the comparison of the assembly with that of another genome as a form of validation and also to identify common elements between organisms. Although the problem of pairwise alignment of large genomes is well circumvented by existing approaches, multiple alignment of large genomes with highly fragmented assemblies remains a difficult task due to its time and computational requirements. This work consists of a methodology for doing multiple alignment of large eukaryotic genomes with highly fragmented assemblies, a problem that few solutions are able to cope with. Our star alignment-based implementation, was able to accomplish a MSA of groups of assemblies with different levels of fragmentation. The largest of them, a set of 5 reptilian genomes where the B. jararaca assembly (800,000 contigs, N50 of 3.1Kbp) was used as anchor, took 14 hours of execution time to provide a map of conserved regions among the participating species. The algorithm was implemented in a software named FROG (FRagment Overlap multiple Genome alignment), available under the General Public License v3 (GPLv3) terms.

Orientador: João Meidanis / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-11T06:12:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cogo_PatriciaPilisson_M.pdf: 1149626 bytes, checksum: 10816aa20a620eb105df492903697347 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: A evolução das técnicas de seqüenciamento tornou possível a obtenção de uma enorme quantidade de dados genômicos. O desafio atual é analisar esses dados e construir novos conhecimentos a partir deles. Neste contexto, um problema importante e ainda em aberto é a criação de métodos de análise taxonômica de genomas completos. Especialmente para organismos procariontes, para os quais ainda não há um conceito claro de espécie, a comparação de genomas completos pode significar uma importante contribuição. Neste trabalho propomos uma metodologia para comparação de genomas completos baseada na teoria de Rearranjo de Genomas, aplicando-a a organismos da família Vibrionaceae ¿ uma família heterogênea que compreende organismos de cinco diferentes gêneros, incluindo o vibrião causador da cólera, uma doença grave e que ainda causa anualmente milhares de mortes em países em desenvolvimento. As distâncias genômicas obtidas quando analisamos separadamente cada um dos dois cromossomos que compõem o genoma desses organismos estão de acordo com as árvores filogenéticas construídas empregando outros métodos de comparação genômica. Esse resultado corrobora nosso método e a utilização da teoria de rearranjo de genomas como uma alternativa para análise de genomas completos. Além disso, pode indicar que os eventos modelados neste trabalho, como perda de genes, transferências horizontais, reversões entre outros, exercem um papel importante na evolução desses organismos. Compreender a dinâmica desses eventos e combiná-la a outros métodos de análise genômica pode significar um grande avanço para a construção de uma filogenia mais acurada para estes vibriões / Abstract: The evolution in genomic sequencing techniques has resulted in a large amount of genomic data. The challenge that arises from this scenario is to analyze these data and to extract from them relevant biologic information. In this context, taxonomic analysis of complete genome sequences is still an open problem. Futhermore, it is critical for procaryotes, which still lack a clear definition of species, and whose taxonomic classification is in continuous evolution, where complete genomes comparison may well play a significant role. In this work, we propose a methodology to compare complete genomes based on genome rearrangement theory. We have applied our method to organisms of Vibrionaceae family ¿ a heterogeneous family that comprehends organisms from five different genera, including the agent responsible for cholera, a severe disease in developing countries. The genomic distances obtained when we analysed each chromosome individually are in agreement with phylogenic trees built using other genomic methods. This result validates our method and the genomic rearrangement theory as an alternative to analyze complete genomes. It also can indicate the importance played by rearrangement events in the vibrio genomic evolution. The understanding of these events, combined with other genomic methods, can play an important role in the construction of a robust vibrio phylogeny / Mestrado / Biologia Computaçional / Mestre em Ciência da Computação