A análise da estruturação populacional de espécies codistribuídas permite a comparação de padrões de estruturação, fornecendo informações acerca dos fatores que influenciam a diferenciação em espécies pertencentes ao mesmo ecossistema. Este projeto teve como objetivo principal analisar a variabilidade intraespecífica em caranguejos habitantes de manguezais, codistribuídos ao longo do Oceano Atlântico Ocidental, por meio de ferramentas moleculares e morfológicas, visando testar a hipótese de elevada estruturação populacional em manguezais. Para este fim, cinco espécies foram utilizadas como modelo (Aratus pisonii, Goniopsis cruentata, Sesarma rectum, Uca thayeri e Ucides cordatus) e avaliadas por meio de marcadores mitocondriais COI e 16S e nuclear H3 e análises morfológicas comparativas e de morfometria. Os dados moleculares revelaram dois padrões, indicando elevada estruturação populacional para as espécies A. pisonii e U. thayeri e ausência de estruturação para G. cruentata, S. rectum e U. cordatus. Os dados morfológicos, no entanto, não acompanham esses padrões, já que não foram encontradas diferenças morfológicas ou morfométricas associadas aos grupos evidenciados pelas análises moleculares. A ausência de fluxo gênico entre regiões para algumas espécies deve-se, muito provavelmente, à existência de fatores que não se limitam ao isolamento por distância, mas também devido a diferenças na duração do estágio larval e a diferenças bruscas em alguns fatores abióticos, como a salinidade, por exemplo, que, associados às diferentes características do desenvolvimento larval de cada espécie, culminam na existência de estruturas populacionais diferentes. Além disso, os padrões de diferenciação genética observados concordam com os cenários biogeográficos propostos para o Atlântico Ocidental, no qual mudanças e flutuações geológicas, climáticas e oceanográficas, resultantes do fechamento do Istmo do Panamá e de ciclos glaciais na América do Norte, promoveram divergência genética. / The analysis of population structure of codistributed species allows the comparison of patterns of population structuring, providing information on the factors that influence the differentiation in species belonging to the same ecosystem. This project aimed to analyze the intraspecific variability of crabs inhabiting mangroves, codistributed along the western Atlantic Ocean, by means of molecular and morphological tools, in order to test the hypothesis of high populational structure in mangroves. The genetic variability of five species used as models (Aratus pisonii, Goniopsis cruentata, Sesarma rectum, Uca thayeri and Ucides cordatus) was assessed using the mitochondrial genes COI and 16S and the nuclear H3 and comparative morphological analysis and morphometry were performed. The molecular data revealed two patterns, indicating high population structure for the species A. pisonii and U. thayeri and absence of structure for G. cruentata, S. rectum and U. cordatus. The morphological data, however, do not follow these patterns, because there were no morphological or morphometric differences associated with the groups evidenced by the molecular analyzes. Possibly the absence of gene flow between regions for some species is due to factors not limited to isolation by distance, but also because of differences in the larval stage duration and in withstanding some abiotic factors, such as salinity. These factors associated with different characteristics of larval development can culminate in differences on population structure. In addition, the genetic differentiation patterns observed agree with biogeographical scenarios proposed for the western Atlantic, where geological, climate and oceanographic fluctuations, resulting from the Isthmus of Panama closure and cyclical glaciation in North America, promoted genetic divergence.

Populações naturais de Tabebuia cassinoides Lam (DC) vem sedo intensivamente exploradas a mais de 70 anos, sendo que atualmente restam poucas populações em condições de exploração comercial. Contudo, a pressão para a contínua exploração das populações remanescentes permanece, embora estudos recentes venham indicando que a intensidade de exploração adotada está causando forte perda de diversidade genética. Assim, o objetivo deste trabalho foi estudar os impactos do manejo nos níveis de diversidade genética de populações naturais de T. cassinoides, usando dados de isoenzimas de amostras de árvores adultas de sete populações, sendo quatro naturais e três manejadas, procedentes do Vale do Ribeira-SP. Foram amostradas aproximadamente 60 árvores por populações, com exceção de uma população, onde foram amostradas 100 árvores e medido o diâmetro a altura do peito (DAP) de cada árvore. Os efeitos do manejo foram avaliados simulando-se diferentes intensidades de desbaste em função de classes de DAP e retenção de diferentes tamanhos populacionais por hectare (20, 30, 50, 75 e 100 genótipos). Os diferentes cenários foram avaliados comparando-se os índices porcentagem de locos polimórficos (), número médio de alelos por locos (), heterozigosidade observada () e esperada em equilíbrio de Hardy-Weinberg () e índice de fixação (). A estrutura genética espacial intrapopulacional de cinco das sete populações foi estuda amostrando-se 12 a 20 grupos aleatórios, formados pelas cinco árvores mais próximas. Em cinco populações as coordenadas geográficas das árvores amostradas foram registradas (usando GPS) para o estudo da distribuição espacial dos genótipos. T. cassinoides apresenta altos níveis de diversidade genética (=3,1; =0,455; =0,445) quando comparada a outras espécies arbóreas tropicais. Comparando as médias das populações naturais e manejadas, foram detectados maiores níveis de diversidade genética nas populações naturais (=2,64; =0,491; =0,504), relativamente as manejadas (=2,29; =0,406; =0,353). A maior parte da diversidade genética encontra-se dentro das populações (mínimo 27,6%). Nas populações naturais, 12,8% da diversidade genética encontra-se entre populações e nas manejadas e 28,4%. Dentro das populações naturais, 12,3% da diversidade genética encontra-se entre grupos e nas manejadas 9,7% encontrava-se entre grupos, sugerindo que a coancestria média dentro das populações aproxima-se da esperada em meios-irmãos (0,125) e, portanto, que existe estrutura genética espacial nas populações de T. cassinoides. Igualmente, a análise da distribuição espacial dos genótipos por autocorrelação espacial detectou indícios significativos de estruturação genética espacial até a distância aproximada de 50 m de raio. Na estimativa dos índices de diversidade genética para cinco classes diamétricas não foram detectadas correlações significativas entre as classes diamétricas e os índices e . Contudo, associações significativas foram detectadas entre as classes diamétricas e os índices (AˆoHˆeHˆfˆAˆeHˆoHˆAˆeHˆoHˆAˆeHˆoHˆAˆeHˆoHˆrˆ=0,813) e (fˆ910,0ˆ−=r), sugerindo que árvores de maiores classes diamétricas apresentam maiores heterozigosidades e existe provável seleção para heterozigotos. Simulando a retenção de diferentes tamanhos amostrais por hectares, observou-se que todos os parâmetros genéticos foram afetados e que é necessário reter aproximadamente 75 árvores por hectare para que os efeitos negativos em relação à população base sejam baixos. / Natural populations of Tabebuia cassinoides Lam (DC) have been intensively harvested in the last 70 years. The pressure for continuum exploitation of remaining populations remains, although few populations remain in conditions that allow commercial exploitation and recent studies indicated that intensive harvest causes strong loss of genetic diversity. Thus, the objective of this work was to study the impacts of harvesting on genetic diversity levels of T. cassinoides natural populations from Vale do Ribeira-SP, Brazil, using isozymes markers. We collected leaf tissues of adult trees from seven populations, four natural and three harvested. Sixty trees were sampled per population, with the exception of one population, where we sampled 100 trees and also measured their diameter at breast height (DBH). The effects of harvest were evaluated by simulating different logging intensity in this one population, considering several DBH classes and retaining different populational sizes per hectare (20, 30, 50, 75 and 100 remaining trees). The different resulting pictures were evaluated comparing the indexes of the percentage of polymorphic loci (), the mean numbers of alleles per locus (), observed () and expected in Hardy-Weinberg heterozigosity () and the fixation index (). The intrapopulational spatial genetic structure was studied in five of the seven populations, sampling 12 to 20 random groups, formed by the five nearest trees. In order to study the spatial genetic structure, we registered, with the use of GPS, the geographic coordinates of the sampled trees in five populations. The results showed that T. cassinoides has high levels of genetic diversity (=3.1; =0.455; =0.445) when compared with other tropical tree species. By comparing the mean values found for the natural and for the harvested populations, we detected higher levels of genetic diversity in natural populations (=2.64; =0.491; =0.504), relatively to the harvested ones (=2.29; =0.406; =0.353). The largest part of the genetic diversity was found within population (minimum 27.6%). In natural populations, 12.8% of genetic diversity was found among populations and 28.4% on the harvested ones. Within natural populations, 12.3% of genetic diversity was found among groups and 9.7% in the harvested ones, suggesting that the mean coancestry within population is close to the expected in half-sibs (0.125) and, thus, that there is spatial genetic structure in T. cassinoides populations. The analysis of genotypes spatial genetic structure by spatial autocorrelation detected a significant indication for spatial genetic structure at approximately 50 meters distance radius. The genetic diversity index estimation for five diametric classes did not detect significant correlations among diametric classes and and indexes. However, significant associations were detected among the diametric classes and (fˆAˆeHˆoHˆAˆeHˆoHˆAˆeHˆoHˆAˆeHˆoHˆrˆ=0.813) and (fˆrˆ=-0.910) indexes, suggesting that trees of the higher diametrical classes have higher heterozigosity and, thus, preferential selection for heterozygous. When simulating the retention of different sample sizes per hectare, we observed that all genetic parameters were affected and that, in order to maintain low negative effects, it is necessary to retain approximately 75 trees per hectare.

Entre os principais fatores que limitam a obtenção de altos rendimentos na cultura da soja estão as doenças. A antracnose é uma das principais doenças da cultura, sendo causada, segundo a literatura, pelo fungo Colletotrichum truncatum. No Brasil não há estudos detalhados sobre a real etiologia da doença. A identificação e a distribuição das espécies do gênero Colletotrichum nas diferentes regiões produtoras de soja do Brasil é fundamental para o entendimento da epidemiologia da doença e para o sucesso no desenvolvimento de estratégias mais eficientes de controle. Por meio de abordagem polifásica foram caracterizados 51 isolados de diferentes regiões produtoras de soja do Brasil, utilizando-se análises molecular, cultural, morfológica e patogênica. Foi realizada extração do DNA genômico e reação em cadeia da polimerase (PCR) dos genes GAPDH, HIS3 e da região ITS. Análises filogenéticas foram realizadas para cada gene de forma isolada e concatenada. Construiu-se uma árvore filogenética, por meio de inferência Bayesiana, utilizando os genes concatenados. Analisou-se, também, a diversidade genética intraespecífica dos isolados, por meio da construção de uma rede de haplótipos presentes na coleção. As demais caracterizações foram realizadas com 10 isolados selecionados com base na caracterização molecular. A caracterização cultural foi realizada nos meios BDA e SNA e foram avaliados esporulação, taxa de crescimento micelial e análise da coloração, morfologia e topografia das colônias. A caracterização morfológica também foi realizada nos mesmos meios de cultura, por meio da mensuração de 50 conídios por isolado, além da observação de acérvulos, setas e apressórios. A caracterização patogênica foi realizada utilizando-se a variedade BMX Potência inoculada por meio de palitos de dente colonizados com o fungo e por inoculações de suas sementes pelo método da restrição hídrica seguido de semeadura em solo autoclavado. Em ambos os métodos foram observados incidência e severidade de sintomas. A análise molecular dos isolados de Colletotrichum evidenciou ocorrência apenas da espécie C. truncatum associada à cultura da soja na coleção de isolados estudada. No entanto a analise intraespecífica mostrou alto grau de variabilidade, com a presença de 27 haplótipos na coleção, muitos deles idênticos geneticamente a isolados de C. truncatum de outros locais do mundo. Foi encontrada grande variabilidade cultural, morfológica e patogênica entre os isolados. A caracterização patogênica mostrou, nos dois métodos empregados, alta variação na agressividade dos isolados, sendo que os isolados CMES 1075 e CMES 1080 se destacaram dos demais por causarem as maiores lesões na haste da soja e por afetarem mais o desenvolvimento das sementes inoculadas. Não foi possível correlacionar a variabilidade intraespecífica observada nos isolados com sua respectiva origem geográfica. / Diseases are among the main factors that limit high yields in soybean crops. Anthracnose is a major disease of the culture, caused, according to the literature, by Colletotrichum truncatum. In Brazil, there are no detailed studies on the real etiology of the disease. Identification and distribution of Colletotrichum species in different soybean producing regions of Brazil is critical to understand the epidemiology and develop effective control of these diseases. The polyphasic approach was used to characterize 51 isolates from different soybean producing regions in Brazil, using molecular, cultural, morphological and pathogenic analyses. Genomic DNA extraction was performed and polymerase chain reaction (PCR) of GAPDH, HIS3 genes and the ITS region. Phylogenetic analyses were carried for each gene isolated and in the concatenated form. A phylogenetic tree was constructed according to the Bayesian inference, using concatenated genes. We also analyzed the intraspecific genetic diversity of the isolates by building a network of haplotypes in the collection. The remaining characterizations were performed with 10 strains selected based on the molecular characterization. The cultural characterization was performed in PDA and SNA media and sporulation, mycelial growth rate, colonies color, morphology and topography were evaluated. The morphological characterization was also performed in the same culture media by measuring 50 conidia per isolate in addition to observation of acervuli, setae and appressoria. The pathogenic characterization was performed using the variety BMX Potencia inoculated with toothpicks colonized with the fungus as well as by seed inoculations using the water restriction technique followed by sowing in sterilized soil. The evaluation of the pathogenicity was based on disease incidence and severity. The molecular analysis of Colletotrichum isolates showed only occurrence of C. truncatum species associated with soybean in the collection studied. However, the intraspecific analysis showed a high variability degree, with the presence of 27 haplotypes in the collection, many of them genetically identical to strains of C. truncatum elsewhere in the world. There was high cultural, morphological and pathogenic variability among the isolates. Pathogenic characterization showed, in both methods, high variation in aggressiveness of isolates. Isolates CMES 1075 and CMES 1080 were more aggressive due to their ability to cause bigger lesions on soybean stem and affect more severely the development of inoculated seeds. It was not possible to correlate intraspecific variability observed in the isolates with their respective geographical origin.

A mandioca (Manihot esculenta) é uma espécie tropical que se destaca como fonte de alimento para os países em desenvolvimento, devido à grande quantidade de amido contido em suas raízes. Estudos indicam que o centro de origem e de domesticação da mandioca é na Amazônia brasileira, mas grande parte da diversidade genética dessa cultura é desconhecida. Este estudo baseou-se na caracterização da diversidade genética no estado de Mato Grosso (MT), especificamente nos municípios de Cáceres, Porto Estrela e Santo Antônio do Leverger, na Baixada Cuiabana. Os genótipos foram provenientes de roças de agricultores tradicionais. Esses campos são considerados como unidades evolutivas para a mandioca. Neste estudo, fizemos uma caracterização de 211 genótipos coletados em 40 roças, em 10 comunidades, nos três municípios citados acima. Essa caracterização foi realizada utilizando 14 locos microssatélites. Encontramos um alto nível de heterozigosidade observada (Ho = 0,587) e diversidade gênica (He = 0,525), enquanto a maior parte da diversidade genética foi encontrada dentro dos campos de roça (92%). Houve uma separação entre o município de Santo Antônio do Leverger e os municípios de Cáceres e Porto Estrela, provavelmente devido à maior distância geográfica e a proximidade entre os dois últimos municípios. A variabilidade intravarietal, detectada entre as etnovariedades que compartilham o mesmo nome popular, foi elevada (97%). Na análise de agrupamento não se encontrou nenhum agrupamento de genótipos classificados dentro de uma etnovariedade, confirmando os resultados da Analise de Variância Molecular (AMOVA). Finalmente, na análise de riqueza alélica, níveis muito elevados foram observados na área de estudo. Esta alta diversidade encontrada, provavelmente se deve ao fato de MT ser considerado como uma das áreas de centro de origem da espécie. No resultado de áreas prioritárias para conservação genética, observou-se que o município de Santo Antonio do Leverger seria considerado como uma área prioritária para a conservação in situ, devido à alta diversidade genética encontrada, e pela concentração de freqüências constantes para os alelos mais comuns e a presença de alelos privados fixados. / Cassava (Manihot esculenta) is a tropical species that stands out as a food source for developing countries due to the large amount of starch contained in its roots. Studies indicate that the center of origin and domestication of cassava is in the Brazilian Amazon, but much of the genetic diversity of this crop is unknown. This study was based on the characterization of genetic diversity in the state of Mato Grosso (MT), specifically in the municipalities of Cáceres, Porto Estrela and Santo Antonio do Leverger of Baixada Cuiabana. The genotypes originated from traditional farmer\'s swidden fields. These fields are considered as evolutionary units for cassava. In this study, we made a characterization of 211 genotypes collected in 40 swidden fields, in 10 communities, within the three municipalities mentioned above. This characterization was performed using 14 microsatellite loci. We found high levels of observed heterozygosity (Ho= 0.587) and gene diversity (He = 0.525), whereas most of the genetic diversity was found within the swidden fields (92%). There was a separation between the municipality of Santo Antonio do Leverger and the municipalities of Cáceres and Porto Estrela, which is probably due to the greater geographical distance and proximity between the last two municipalities. A high intravarietal variability (97%) was detected among the landraces sharing the same folk name. In the cluster analysis no clustering of genotypes classified within a landrace were found. Finally, in the analysis of allelic richness, very high levels were observed in the study area. This high diversity found would be given precisely by the fact that MT is considered one of the areas of the center of origin of the species. In the result of priority areas for genetic conservation we found that the municipality of Santo Antonio do Leverger would be considered as a priority area for in situ conservation due to the high genetic diversity found, and to the concentration of constant frequencies for the most common alleles and the presence of fixed private alleles.

O alho é uma hortaliça importante não só pelo atrativo culinário, como também pelo grande número de propriedades medicinais. A utilização efetiva de recursos genéticos, conservados em bancos de germoplasma, em programas de melhoramento depende de criteriosa caracterização, utilizando em combinação caracteres agromorfológicos e marcadores moleculares. Neste estudo, 16 novos locos microssatélites específicos para a espécie foram desenvolvidos, 10 polimórficos. Os bancos de germoplasma de alho, das instituições IAC, ESALQ e Embrapa, foram caracterizados utilizando 17 locos microssatélites polimórficos, sete deles disponíveis na literatura. A maioria dos locos foi considerada moderado a altamente informativo, com PIC médio de 0,545 e máximo de 0,851. Foram encontrados 90 alelos, com riqueza alélica média de 2,258 alelos por loco e índice de Shannon de 1,176. A coleção da Embrapa apresentou destaque, com maior número de alelos privados e genótipos multi locos (MLGs). Os 151 acessos avaliados foram representados por 65 MLGs. A estratégia M foi utilizada para definição de uma coleção nuclear, que foi constituída por 16 acessos, com cobertura de 100% dos alelos e mínima redundância. O GST geral foi de 0,200 e para MLGs de 0,068, indicando alta diferenciação genética dentro dos bancos de germoplasma, e GIS de 0,195, indicando excesso de heterozigotos, comum em espécies de propagação vegetativa como o alho. A estruturação genética dos MLGs resultou na distinção de dois subgrupos pelo método Bayesiano, consistente com os agrupamentos observados no dendrograma e PCA. Os grupos formados apresentaram coerência com a classificação de acessos de acordo com o ciclo fenológico, em nobres e seminobres. Os marcadores microssatélites desenvolvidos neste trabalho são ferramentas valiosas para estudos de diversidade genética, conservação de germoplasma, mapeamento genético e associativo e espera-se que sejam úteis em futuros programas de melhoramento da espécie. / Garlic is an important crop not only for its culinary attractiveness, but also because of a huge number of medicinal properties. The genetic resources in germplasm require characterization by morphological traits and molecular markers to be effectively used in breeding programs. A novel set of 16 SSR loci specific to garlic were developed. Ten loci were polymorphic, moderate to highly informative, with an average PIC of 0.545 and maximum of 0.851. A total of 151 accessions of garlic from three Brazilian germplam, IAC, ESALQ, and Embrapa, were evaluated for genetic diversity using 10 novel polymorphic SSR loci and other 7 available in the literature. A total of 90 alleles were detected, the average allelic richness was 2.258 alleles per locus and the Shannon index 1.176. The Embrapa collection had the vast majority of private alleles and multi locus genotypes (MLGs). The whole collection was reduced to 65 MLGs. The M strategy were used to define a core collection, 16 accessions were selected with 100% coverage of alleles and minimum redundancy. Overall GST was 0.200 and for MLGs, 0.068, indicating a high genetic differentiation within collections, and GIS was 0.195, indicating an excess of heterozygosity, which was expected as garlic is vegetatively propagated. MLGs were structured in two subgroups by Bayesian approach, consistent with the clustering based on genetic distances and PCA. The groups were coherent with the classification of accessions according to phenology (noble and semi-noble). The new SSR loci are tools for future studies of genetic diversity, germplasm conservation, mapping, and associative genetics, and hopefully will shed light on garlic breeding programs.

A Mata Atlântica é considerada mundialmente um dos biomas prioritários para conservação, devido à elevada riqueza de sua biodiversidade. A preservação da vegetação natural deve estar associada à restauração florestal, de modo que se possa assegurar a continuidade desta rica biota. No Brasil, grande parte dos projetos de restauração florestal realizados até agora tem se preocupado apenas em buscar diversidade florística, contemplando uma baixa diversidade genética em sua implantação, o que têm criado muitos problemas relativos à viabilidade biológica de suas comunidades. O presente trabalho se propôs a realizar um estudo comparando a diversidade genética (utilizando marcadores SSR, cpSSR e AFLP) da espécie arbórea Piptadenia gonoacantha (Mart.) J. F. Macbr. em duas áreas em processo de restauração florestal e dois remanescentes naturais de floresta estacional semidecidual da Mata Atlântica do estado de São Paulo, Brasil. A partir da biblioteca genômica construída, foram obtidos 12 locos SSR. A heterozigosidade média esperada no equilíbrio de Hardy Weinberg (HE = 0,494) foi maior do que a heterozigosidade observada (HO = 0,251) em todas as populações, indicando taxa relativamente alta de endogamia (FIS = 0,342). Os resultados obtidos com os locos cpSSR mostraram, ao todo, 16 haplótipos, dos quais 10 foram encontrados nos remanescentes de floresta nativa e oito nas áreas restauradas. As análises realizadas com os marcadores AFLP resultaram em 303 marcas polimórficas. Uma estrutura genética muito forte foi encontrada relativa às quatro populações, valores de FST foram 0,283, 0,83 e 0,177 em SSR, cpSSR e AFLP, respectivamente. Dez locos de AFLP que podem estar sujeitos a seleção foram encontrados. As análises de agrupamento delimitam claramente as amostras das quarto populações, evidenciando que não existe fluxo gênico significativo entre elas. P. gonoacantha apresentou auto correlação espacial nas quatro populações. Os três tipos de marcadores detectaram maior diversidade genética nos remanescentes naturais do que nas áreas restauradas. Apesar da menor diversidade apresentada pelas áreas restauradas em comparação com as áreas de remanescentes florestais, o tamanho efetivo populacional estimado para essas áreas permite a manutenção da variabilidade existente a curto prazo. As informações obtidas poderão servir para o manejo sustentado desta espécie, bem como para o planejamento de sua conservação. / The Atlantic Forest is considered one of the world biomes for conservation priority due to the high richness of its biodiversity. The preservation of natural vegetation should be associated to forest restoration, so that the continuity of this rich biota can be ensured. Recent studies and practices of reforestation in degraded areas have taken population genetics as a great ally. Several of the forest restoration projects carried out in Brazil so far has been concerned just with floristic diversity, contemplating low genetic diversity. This fact has created many problems related to the biological viability of their communities. The present project proposes to carry out a study on the diversity genetic structure of the arboreal species Piptadenia gonoacantha (Mart.) J. F. Macbr. In this study, we used six chloroplast simple-sequence repeats (cpSSRs), AFLP markers and the construction of an enriched SSR DNA library to investigate the genetic diversity of P. gonoacantha. This species was evaluated in two areas that are under forest restoration process and compared then with two natural remnants of semideciduous seasonal Atlantic Forest. 12 SSR markers were obtained and the average HO=0.251 was smaller than the average HE=0.494, evidencing a heterozygote deficit (average FIS= 0.342). The samples shows a strong structure with a significant differentiation. FST values were 0.283, 0.83 and 0.177 for SSR, cpSSR and AFLP respectively. The cluster analyzes clearly demarcating the samples of the four populations. cpSSR markers showed 16 haplotypes, ten of them were found in the remaining native forest and eight in the restored areas. Ten AFLP outliers loci were found. The three types of markers detected a higher genetic diversity in natural remnant than in restored areas. Despite the lower diversity presented by the restored areas compared with areas of forest remaining, the effective population size estimated for these areas allows the maintenance of existing variability. The results of this study prove that there is greater genetic diversity in the remaining natural areas than in the areas undergoing a reforestation process. The information obtained may be used for the sustainable management of this species, as well as for conservation planning.

O mapeamento associativo em soja tem sido recentemente utilizado como alternativa para o mapeamento de locos envolvidos no controle de características quantitativas em plantas. Dentre as vantagens, a técnica possibilita explorar a variabilidade genética disponível em bancos de germoplasma, permitindo maior resolução para a identificação de novos locos e alelos envolvidos no controle de características quantitativas. Um painel associativo composto por 89 genótipos provenientes de diversas regiões do mundo foi caracterizado em relação a 20 características fenotípicas e 114 marcadores moleculares microssatélites. Foram identificados 905 alelos, com média de 7,94 alelos/loco além de ampla variabilidade fenotípica, incluindo materiais mais produtivos em relação às testemunhas comerciais. Para associação entre marcadores e fenótipos, foi utilizada a abordagem de modelo linear misto (MLM), o qual incorpora informações de estrutura populacional e parentesco. Dos 114 marcadores utilizados, 78 foram responsáveis por 285 associações significativas com base nos diferentes métodos de correção para múltiplos testes, sendo 29 marcadores associados a uma única característica. As características produtividade de grãos, massa de 100 sementes, teor de óleo e teor de proteína foram associadas a 36 marcadores, sendo 30% destas associações previamente descritas na literatura. Algumas destas associações foram selecionadas para verificar o efeito alélico sobre o genótipo observado, gerando informações preliminares para a aplicação futura de seleção assistida por marcadores (SAM). O tamanho dos blocos de ligação foram estimados em ~20 cM (r2 < 0,05) e ~2 cM (r2 < 0,1), sugerindo a necessidade de 140 ou 1.300 marcadores para saturação completa do genoma no caso do painel associativo analisado. Os resultados obtidos deverão ser investigados futuramente a fim de confirmar as associações em diferentes populações. / Association mapping has recently been used in soybean as an alternative to linkage mapping of loci controlling quantitative traits. Among the advantages, the technique allows to explore the genetic diversity available in germplasm banks, which may result in greater resolution for the identification of new loci and alleles. An association panel comprising 89 genotypes from different regions of the world was characterized with using 20 phenotypic traits and 114 microsatellite markers. A total of 905 alleles were identified, with an average of 7.94 alleles / locus, besides a wide phenotypic variability, including more productive genotypes when compared to the commercial checks. Association between markers and phenotypes was performed using a mixed linear approach (MLM), which incorporates information regarding population structure and kinship. Among the 114 markers used, 78 were responsible for 285 significant associations based on different criteria to correct for multiple tests, and 29 markers were associated with a single trait. Seed yield, 100 seeds weight, oil and protein content were associated with 36 markers, with 30% of these associations previously reported in the literature. Some of these associations were selected to determine the allelic effects over the traits, in order to generate preliminary data for marker assisted selections (MAS). Estimated size of haplotype blocks were ~20 cM (r2 <0.05) and ~2 cM (r2 <0.1), suggesting that 140 or 1,300 markers would be necessary to cover the association panel\'s genome. Future studies should confirm marker-trait associations here found using different populations.

A soja é uma das culturas mais importantes do mundo, além de ser a principal comodity brasileira. Entretanto apesar dos ganhos crescentes de produtividade a base genética da cultura no país é estreita. Sendo assim, é importante a identificação e caracterização de fontes de variabilidade para os programas de melhoramento de soja. Dado o exposto, os objetivos deste estudo foram i) avaliação da produtividade de grãos e caracteres agronômicos correlacionados; ii) caracterização da diversidade fenotípica; iii) caracterização da diversidade genética e estrutura de populações; e iv) mapeamento associativo para produtividade de grãos. Os acessos foram fenotipados nos anos agrícolas de 2012/2013 e 2013/2014, em cinco ambientes. As características avaliadas foram: altura da planta na maturidade, período de granação, valor agronômico, acamamento, massa de cem sementes, número de dias para a maturidade, inserção da primeira vagem, altura da planta no florescimento, teor de óleo e produtividade de grãos. A análise dos dados fenotípicos foi feita pelo software SELEGEN utilizando modelos mistos, e a árvore de regressão para identificação dos caracteres correlacionados foi feita pelo software JMP SAS. A diversidade fenotípica foi feita a partir de todas as características avaliadas anteriormente utilizando três tipos de análises: os métodos de agrupamento de Ward e Average Linkage no software Power Marker, e pela análise de componentes principais no software JMP SAS. A genotipagem dos acessos foi realizada pelo Axiom&reg; Soybean Genotyping Array contendo 10017 SNPs polimórficos para os acessos genotipados. A partir dos dados de marcadores foi feita a caracterização da diversidade genética pelo software Power Marker. Além disso, foram realizadas análises de estrutura de população pelo software STRUCTURE e pelo pacote do R, adegenet. A análise de associação foi efetuada pelo software TASSEL, utilizando o modelo misto MLM (Q+K). Duas abordagens foram utilizadas na análise de associação, a primeira utilizando as médias fenotípicas ajustadas para BLUP dos cinco ambientes e a segunda utilizando apenas as médias de cada local individualmente. Na análise fenotípica os acessos Dowling, PI 417563, PI200526, PI 377573 e PI 159922, apresentaram boa produtividade de grãos nos cincos ambientes avaliados. A caracterização molecular e fenotípica da diversidade indicou a presença de variabilidade genética no painel de acessos avaliados. Além disso, foi possível a identificação de dois grupos (k=2) em ambas as análises de estrutura da população utilizadas. No mapeamento associativo, foram detectadas sete associações marcador-característica com p<0,001 e com correção para múltiplos testes q<0,1. Dentre estas, quatro foram significativas no modelo de análise conjunta dos cinco ambientes e para o ambiente dois. As demais associações foram significativas somente para este último local. / Soybean is one of the most important crops in the world, and is Brazil\'s main commodity. However despite growing yield gains the genetic basis of culture in the country is narrow. Therefore, the identification and characterization of sources of variability for soybean breeding programs is important. On this basis, the objectives of this study were i) assessment of grain yield and agronomic traits correlated; ii) characterization of the phenotypic diversity; iii) characterization of genetic diversity and population structure; and iv) associative mapping for grain yield. The inbred lines were phenotyped in the agricultural years of 2012/2013 and 2013/2014, in five environments. The traits evaluated were: plant height at maturity, fruit filling period, agronomic value, lodging, mass of hundred seeds, number of days to maturity, first pod, plant height at flowering, oil content and grain yield. The analysis of phenotypic data was made by SELEGEN software using mixed models, and regression tree for identification of correlated traits was made by JMP SAS software. The phenotypic diversity was made from all the features previously evaluated using three types of analysis: the Ward clustering methods and Average Linkage from the Power Marker software, and the principal component analysis in SAS JMP software. Genotyping was performed by Axiom&reg; Soybean Genotyping Array containing 10017 polymorphic SNPs genotyped for the soybean lines. From the markers data was taken the genetic diversity analysis by Power Marker software. In addition, population structure analysis was performed by Structure software and the R package, adegenet. The association analysis was performed by TASSEL software using the mixed model MLM (Q + K). Two approaches were used in the association analysis, the first using the phenotypic average adjusted to BLUP values for the five enviroments and the second one using only the means of each site individually. In the phenotypic analysis the lines: Dowling, PI 417563, PI200526, PI 377573 and PI 159922 showed good grain yield in the five evaluated environments. The molecular and phenotypic characterization of diversity indicated the presence of geneticvariability in the inbreed lines. Moreover, it was possible to identify two groups (k = 2) in both population structure analysis used. In the associative mapping, were detected seven markertrait associations with p <0.001 and with correction for multiple tests q <0.1. Among these, four were significant in the pooled analysis model with five environments and at the individually environment two. The other variables were significant only for the latter location.

Os efeitos negativos da ocorrência de baixas temperaturas sobre o arroz são de difícil controle e manejo, por ser um fator imprevisível. Embora não seja uma tarefa fácil, em diversas regiões do mundo, já foram desenvolvidas cultivares com adequada tolerância ao frio. O caminho para o desenvolvimento de cultivares deve envolver, a adoção de várias estratégias para tornar o processo de melhoramento desse caráter ágil e preciso. O objetivo deste trabalho foi avaliar a diversidade genética existente entre os acessos de arroz da subespécie Japonica do Banco de Germoplasma da ESALQ/USP e caracterizá-los a fim de identificar fontes de tolerância ao frio durante a fase reprodutiva. O trabalho foi conduzido em dois anos agrícolas sendo o primeiro experimento em 2013 e o segundo em 2014. No primeiro experimento, foi feita a identificação da diversidade genética por caracteres agromorfológicos e a avaliação do seu rendimento em condições de estresse por baixas temperaturas na fase reprodutiva. A divergência genética entre os acessos foi quantificada por meio de análises estatísticas multivariadas, sendo que foi utilizada a distância generalizada de Mahalanobis. O método de agrupamento utilizado foi o algoritmo de otimização de Tocher e foi feita análise de componentes principais para determinar as variáveis que mais contribuíram para a variabilidade dos acessos. No segundo experimento, os genótipos que apresentaram bom desempenho foram avaliados novamente a fim de identificar aqueles tolerantes ao frio na fase reprodutiva. Foi observada a presença de variabilidade genética para os caracteres avaliados. No primeiro experimento, os acessos japoneses apresentaram em média maior rendimento e massa de mil grãos e menor esterilidade quando comparados com as cultivares comerciais, indicando possível existência de fontes de tolerância ao frio na fase reprodutiva. Considerando simultaneamente as variáveis analisadas, de acordo com o algoritmo de otimização de Tocher, os acessos e cultivares foram reunidos em 37 grupos de similaridade. Os genótipos avaliados no segundo experimento apresentaram elevada esterilidade (próxima a 100%). No entanto, deve-se destacar que foram registradas temperaturas críticas baixas (inferiores a 15°C) ao longo de quase todo o ciclo, especialmente durante o período reprodutivo. / Being an unpredictable factor, the negative effects of occurrence of low temperatures on rice are difficult to control and managed. Although it is not an easy task, in various regions of the world, cultivars have been developed with adequate cold tolerance. The path to the development of cultivars should involve the adoption of various strategies to make the process of improvement of this character more agile and precise. The objective of this study was to evaluate the genetic diversity among rice accessions of Japonica subspecies of the Germplasm Bank of ESALQ / USP and characterize them morphological in order to identify sources of cold tolerance during the reproductive phase. The work was conducted in two years with the first trial in 2013 and the second in 2014. In the first trial, the identification of the genetic diversity of agronomic characters and the evaluation of its performance under stress conditions by low temperatures in the reproductive phase. The genetic divergence among accessions was quantified by means of multivariate statistical analysis, using the Mahalanobis distance. The clustering method used was Tocher optimization algorithm and it was also performed made principal component analysis to determine the variables that contributed the most to the variability of accessions. In the second trial, the genotypes that performed better were evaluated again in order to identify those that were cold tolerant in the reproductive phase. It was observed the presence of genetic variability for all the characters. In the first trial, the Japanese accessions showed on average higher yield and thousand grain weight, and also less sterility compared to commercial cultivars, which may indicate the existence of cold tolerance sources in the reproductive phase. Considering the variables analyzed, according to the Tocher optimization algorithm, accessions and cultivars were divided into 37 groups of similarity. The genotypes used in the second test showed high sterility (close to 100%). However, it should be noted that low critical temperatures were recorded (below 15 ° C) over almost the entire cycle, especially during the breeding season.

O objetivo do presente projeto foi caracterizar a diversidade genética de 63 acessos de urucum (Bixa orellana), mantidos no Banco de Germoplasma do Instituto Agronômico (IAC), a partir da utilização de marcadores microssatélites. Para tanto foram desenvolvidos locos microssatélites para a espécie por meio de uma biblioteca genômica enriquecida. A partir da biblioteca genômica desenvolvida foram obtidas e sequenciadas um total de 84 colônias. Deste total, foram encontrados microssatélites em 57 colônias, o que representa 67,9% de enriquecimento. Foram identificados 70 microssatélites, sendo que destes, foram desenhados e selecionados um total de 31 iniciadores. Dentre estes, 25 iniciadores apresentaram produtos de amplificação, sendo 15 (60%) monomórficos para o grupo de indivíduos estudados. A caracterização dos acessos presentes no germoplasma de urucum, com os 10 iniciadores polimórficos permitiu identificar 38 alelos polimórficos, variando de 2 a 6 alelos por loco, obtendo-se uma média de 3,8 alelos por loco. Os valores de heterozigosidade esperada (He) variaram de 0,464 a 0,765, com média de 0,572. Por outro lado, a heterosigozidade observada (Ho) variou de 0 a 0,744, com média de 0,362. A partir dos índices de fixação de Wright foi possível inferir a taxa aparente de cruzamento, que neste caso foi de 0,39. Os valores de PIC observados neste estudo variaram de 0,359 a 0,725, com média de 0,497. Os marcadores BorB4, BorG3, BorC12, BorG4, BorA2 e BorF5_2 demonstraram ser moderadamente informativos enquanto os iniciadores BorB10, BorB12, BorF1 e BorE7 foram considerados marcadores altamente informativos. A análise de agrupamento para os genótipos avaliados apresentou estruturação em dois grandes grupos, um com acessos da região Norte e outro com os acessos da região Sudeste. Os valores das distâncias de Rogers modificada estimados a partir dos marcadores SSR, variaram de 0 a 0,968, podendo ser identificadas apenas duas duplicatas. O coeficiente de correlação de Pearson (r) entre as distancias genéticas e geográficas obtido com o teste de Mantel foi baixo (r = 0,367), embora significativo (P<0,01). A partir da análise bayesiana realizada pelo software Structure, o conjunto de acessos foi dividido em dois grupos, que coincidiram com os grupos obtidos na análise de agrupamento, demonstrando a consistência dos dados obtidos. Foi possível identificar que o grupo de acessos do Grupo 2 (região Norte) apresenta índices de diversidade superiores ao Grupo 1 (região Sudeste). Os valores médios obtidos de FST (0,183) e GST\' (0,194) indicam a existência de estruturação na amostra total e corrobora os resultados obtidos pela análise de agrupamento, e também com os dados obtidos pela análise de estruturação com o software Structure. Os valores médios de FIT (0,483) e HT\' (0.632) demonstraram a elevada diversidade genética no conjunto de acessos estudado. O fato de que os valores de FIS e GIS sejam maiores do que os valores de FST e GST para praticamente todos os locos, indicam a existência de maior diversidade dentro de cada grupo de acessos do que entre os grupos. A manutenção do banco ativo de germoplasma de urucum possibilita a preservação do patrimônio genético e pode fornecer matéria prima para as atividades de melhoramento e fomento da cadeia produtiva da cultura. / The aim of this project was to characterize the genetic diversity of 63 accessions of annatto (Bixa orellana), maintained at the Germplasm Bank of the Agronomic Institute (IAC), using microsatellite markers. For that purpose, microsatellite loci have been developed for this species through an enriched DNA genomic library. From the genomic library developed a total of 84 colonies were obtained and sequenced. Microsatellites were found in 57 colonies, representing 67.9% of enrichment. Seventy microsatellites were identified and, from those, a total of 31 primers were selected. Among these, 25 primers showed amplification products and 15 (60%) were monomorphic for the group of accessions studied. The germplasm accessions characterization with the 10 polymorphic primers showed 38 polymorphic alleles, ranging from 2 to 6 alleles per locus, yielding an average of 3.8 alleles per locus. Values of expected heterozygosity (He) ranged from 0.464 to 0.765, averaging 0.572. Moreover, the observed heterozygosity (Ho) ranged from 0 to 0.744, averaging 0.362. From the Wright\'s fixation index, it was possible to infer the apparent outcrossing rate, which in this case was 0.39. The PIC values observed in this study ranged from 0.359 to 0.725, averaging 0.497. The markers BorB4, BorG3, BorC12, BorG4, and BorA2 BorF5_2 were shown to be moderately informative, and the primers BorB10, BorB12, BorF1 BorE7 were considered highly informative markers. The cluster analysis for the genotypes showed structuring into two major groups, one with the accessions from the North and another with the accessions from the Southeast. The values of the modified Rogers distances estimated from the SSR markers ranged from 0 to 0.968, and only two duplicates were identified. The Pearson correlation coefficient (r) between genetic and geographic distances obtained with the Mantel test was low (r = 0.367), although significant (P <0.01). From the Bayesian analysis performed by the software Structure, the accessions were divided into two groups, which coincided with the groups obtained from the cluster analysis, demonstrating the consistency of the results obtained. It was possible to identify that the accessions in Group 2 (Northern region) present diversity indexes higher than Group 1 (Southeast). The average values of FST (0.183) and GST\' (0.194) indicate the existence of genetic structure in the total sample and confirms the results obtained in the cluster analysis, and also with the data obtained in the structure analysis using the software Structure. The average values of FIT (0.483) and HT\' (0.632) demonstrated the high genetic diversity among the accessions studied. The fact that the FIS and GIS values are higher than the values of FST and GST for almost all loci indicates that diversity is higher within each group than between groups of accessions. Maintaining the annatto germplasm bank enables the preservation of genetic resources and can provide material for breeding activities and improvements in the crop production chain.