A vassoura-de-bruxa (Crinipellis perniciosa) é a doença mais importante da cacauicultura no Brasil. Sua principal forma de controle é o emprego de variedades resistentes, entretanto, devido à estreita base genética encontrada nos plantios comerciais de cacaueiro, esta resistência tem sido freqüentemente quebrada. Os objetivos deste trabalho foram: selecionar novas fontes de resistência a C. perniciosa entre acessos de cacaueiro originalmente coletados na Amazônia Brasileira (série CAB), identificar por mapeamento genético locos controladores de características quantitativas (QTLs) associados a esta resistência nos genótipos selecionados; e avaliar a relação genética dos clones CAB utilizados como genitores resistentes nos cruzamentos contrastantes com os acessos selecionados por agricultores do Sul da Bahia e as fontes tradicionais de resistência a C. perniciosa. Com base na proporção de infecção de vassoura-de-bruxa, foram avaliados os níveis de resistência a C. perniciosa de 44 famílias de cacaueiro em condições de casa de vegetação e campo. Nos ensaios de casa de vegetação, as médias das proporções de infecção foram comparadas através de contrastes pelo teste de Wald, e nos de campo por análise de medidas repetidas e contrastes. Dentre as famílias avaliadas em casa de vegetação e campo, as que apresentaram menores incidências de sintomas de vassoura-de-bruxa foram aquelas derivadas de ‘CAB 0169’, ‘CAB 0208’, ‘CAB 0214’, ‘CAB 0270’, ‘CAB 0371’, ‘CAB 0388’, ‘CAB 0392’ e ‘CAB 0410’. Foram desenvolvidos dois mapas de ligação conjuntos para as populações dos cruzamentos contrastantes entre os acessos selecionados como mais resistentes a C. perniciosa e o genitor suscetível ‘ICS 39’. Nas construções dos mapas de ligação foram utilizados 65 locos de microssatélites. Para a família derivada do cruzamento de ‘ICS 39 x CAB 0208’ foram formados 11 grupos de ligação com cobertura total de 541 cM e distância média entre marcas de 14 cM. O mapa de ligação ‘ICS 39 x CAB 0214’ apresentou cobertura total de 501 cM nos 10 grupos de ligação formados com distância média entre marcas de 11,4 cM. Dectataramse três QTLs associados à resistência a C. perniciosa, um no grupo de ligação VIII de ‘ICS 39 x CAB 0208’ e dois no mapa de ‘ICS 39 x CAB 0214’, sendo um no grupo de ligação IV e outro no grupo IX. A relação genética entre os dois clones ‘CAB’ genitores das populações contrastantes e 81 genótipos de cacaueiro utilizados como fontes de resistência a C. perniciosa foram baseadas nas freqüências alélicas de 20 locos de microssatélites. As análises de dissimilaridade genética entre os acessos de cacaueiro originaram dois grupos. Os ‘CAB 0208’ e ‘CAB 0214’ não fizeram parte dos grupos formados. O grau de parentesco entre estes dois acessos foi muito alto, chegando próximo ao de irmãos-germano, não sendo aparentados com nenhum dos outros acessos. Os clones selecionados por agricultores derivam na sua maioria de ‘Scavina 6’, a fonte de resistência comumente empregada. / The witches’ broom (Crinipellis perniciosa) is the most important disease of cacao in Brazil. The main method of disease control is the use of resistant cultivars, however due to the narrow genetic basis found in commercial cacao growing areas, the resistance is frequently broken. The objectives of this work were: to select new sources of resistance to C. perniciosa among cacao accessions originally collected in the Brazilian Amazon (CAB series); to identify by genetic mapping, quantitative trait loci (QTLs) associated with resistance in selected genotypes; and to evaluate the genetic relationship between the selected accessions and clones selected by cacao growers from Southern Bahia with traditional resistance sources against C. perniciosa. Based on the proportion of witches’ broom infection, the levels of resistance to C. perniciosa were estimated in 44 cacao families under greenhouse and field conditions. Under greenhouse conditions, the average proportion of infection was compared based on Wald test, and under field conditions using an analysis of repeated measures and contrast. Among the families evaluated under greenhouse and field conditions, the ones with least incidence of witches’ broom symptoms derived from ‘CAB 0169’, ‘CAB 0208’, ‘CAB 0214’, ‘CAB 0270’, ‘CAB 0371’, ‘CAB 0388’, ‘CAB 0392’ and ‘CAB 0410’. Two linkage maps were developed for populations derived from crosses between contrasting accessions selected as the most resistant to C. perniciosa (‘CAB 0208’ and ‘CAB 0214’) and a susceptible accession ‘ICS 39’. The linkage maps were developed using 65 microsatellite loci, applying the software JoinMap 3.0®. The identification and localization of QTLs associated with resistance to C. perniciosa were performed using MAPQTLTM 4.0. For the family derived from ‘ICS 39 x CAB 0208’, 11 linkage groups were formed, with total coverage of 541 cM and 14 cM average distance between markers. The linkage map from ‘ICS 39 x CAB 0214’ presented a total coverage of 501 cM in 10 linkage groups formed with an average distance between markers of 11.4 cM. Three QTLs associadted with resistance to C. perniciosa were detected, with one at linkage group VIII of ‘ICS 39 x CAB 0208’, and two for the ‘ICS 39 x CAB 0214’ family, with one located at linkage group IV and another at group IX. The genetic relationship between these two CAB accessions and 81 genotypes used as source of resistance to C. perniciosa were determined using genetic dissimilarity and co-ancestry based on allele frequencies of 20 microsatellite loci. The dissimilarity analyses among the accessions generated two distinct groups. ‘CAB 0208’ and ‘CAB 0214’ did not belong to any of the two groups. The co-ancestry between the two accesions were high, close to full-sib, but without any relationship with any of the other genotypes. The clones selected by growers derived mostly from ‘Scavina 6’, a commonly used source of resistance to C. perniciosa.

A produção de grãos e seus componentes em milho são caracteres controlados por muitos genes, possuindo elevado efeito da interação genótipos x ambientes. Até recentemente, esses caracteres foram estudados utilizando-se modelos estatístico-genéticos baseados no somatório dos efeitos dos locos segregantes nas populações. Com o advento dos marcadores moleculares, desenvolveram-se novos modelos estatístico-genéticos, e mapas genéticos saturados foram construídos possibilitando o mapeamento dos locos (QTLs) que controlam tais caracteres. Assim, o número, posições no genoma e efeitos genéticos de QTLs individuais foram estimados. A maioria dos estudos reportados sobre mapeamento de QTLs em milho utiliza germoplasma temperado, e poucos estudos relatam ocorrência de QTLs possuindo interação com ambientes. Os objetivos deste trabalho foram o mapeamento de QTLs para produção de grãos e seus componentes, avaliando-se o efeito da interação QTLs x ambientes (QTL x E) e evidências de pleiotropia ou ligação gênica entre caracteres, em uma população de milho tropical. Foram utilizadas 256 progênies F2:3 avaliadas em diversos ambientes, sendo o mapa genético construído com 139 marcadores microssatélites (SSRs) e o mapeamento de QTLs e o teste da interação QTLs x ambientes realizados empregando-se o mapeamento por intervalo composto expandido para múltiplos ambientes (mCIM). Os caracteres utilizados foram produção de grãos (PG) e prolificidade (Prol), avaliados em nove ambientes, e peso de 500 grãos (P500), comprimento (CE) e diâmetro de espiga (DE), diâmetro de sabugo (DS), profundidade de grão (Prof), número de fileiras (NFil) e de grãos por fileira (NGFil), avaliados em sete ambientes. Foram mapeados 24, 19, 17, 18, 17, 14, 16, 14 e 15 QTLs para PG, Prol, P500, CE, DE, DS, Prof, NFil e NGFil, respectivamente. Os QTLs distribuíram-se irregularmente nos cromossomos, não ocorrendo regiões de concentração de QTLs para nenhum caráter. O grau médio de dominância foi de dominância parcial para PG e P500, dominância completa para Prol, DE e NGFil e sobredominância para CE, DS, Prof e NFil, enquanto os graus de dominância dos QTLs individuais variaram de aditividade a sobredominância. Na maior parte dos QTLs mapeados para todos os caracteres foi constatada interação QTLs x ambientes, que ocorreu para todos os QTLs mapeados para PG. A proporção da variância genética explicada pelos QTLs foi de 53,83% para PG, variando de 28,55% para DS a 69,42% para DE. Os QTLs explicaram apenas parte da variância genética dos caracteres devido à ocorrência de regiões genômicas isentas de marcadores e também ao método mCIM, que admite apenas um QTL por intervalo. Os números de QTLs mapeados para todos os caracteres foram os maiores dentre os relatados na literatura tanto em germoplasma temperado quanto tropical, com poucas exceções. Foram constatadas 44 regiões genômicas contendo QTLs para diferentes caracteres, representando evidência de ligação gênica ou efeito pleiotrópico em seu controle genético. O reduzido número de QTLs estáveis entre os ambientes para todos os caracteres implica desafio adicional para a seleção assistida por marcadores em áreas de clima tropical, a menos que programas de melhoramento sejam direcionados para regiões específicas. / Grain yield and its components in maize are controlled by many loci and present high interaction with environments. Until recently inheritance studies of these traits used statisticalgenetic models based on the net effects of the segregating loci in the populations. With the advent of molecular markers and new statistical-genetic models, well-satured genetic maps could be developed allowing the mapping of the loci (QTLs) that control these traits. Thus, the number of loci, their genomic position, and the genetic effects of individual QTLs could be estimated. The majority of reported QTL mapping studies in maize is from temperate germplasm, and few of them reported the number of QTL that interacted with environments. The objectives of this research were to map QTLs for grain yield and its components, to evaluate QTL by environment interaction (QTL x E) and the evidence of linked QTLs or pleiotropic effects of some QTLs in a tropical maize population. Two-hundred and fifty-six F2:3 progenies evaluated in several environments, a genetic map with 139 microsatellite markers (SSRs), and the multipleenvironment composite interval mapping analysis (mCIM) were used to map QTL, and to test QTL x E interaction. The traits analyzed were grain yield (GY) and prolificacy (Prol) evaluated in nine environments, and 500 kernels weight (W500), ear length (EL), ear diameter (ED), cob diameter (CD), kernel depth (KD), row number per ear (RN) and kernels per row number (KRN) evaluated in seven environments. Twenty-four, 19, 17, 18, 17, 14, 16, 14, and 15 QTLs were mapped for GY, Prol, W500, EL, ED, CD, KD, RN and KRN, respectively. These QTLs were not evenly distributed along the chromosomes, although there were not genomic regions with high concentration of QTLs for all traits. The average levels of dominance were partial dominance for GY and W500, complete dominance for Prol, ED and KRN, and overdominance for EL, CD, KD and RN, although for all traits the levels of dominance of the individual QTLs ranged from additive to overdominance. Most of the QTLs for all traits interacted significantly with environments; for grain yield all QTLs interacted with environments. The proportion of the genetic variance explained by all QTLs was 53.83% for GY, and for its components they ranged from 28.55% for CD to 69.42% for ED. The mapped QTLs accounted for only part of the genetic variance because there are some chromosome regions with few markers and because the mCIM method allows mapping just one QTL per interval. The number of QTLs mapped for all traits evaluated was higher than those reported for temperate and for tropical germplasm, with few exceptions. Forty-four genomic regions had QTLs mapped for different traits evidencing the presence of linked QTLs or pleiotropic effects of some QTLs affecting different traits. The low number of stable QTLs across environments for all traits imposes additional challenges for marker-assisted selection in tropical areas, unless the breeding programs could be directed towards specific target areas.

No presente trabalho foram desenvolvidos estudos genético-moleculares em três famílias com três síndromes distintas de defeitos dos membros. A ectrodactilia ou SHFM (split-hand/split-foot malformation) é uma malformação congênita da extremidade dos membros caracterizada por fenda mediana profunda das mãos e/ou pés devido à ausência dos raios centrais. A hemimelia tibial é um defeito caracterizado por hipoplasia, aplasia ou agenesia de tíbia, em que a fíbula permanece intacta. A síndrome da hemimelia tibial associada à ectrodactilia é uma condição rara de herança dominante. Em uma publicação do nosso grupo foi mapeado um novo loco (SHFLD3 OMIM #612576) de hemimelia tibial associada à ectrodactilia (Lezirovitz e col. 2008. Am J Hum Genet 123:625-31) na região 17q13.1-17p13.3 em uma família com nove indivíduos afetados por essa síndrome. Nesse estudo foram sequenciados seis genes localizados na região candidata, mas nenhuma mutação patogênica foi encontrada. Em pesquisa colaborativa com grupo no exterior identificou-se uma duplicação de cerca de 114 Kb nessa região cromossômica. Ela estava presente em todos os indivíduos afetados e por meio de PCR de longo alcance e seqüenciamento foi possível identificar os pontos de quebra da duplicação. Os resultados indicaram que essa é a provável causa da síndrome na família. A agenesia/hipoplasia fibular é um defeito que ocorre ao longo do desenvolvimento e extensão da fíbula. Ela é encontrada isolada ou associada com outros sinais clínicos como malformações em membros superiores, como a ectrodactilia, e defeitos na ulna e fêmur. Em uma família em que segrega uma nova síndrome, uma forma de agenesia ou hipoplasia fibular associada à ectrodactilia de aparente herança autossômica dominante (Santos e col. 2008. Am J Med Genet A. 146A: 3126-31) foram realizados estudos de mapeamento por meio de marcadores de microssatélites e sequenciamento dos genes nas regiões candidatas. Após a exclusão de ligação com algumas regiões já conhecidas associadas a defeitos de membros, foram sequenciados alguns genes candidatos selecionados a partir da literatura sobre defeitos de membros (SHH, ZRS, WNT7a, WNT10b, GREM1). Dado que mutações não foram identificadas nesses genes, foi realizada a varredura genômica com o kit Affymetrix GeneChip® Human Mapping 50K Array. Foi observado que em quatro cromossomos (5, 6, 10 e 11) não foi possível a exclusão completa de ligação. Nesses cromossomos foram utilizados marcadores de microssatélites próximos às regiões que apresentaram lod score sugestivo de ligação. As análises dos cromossomos 6 e 10 não confirmaram evidências de ligação. No cromossomo 5 e no cromossomo 11 não foi possível a exclusão completa de ligação. A terceira família é composta por três indivíduos afetados por um quadro variável de defeitos de membros, entre eles, polissindactilia, sindactilia, camptodactilia e defeitos ungueais. O heredograma sugere um padrão de herança do defeito compatível com herança autossômica dominante e penetrância completa. Realizaram-se estudos preliminares de ligação com microssatélites próximos as regiões cromossômicas já conhecidas associadas a malformações de membros. Na região candidata 17p13.1-17p13.3 não foi possível a exclusão completa de ligação, já que os lod scores chegaram a mostrar valores positivos e sugestivos. Também foram sequenciados alguns genes candidatos (SHH, ZRS, WNT7a, WNT10b, GREM1). Dado que mutações não foram identificadas, foi realizada a varredura genômica com o kit Affymetrix GeneChip® Human Mapping 50K Array. A análise dos SNPs dos cromossomos 19, 20 e 21 permitiu a exclusão completa de ligação com esses cromossomos. Já em relação aos demais cromossomos, não se pode excluir completamente a ligação, já que vários deles apresentaram lod scores muito próximos do lod máximo possível calculado para a família. A dificuldade decorre do fato da família ser pequena e possuir somente duas gerações com indivíduos afetados. As regiões mais interessantes para aprofundar a investigação seriam as do cromossomo 17, pois houve sugestão de ligação também na análise de microssatélites. O gene YWHAE no cromossomo 17 foi sequenciado por se mostrar um bom candidato. No entanto, nenhuma mutação foi encontrada. / Here we report our genetic and molecular studies performed on three different families affected by three different syndromes with limb defects. Ectrodactyly or SHFM (Split Hand/Foot Malformation) is a congenital limb malformation characterized by median cleft of hands or feet (absence of the central rays). Tibial Hemimelia is a malformation characterized by tibial hypoplasia, aplasia or agenesis without fibular involvement. Ectrodactyly associated with tibial hemimelia is a rare autosomal dominant condition. In a previous publication of our team, we reported the mapping of a novel locus (SHFLD3 OMIM #612576) for ectrodactyly associated with tibial hemimelia (Lezirovitz e col. 2008. Am J Hum Genet 123:625-31) to chromosome region 17q13.1-17p13.3 in a large family with nine affected individuals. Six genes in the candidate region were sequenced, but no pathogenic mutation was found. In a collaborative study with another Center, a 114 Kb duplication, detected in all affected individuals, was found in this same region. Duplication breakpoints were identified after long range PCR and sequencing. Our results indicated indicating that this is the causative mutation in the family. Fibular agenesis/hypoplasia is a fibular developmental defect, occurring either as an isolated defect or associated with other clinical signs, such as hand ectrodactyly, ulnar and femoral defects. Mapping studies with microsatellite markers were performed on a family with some affected individuals presenting fibular agenesis or fibular hypoplasia associated with ectrodactyly, a novel defect that segregates with a possible autosomal dominant mode of inheritance (Santos e col. 2008. Am J Med Genet A. 146A:3126-31). Linkage with markers mapped to some well known chromosome regions related with limb malformations was excluded. Some candidates genes possibly related to limb malformations were selected from the literature for sequencing (SHH, ZRS, WNT7a, WNT10b, GREM1). Since no mutation was found, we proceeded to genomic scanning with Affymetrix GeneChip Human Mapping 50k Array. Linkage with markers from four chromosomes (5, 6, 10 and 11) could not be completely excluded. Microsatellite markers were used to confirm linkage to regions presenting the higher lod scores and markers on chromosomes 6 and 10 did not confirm linkage. Analyses with markers on chromosomes 5 and 11 (in which there are no good candidate genes reported in the literature) were inconclusive and linkage could not be completely ruled out. There are three affected individuals in the third family here reported, each one of them presenting with a different set of distal limb defects (such as syndactyly, polysyndactyly, camptodactyly, or nail malformation); the defect is transmitted with an autosomal dominant mode and complete penetrance. Linkage studies with microsatellite markers close to well-known limb malformation related regions were performed. Linkage with region 17p13.1-17p.13.3 could not be ruled out since some of the lod scores were positive and suggestive. Some candidates genes have been selected for sequencing (SHH, ZRS, WNT7a, WNT10b, GREM1). Since no mutation was found, genomic scanning was performed with the Afflymetrix GeneChip Human Mapping 50k Array. SNP analysis of chromosomes 19, 20 and 21 allowed us to rule out linkage completely. However, linkage could not be excluded for some regions on other chromosomes, since their lod scores were close to the maximum possible score estimated for this small-sized family. The most interesting regions are located in chromosome 17, in which the gene YWHAE, which seemed to be a good candidate, was sequenced, but no mutation was found.

Os objetivos foram definidos com base no cromossomo 5: 1) caracterizar genotipicamente as populações CTCT e TCTC, 2) construir o mapa consenso e 3) mapear simultaneamente QTLs associados às características de desempenho e carcaça. Foram obtidos dados fenotípicos para vinte e quatro características de desempenho e carcaça em 906 animais F2 (356 CTCT e 550 TCTC) oriundos de cruzamentos recíprocos entre uma linhagem de postura (CC) e outra de corte (TT). As quatro famílias CTCT e as seis famílias TCTC, que apresentaram maior grau de informatividade, tiveram seus F2 genotipados para 11 e sete marcadores microssatélites, respectivamente. A caracterização das gerações parentais, F1 e F2 foi realizada através da estimação dos parâmetros genotípicos conteúdo de informação polimórfica (PIC), heterozigosidades observada (Hetobs) e esperada (Hetesp) e número de alelos por loco (A) empregando o programa Cervus 3.0. Os cruzamentos recíprocos entre as duas linhagens (PIC = 0,07-0,78; Hetobs = 0,07-0,79; A = 2,0-7,0) possibilitaram um incremento no nível de informatividade dos locos tanto nas gerações F1 (PIC = 0,43- 0,76; Hetobs = 0,52-1,00; A = 3,0-6,0) quanto nas F2 (PIC = 0,44-0,71; Hetobs = 0,48-1,00; A = 3,0-6,0). Portanto, as populações CTCT e TCTC são apropriadas para a construção do mapa de ligação e mapeamento de QTLs. Mapas de ligação para cada população e o consenso (CTCT/TCTC) foram obtidos através da estimação das ordens e distâncias entre os locos pelo programa CRI-MAP. Os mapas apresentaram (intervalo médio entre marcadores, em cM) 148,0 cM (24,6) em TCTC, 174,7 cM (17,4) em CTCT e 163,8 cM (16,3) no consenso. Os mapas CTCT e o consenso foram mais semelhantes devido ao maior número de locos avaliados na região alvo e não foram constatadas inversões. O mapeamento simultâneo de QTLs empregou o mapeamento por intervalo combinado à modelagem fenotípica através de modelo misto (efeito de incubação aleatório) e as análises foram implementadas pelos programas SAS, QTL Express e R. Foram mapeados 12 QTLs (11 sugestivos e 1 significativo), dos quais seis ainda não foram descritos (peso dos pés, asas, fígado, peso vivo 42 dias, eficiência alimentar 35-41 dias e colesterol). Foi constatado efeito da interação QTL x população para o peso da gordura abdominal, cujos alelos para incremento dessa característica tiveram origem em fêmeas da linhagem de corte da população CTCT. Quatro possíveis genes candidatos (FGF4, FGF19, ALX4 e FMN1) foram selecionados através do mapeamento de QTLs. Futuramente, polimorfismos associados a estes genes poderão ser identificados e validados em populações comerciais. Dessa forma, a seleção assistida por marcadores em associação com a seleção fenotípica em programas de melhoramento genético poderá ser efetivamente implementada na galinha doméstica. / The aims were defined based on the chromosome 5: 1) to describe genotypically CTCT and TCTC populations, 2) to construct consensus linkage map and 3) to map jointly QTL associated with performance and carcass traits. Phenotypic data were obtained for twenty-four performance and carcass traits from 906 F2 animals (356 CTCT and 550 TCTC) generated from reciprocal crosses between a layer line (CC) and a broiler line (TT). The four families CTCT and the six families TCTC, which showed the highest degree of informativeness, had their F2 offsprings genotyped using 11 and seven microsatellite markers, respectively. Parental, F1 and F2 generations were genotypically characterized by estimation of the genotypic parameters polymorphic information content (PIC), observed heterozygosity (Hetobs) and expected heterozygosity (Hetesp) and number of alleles per locus (A) using Cervus 3.0 software. Reciprocal crosses between two lines (PIC = 0.07 to 0.78; Hetobs = 0.07 to 0.79, A = 2.0 to 7.0) increased the level of informativeness of the loci in both generations F1 (PIC = 0.43 to 0.76; Hetobs = 0.52 to 1.00, A = 3.0 to 6.0) and F2 (PIC = 0.44 to 0.71; Hetobs = 0.48 to 1.00, A = 3.0 to 6.0). Therefore, CTCT and TCTC populations are suitable for constructing the linkage map and QTL mapping. Linkage maps for each population and the consensus (CTCT / TCTC) were obtained by estimation of orders and distances between loci using CRI-MAP software. The maps presented (average interval between markers in cM) 148.0 cM (24.6) in TCTC, 174.7 cM (17.4) in CTCT and 163.8 cM (16.3) in consensus. CTCT and consensus maps were more similar due to high number of loci evaluated in the target region. No inversion was detected. Joint mapping of QTL was accomplished using interval mapping combined with phenotypic modeling via mixed model (random effect of hatch) and analyses were implemented in SAS, QTL Express and R softwares. Twelve QTL were mapped (11 suggestive and one significant). Out of these, six were not previously described (weights of legs, wings and liver, body weight at 42 days, feed efficiency 35-41 days and cholesterol). QTL x population interaction was evidenced for abdominal fat weight, indicating that the alleles that increased this trait came from the female broiler line of the population CTCT. Four putative candidate genes (FGF4, FGF19, ALX4 and FMN1) were selected by QTL mapping. In future, polymorphisms associated with these genes can be identified and validated in commercial populations. Thus, marker-assisted selection in combination with phenotypic selection in breeding programs will be effectively implemented in poultry.

Os objetivos foram definidos com base no cromossomo 5: 1) caracterizar genotipicamente as populações CTCT e TCTC, 2) construir o mapa consenso e 3) mapear simultaneamente QTLs associados às características de desempenho e carcaça. Foram obtidos dados fenotípicos para vinte e quatro características de desempenho e carcaça em 906 animais F2 (356 CTCT e 550 TCTC) oriundos de cruzamentos recíprocos entre uma linhagem de postura (CC) e outra de corte (TT). As quatro famílias CTCT e as seis famílias TCTC, que apresentaram maior grau de informatividade, tiveram seus F2 genotipados para 11 e sete marcadores microssatélites, respectivamente. A caracterização das gerações parentais, F1 e F2 foi realizada através da estimação dos parâmetros genotípicos conteúdo de informação polimórfica (PIC), heterozigosidades observada (Hetobs) e esperada (Hetesp) e número de alelos por loco (A) empregando o programa Cervus 3.0. Os cruzamentos recíprocos entre as duas linhagens (PIC = 0,07-0,78; Hetobs = 0,07-0,79; A = 2,0-7,0) possibilitaram um incremento no nível de informatividade dos locos tanto nas gerações F1 (PIC = 0,43- 0,76; Hetobs = 0,52-1,00; A = 3,0-6,0) quanto nas F2 (PIC = 0,44-0,71; Hetobs = 0,48-1,00; A = 3,0-6,0). Portanto, as populações CTCT e TCTC são apropriadas para a construção do mapa de ligação e mapeamento de QTLs. Mapas de ligação para cada população e o consenso (CTCT/TCTC) foram obtidos através da estimação das ordens e distâncias entre os locos pelo programa CRI-MAP. Os mapas apresentaram (intervalo médio entre marcadores, em cM) 148,0 cM (24,6) em TCTC, 174,7 cM (17,4) em CTCT e 163,8 cM (16,3) no consenso. Os mapas CTCT e o consenso foram mais semelhantes devido ao maior número de locos avaliados na região alvo e não foram constatadas inversões. O mapeamento simultâneo de QTLs empregou o mapeamento por intervalo combinado à modelagem fenotípica através de modelo misto (efeito de incubação aleatório) e as análises foram implementadas pelos programas SAS, QTL Express e R. Foram mapeados 12 QTLs (11 sugestivos e 1 significativo), dos quais seis ainda não foram descritos (peso dos pés, asas, fígado, peso vivo 42 dias, eficiência alimentar 35-41 dias e colesterol). Foi constatado efeito da interação QTL x população para o peso da gordura abdominal, cujos alelos para incremento dessa característica tiveram origem em fêmeas da linhagem de corte da população CTCT. Quatro possíveis genes candidatos (FGF4, FGF19, ALX4 e FMN1) foram selecionados através do mapeamento de QTLs. Futuramente, polimorfismos associados a estes genes poderão ser identificados e validados em populações comerciais. Dessa forma, a seleção assistida por marcadores em associação com a seleção fenotípica em programas de melhoramento genético poderá ser efetivamente implementada na galinha doméstica. / The aims were defined based on the chromosome 5: 1) to describe genotypically CTCT and TCTC populations, 2) to construct consensus linkage map and 3) to map jointly QTL associated with performance and carcass traits. Phenotypic data were obtained for twenty-four performance and carcass traits from 906 F2 animals (356 CTCT and 550 TCTC) generated from reciprocal crosses between a layer line (CC) and a broiler line (TT). The four families CTCT and the six families TCTC, which showed the highest degree of informativeness, had their F2 offsprings genotyped using 11 and seven microsatellite markers, respectively. Parental, F1 and F2 generations were genotypically characterized by estimation of the genotypic parameters polymorphic information content (PIC), observed heterozygosity (Hetobs) and expected heterozygosity (Hetesp) and number of alleles per locus (A) using Cervus 3.0 software. Reciprocal crosses between two lines (PIC = 0.07 to 0.78; Hetobs = 0.07 to 0.79, A = 2.0 to 7.0) increased the level of informativeness of the loci in both generations F1 (PIC = 0.43 to 0.76; Hetobs = 0.52 to 1.00, A = 3.0 to 6.0) and F2 (PIC = 0.44 to 0.71; Hetobs = 0.48 to 1.00, A = 3.0 to 6.0). Therefore, CTCT and TCTC populations are suitable for constructing the linkage map and QTL mapping. Linkage maps for each population and the consensus (CTCT / TCTC) were obtained by estimation of orders and distances between loci using CRI-MAP software. The maps presented (average interval between markers in cM) 148.0 cM (24.6) in TCTC, 174.7 cM (17.4) in CTCT and 163.8 cM (16.3) in consensus. CTCT and consensus maps were more similar due to high number of loci evaluated in the target region. No inversion was detected. Joint mapping of QTL was accomplished using interval mapping combined with phenotypic modeling via mixed model (random effect of hatch) and analyses were implemented in SAS, QTL Express and R softwares. Twelve QTL were mapped (11 suggestive and one significant). Out of these, six were not previously described (weights of legs, wings and liver, body weight at 42 days, feed efficiency 35-41 days and cholesterol). QTL x population interaction was evidenced for abdominal fat weight, indicating that the alleles that increased this trait came from the female broiler line of the population CTCT. Four putative candidate genes (FGF4, FGF19, ALX4 and FMN1) were selected by QTL mapping. In future, polymorphisms associated with these genes can be identified and validated in commercial populations. Thus, marker-assisted selection in combination with phenotypic selection in breeding programs will be effectively implemented in poultry.

Os objetivos do presente trabalho foram estudar a herança da resistência à antracnose foliar em milho, estimar os parâmetros genéticos e identificar marcadores moleculares ligados a genes de resistência a esta doença. Parâmetros genéticos foram estimados com base na análise de modelos de herança mista de seis gerações de quatro cruzamentos entre duas linhagens resistentes (DAS4 e DAS3) e duas linhagens suscetíveis (DAS6 e DAS22). O delineamento experimental foi o de blocos casualizados com parcelas subdivididas, com três repetições, sendo as parcelas constituídas pelos cruzamentos e as subparcelas, pelas gerações. As plantas foram inoculadas artificialmente e avaliadas em dois experimentos através de uma escala de notas de 1 a 6. Os testes de hipóteses para selecionar o modelo de herança genética e as estimativas dos parâmetros foram realizados pelo método da máxima verossimilhança. Os resultados da análise de modelos mistos indicaram que a resistência é controlada por um gene de efeito maior em todos os cruzamentos e experimentos avaliados e também por poligenes, em pelo menos um dos experimentos. A ação gênica é aditiva e dominante, com predominância de efeitos genéticos aditivos. O mapeamento de QRLs foi realizado utilizando 141 indivíduos F1RC1 do cruzamento (DAS6 x DAS4) x DAS6, com base na avaliação fenotípica das suas famílias, em dois experimentos. O delineamento experimental foi o látice 12 x 12, incluindo as famílias, genitores e híbrido, com 3 repetições. As plantas foram inoculadas artificialmente e avaliadas através de uma escala de notas de 1 a 6. O mapeamento de QRLs, utilizando marcadores microssatélites e AFLPs e análise de bulks segregantes para detecção de marcadores candidatos, foi realizado pela análise de regressão linear múltipla (RLM) e pelo mapeamento por intervalo composto (MIC). Ambas metodologias de análise identificaram pelo menos um QRL no cromossomo 10 em cada experimento. Também foram detectados QRLs nos cromossomos 2, 3 e 5, apenas pela RLM. Os QRLs identificados pela RLM explicaram 25,7%, 23,3% e 24,5% da variação fenotípica no experimento 1, no experimento 2 e na análise conjunta, respectivamente. Já os QRLs identificados pelo MIC explicaram 28,9%, 32,3% e 31,0% da variação fenotípica no experimento 1, no experimento 2 e na análise conjunta, respectivamente. A análise de bulks segregantes permitiu a detecção apenas dos QRLs de efeitos fenotípicos mais expressivos localizados no cromossomo 10. Na maioria dos QRLs detectados, os alelos de resistência provieram do genitor resistente. A identificação destes QRLs oferece uma significativa contribuição para o entendimento da resistência de milho à antracnose foliar, podendo levar à identificação de genes e elucidação dos mecanismos envolvidos na expressão da resistência. / The objectives of this work were to study the inheritance of resistance to anthracnose leaf blight, estimate the genetic parameters, and identify molecular markers associated with resistance genes to this disease. Genetic parameters were estimated based on the analysis of mixed inheritance models in six generations of four crosses between two resistant (DAS4 and DAS3) and two susceptible inbred lines (DAS6 and DAS22). The experimental design consisted of randomized blocks containing split-plots, with three replicates, where the plots were represented by crosses and the subplots were the generations. The plants were inoculated artificially and evaluated in two experiments by means of a rating scale from 1 to 6. The hypothesis testing to select the genetic inheritance model and parameter estimates were obtained by the maximum likelihood method. The results from the mixed models analysis indicated that resistance is controlled by a major gene in all crosses and experiments evaluated, and also by polygenes in at least one experiment. The genetic action is additive and dominant, with predominance of additive genetic effects. QRL mapping was performed using 141 F1RC1 individuals from the (DAS6 × DAS4) × DAS6 cross, based on the phenotypic evaluation of their families, in two experiments. The experimental design was a 12 × 12 lattice which included the families, parents, and the hybrid, with 3 replicates. The plants were inoculated artificially and evaluated by means of a rating scale from 1 to 6. QRL mapping, using microsatellites and AFLPs markers, and bulked segregant analysis to detect candidate markers was performed by multiple linear regression analysis (MLR) and by composite interval mapping (CIM). Both methodologies of analysis identified at least one QRL in chromosome 10 in each experiment. QRLs were also detected, by MLR only, in chromosomes 2, 3 and 5. The QRLs identified by MLR explained 25.7%, 23.3%, and 24.5% of the phenotypic variation in the experiment 1, in the experiment 2 and in the joint analysis, respectively. The QRLs identified by CIM, however, explained 28.9%, 32.3%, and 31.0% of the phenotypic variation in the experiment 1, in the experiment 2 and in the joint analysis, respectively. The bulked segregant analysis only allowed the detection of QRLs that showed the more expressive phenotypic effects located in chromosome 10. In most detected QRLs, the resistance alleles came from the resistant parent. The identification of these QRLs offers a significant contribution to an understanding of resistance to anthracnose leaf blight in maize, and could lead to the identification of genes and to an elucidation of the mechanisms involved in the expression of resistance.

No Brasil, a ferrugem, causada pelo fungo Puccinia psidii Winter, se destaca como a mais importante doença da cultura do eucalipto, principalmente na região Sudeste do país. O uso de genótipos resistentes é o principal método de controle da doença, o que torna essencial o conhecimento das bases genéticas da resistência para a seleção de genótipos resistentes. Neste estudo, uma progênie F1 de 90 irmãos completos foi utilizada para identificar marcadores ligados a genes de resistência a este patógeno. A severidade da doença foi avaliada em quatro épocas ao longo de uma epidemia por meio de escala diagramática e os dados foram utilizados para o cálculo da área sob a curva de progresso da doença (AUDPC) para cada indivíduo. O delineamento experimental foi de blocos incompletos em dois ambientes e os valores de AUDPC foram analisados por meio de modelos mistos, excluindo-se a variação ambiental. Um mapa genético foi construído com base em marcadores microssatélites, AFLP e TRAP através de uma análise multiponto. O mapeamento de QTL seguiu duas abordagens: mapeamento por intervalos (IM) e mapeamento por intervalos compostos (CIM). No mapa de ligação foram posicionados 117 marcadores microssatélites, 10 TRAP e 33 AFLP, distribuídos por 11 grupos de ligação, totalizando 1075 cM com distância média de 6,7 cM entre marcadores. A análise de IM identificou um QTL (LOD=7,7) no grupo de ligação 3, representando 28,5% da variação em AUDPC na progênie observada. Já a análise CIM detectou dois QTL, ambos no grupo de ligação 3. A posição do primeiro QTL coincidiu com aquela do QTL identificado na análise por IM, porém com maior valor de LOD (10,3), explicando 39,5% da variação em AUDPC. O segundo QTL (LOD=3,4), cujo valor probabilístico máximo distou 39,0 cM do primeiro QTL, explicou 6,9% da variação fenotípica. Os alelos de resistência nos dois QTL se encontram em repulsão, com efeito aditivo negativo (=-0,60) e ausência de dominância no primeiro QTL e efeito aditivo positivo (=0,29) e dominância completa (=-0,23) no segundo QTL. Os marcadores ligados aos dois QTLs têm potencial utilização na seleção assistida, com conseqüente aumento na eficiência durante a seleção de genótipos resistentes. / In Brazil, the eucalyptus rust, caused by Puccinia psidii Winter, stands out as the most important disease of eucalypts, mainly in southeastern Brazil. The use of resistant genotypes is the main control method, which makes the understanding of the genetic basis of resistance essential to the selection of resistant genotypes. In this study, an F1 progeny of 90 plants was used to identify markers linked to resistance genes to this pathogen. Four disease severity assessments were conducted during an epidemic with a diagrammatic scale and the data were used to calculate the area under the disease progress curve (AUDPC) for each plant. The experimental design consisted of incomplete blocks in two environments. AUDPC values were analyzed using mixed models, excluding the environmental variation between locations. A genetic map was constructed based on microsatellite, AFLP and TRAP markers based on a multipoint analysis. QTL mapping was done based on two approaches: interval mapping (IM) and composite interval mapping (CIM). The linkage map consisted of 117 microsatellite, 10 AFLP and 33 TRAP markers, placed over 11 linkage groups, totalizing 1075 cM with an average distance of 6.7 cM between markers. IM analysis identified a QTL (LOD = 7.7) on linkage group 3, accounting for 28.5% of the phenotypic variation in AUDPC. The CIM analysis detected two QTL, both on linkage group 3. The position of the first QTL coincided with that of the QTL identified in the IM analysis, but with a higher LOD (10.3), accounting for 39.5% of the variation. The second QTL (LOD = 3.4), whose maximum probability value was placed 39.0 cM away from the first QTL, accounted for 6.9% of the phenotypic variation. The resistance alleles in the two QTL are linked in repulsion with negative additive effect ( =- 0.60) and lack of dominance in the first QTL and positive additive effects (=0.29) and complete dominance (=-0.23) in the second. The markers linked to the two QTL have potential use in assisted selection, thus increasing the efficiency of selection of resistant genotypes.

O meloeiro (Cucumis melo L.) é uma cultura de grande importância econômica para o comércio de exportação brasileiro e é cultivada principalmente na região Nordeste. A produção da cultura pode ser limitada por uma doença das partes aéreas, denominada oídio, sendo no Brasil, causada pelo fungo Podosphaera xanthii. Este patógeno apresenta diversas raças definidas com base na reação de um conjunto de cultivares diferenciadoras de meloeiro. Dentre estes genótipos, o acesso PI 414723 é resistente à maior parte das raças e a linhagem Védrantais é suscetível. O presente trabalho teve como objetivos: (i) estudar a herança da resistência às raças 1, 3 e 5 de P. xanthii em indivíduos da geração F2 do cruzamento PI 414723 x Védrantais e (ii) mapear os genes de resistência a estas raças com base em marcadores de polimorfismo de comprimento de fragmentos amplificados (AFLP), de repetições de sequências simples (SSR) e análogos de genes de resistência (RGA) também nesta população. A herança da resistência foi analisada em 87 indivíduos F2 cultivados em condições de casa-de-vegetação. As três raças foram inoculadas em seis regiões eqüidistantes da nervura central em quatro folhas de cada planta. Plantas foram classificadas como resistentes ou suscetíveis com base em avaliações visuais do desenvolvimento do fungo nas folhas. As plantas foram classificadas como suscetíveis quando houve reprodução abundante de conídios e resistentes quando a reprodução foi inexistente ou escassa. Frequências de indivíduos resistentes e suscetíveis indicaram que a resistência às três raças é controlada por um gene dominante de efeito maior. Um mapa genético foi construído compreendendo 1.469 cM, consistindo de 207 marcadores (139 AFLP, 47 SSR, 18 RGA e três fenotípicos) e com uma distância média de 7,4 cM entre marcadores distribuídos em 12 grupos de ligação. Análises de co-segregação com marcadores indicaram que os genes de resistência estão localizados no grupo de ligação II. Em adição a isto, as análises indicaram ligação completa entre os genes de resistência às raças 1 e 5, sendo este gene denominado Pm-x1.5. Já o gene de resistência à raça 3 (Pm-x3) foi localizado a 5,1 cM dos demais. Um marcador AFLP (H35M75_156) foi localizado entre os dois genes a 1,3 cM de Pm-x1.5 e 3,8 cM de Pm-x3. Este é o primeiro relato da localização genética de genes de resistência às raças 3 e 5 em PI 414723 e também o primeiro relato do mapeamento de marcadores RGA gerados pela técnica TRAP em meloeiro. / Melon (Cucumis melo L.) is a crop of great economic importance for the export trade in Brazil and is cultivated mainly in the Northeast. Crop yield can be affected by a disease of the aerial parts, called powdery mildew that in Brazil is caused by the fungus Podosphaera xanthii. This pathogen has several races characterized based on the reaction of a set of differential melon cultivars. Among these genotypes, the plant introgression PI 414723 is resistant to most races and the breeding line Védrantais is susceptible. This study aimed to: (i) study the inheritance of resistance to races 1, 3 and 5 of P. xanthii in the F2 generation from the cross PI 414723 x Védrantais, and (ii) map resistance genes to these races in this same population based on amplified fragment length polymorphism (AFLP), simple sequence repeat (SSR) and resistance gene analog (RGA) markers. The inheritance of resistance was analyzed on 87 F2 individuals grown under greenhouse conditions. The three races were inoculated simultaneously on four leaves of each plant. Plants were classified as resistant or susceptible based on visual assessments of fungal growth on the leaves. Plants were considered susceptible when there was abundant production of conidia and resistant when the production was scarce or non-existent. The frequencies of resistant and susceptible individuals indicated that resistance to all three races is controlled by a dominant major gene. A genetic map was constructed comprising 1469 cM, consisting of 207 markers (139 AFLP, 47 SSR, 18 RGA, and three phenotypic) with an average distance of 7.4 cM between markers distributed in 12 linkage groups. Co-segregation analysis with markers indicated that the resistance genes are located on linkage group II. Moreover, the analysis indicated complete linkage between resistance to races 1 and 5, and this gene was denominated Pm-x1.5. The gene for resistance to race 3 (Pm-x3) was located at 5.1 cM from Pmx1.5. An AFLP marker (H35M75_156) was located between the two genes at 1.3 cM from Pmx1.5 and 3.8 cM from Pm-x3. These is the first report on the location of resistance genes to races 3 and 5 in PI 414723, and also the first report of RGA markers mapping using the TRAP technique in melon.

Os objetivos do presente trabalho foram estudar a herança da resistência à antracnose foliar em milho, estimar os parâmetros genéticos e identificar marcadores moleculares ligados a genes de resistência a esta doença. Parâmetros genéticos foram estimados com base na análise de modelos de herança mista de seis gerações de quatro cruzamentos entre duas linhagens resistentes (DAS4 e DAS3) e duas linhagens suscetíveis (DAS6 e DAS22). O delineamento experimental foi o de blocos casualizados com parcelas subdivididas, com três repetições, sendo as parcelas constituídas pelos cruzamentos e as subparcelas, pelas gerações. As plantas foram inoculadas artificialmente e avaliadas em dois experimentos através de uma escala de notas de 1 a 6. Os testes de hipóteses para selecionar o modelo de herança genética e as estimativas dos parâmetros foram realizados pelo método da máxima verossimilhança. Os resultados da análise de modelos mistos indicaram que a resistência é controlada por um gene de efeito maior em todos os cruzamentos e experimentos avaliados e também por poligenes, em pelo menos um dos experimentos. A ação gênica é aditiva e dominante, com predominância de efeitos genéticos aditivos. O mapeamento de QRLs foi realizado utilizando 141 indivíduos F1RC1 do cruzamento (DAS6 x DAS4) x DAS6, com base na avaliação fenotípica das suas famílias, em dois experimentos. O delineamento experimental foi o látice 12 x 12, incluindo as famílias, genitores e híbrido, com 3 repetições. As plantas foram inoculadas artificialmente e avaliadas através de uma escala de notas de 1 a 6. O mapeamento de QRLs, utilizando marcadores microssatélites e AFLPs e análise de bulks segregantes para detecção de marcadores candidatos, foi realizado pela análise de regressão linear múltipla (RLM) e pelo mapeamento por intervalo composto (MIC). Ambas metodologias de análise identificaram pelo menos um QRL no cromossomo 10 em cada experimento. Também foram detectados QRLs nos cromossomos 2, 3 e 5, apenas pela RLM. Os QRLs identificados pela RLM explicaram 25,7%, 23,3% e 24,5% da variação fenotípica no experimento 1, no experimento 2 e na análise conjunta, respectivamente. Já os QRLs identificados pelo MIC explicaram 28,9%, 32,3% e 31,0% da variação fenotípica no experimento 1, no experimento 2 e na análise conjunta, respectivamente. A análise de bulks segregantes permitiu a detecção apenas dos QRLs de efeitos fenotípicos mais expressivos localizados no cromossomo 10. Na maioria dos QRLs detectados, os alelos de resistência provieram do genitor resistente. A identificação destes QRLs oferece uma significativa contribuição para o entendimento da resistência de milho à antracnose foliar, podendo levar à identificação de genes e elucidação dos mecanismos envolvidos na expressão da resistência. / The objectives of this work were to study the inheritance of resistance to anthracnose leaf blight, estimate the genetic parameters, and identify molecular markers associated with resistance genes to this disease. Genetic parameters were estimated based on the analysis of mixed inheritance models in six generations of four crosses between two resistant (DAS4 and DAS3) and two susceptible inbred lines (DAS6 and DAS22). The experimental design consisted of randomized blocks containing split-plots, with three replicates, where the plots were represented by crosses and the subplots were the generations. The plants were inoculated artificially and evaluated in two experiments by means of a rating scale from 1 to 6. The hypothesis testing to select the genetic inheritance model and parameter estimates were obtained by the maximum likelihood method. The results from the mixed models analysis indicated that resistance is controlled by a major gene in all crosses and experiments evaluated, and also by polygenes in at least one experiment. The genetic action is additive and dominant, with predominance of additive genetic effects. QRL mapping was performed using 141 F1RC1 individuals from the (DAS6 × DAS4) × DAS6 cross, based on the phenotypic evaluation of their families, in two experiments. The experimental design was a 12 × 12 lattice which included the families, parents, and the hybrid, with 3 replicates. The plants were inoculated artificially and evaluated by means of a rating scale from 1 to 6. QRL mapping, using microsatellites and AFLPs markers, and bulked segregant analysis to detect candidate markers was performed by multiple linear regression analysis (MLR) and by composite interval mapping (CIM). Both methodologies of analysis identified at least one QRL in chromosome 10 in each experiment. QRLs were also detected, by MLR only, in chromosomes 2, 3 and 5. The QRLs identified by MLR explained 25.7%, 23.3%, and 24.5% of the phenotypic variation in the experiment 1, in the experiment 2 and in the joint analysis, respectively. The QRLs identified by CIM, however, explained 28.9%, 32.3%, and 31.0% of the phenotypic variation in the experiment 1, in the experiment 2 and in the joint analysis, respectively. The bulked segregant analysis only allowed the detection of QRLs that showed the more expressive phenotypic effects located in chromosome 10. In most detected QRLs, the resistance alleles came from the resistant parent. The identification of these QRLs offers a significant contribution to an understanding of resistance to anthracnose leaf blight in maize, and could lead to the identification of genes and to an elucidation of the mechanisms involved in the expression of resistance.

The arbuscular mycorrhizal (AM) association results from a successful interaction between the genomes of the two symbiotic partners. In this context, the aim of my research was to better characterize the role of the late stage symbiosis-related pea genes PsSym36, PsSym33 and PsSym40 in the functional AM (i) by investigating the effect of mutations in the three genes on fungal and plant gene responses and (ii) by creating conditions for the localization of two of the genes, PsSym36 and PsSym40, on the pea genetic map for future map-based cloning. The expression of a subset of ten fungal and eight plant genes,previously reported to be activated during mycorrhiza development, was compared in Glomus intraradices-inoculated roots of wild type and Pssym36, Pssym33 and Pssym40 mutant pea plants. Most of the fungal genes were down-regulated in roots of the Pssym36 mutant where arbuscule formation is defective, and several were upregulated with more rapid fungal development in roots of the Pssym40 mutant. Microdissection of mycorrhizal PsSym40 roots corroborated preferential expression of the three G. intraradices genes SOD, DESAT and PEPISOM in arbuscule-containing cells. Inactivation of PsSym36 also resulted in down regulation of plant genes whilst mutation of the PsSym33 and PsSym40 genes affected plant gene responses in a more time-dependent way. Results thus indicate an implication of the investigated pea SYM genes in the modulation of plant and fungal molecular interactions linked to signaling, nutrient exchange or stress response regulation during AM symbiosis formation and functioning. Conditions for localization of the PsSym36 and PsSym40 genes on the pea genetic map were developed for their future map-based cloning. Based on the molecular markers obtained, it was possible to conclude that localization of the PsSym40 gene most likely resides outside the linkage groups I, II, III or V of the genetic map of pea.