Submitted by Alessandra Portugal (alessandradf@ioc.fiocruz.br) on 2013-09-20T18:32:48Z No. of bitstreams: 1 Antonio Claudio Bello Ribeiro_Dissertação.pdf: 10104776 bytes, checksum: 898762236c2195576efe34934817220b (MD5) / Made available in DSpace on 2013-09-20T18:32:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Antonio Claudio Bello Ribeiro_Dissertação.pdf: 10104776 bytes, checksum: 898762236c2195576efe34934817220b (MD5) Previous issue date: 2012 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Vice Direção de Ensino, Informação e Comunicação. Rio de Janeiro, RJ, Brasil. / As tecnologias NGS (Next-Generation Sequencing), desenvolvidas para reduzir o custo e o tempo do processo de sequenciamento, geram uma grande massa de dados, a um custo relativamente baixo e com grande acurácia. No entanto, as leituras curtas, por elas produzidas, dificultam sobremaneira o processo de montagem de genomas, originando novos problemas computacionais. Para tentar suplantar esses desafios, várias ferramentas de software estão disponíveis e continuam a ser desenvolvidas. Cada um desses pacotes possui vantagens e desvantagens e, na maioria das vezes, se apresenta como uma solução individual, não estando integrado a outros. Além disso, tipicamente é exigido um conhecimento mais avançado de informática para a sua correta instalação, configuração e operação; o que, nem sempre, é a realidade do usuário final. Neste contexto, o projeto nomeado LASZLO (Linkage of Assembly Scripts Zero-costed and with License Opened) @ GALAXY propõe combinar diferentes ferramentas de tratamento de dados de NGS de uso livre, na forma de um protótipo básico de serviço de montagem de genomas, buscando facilitar o trabalho do usuário através da disponibilização de uma interface Web, sugestões de parametrização e de fluxos de trabalho para esse tipo de análise. Tomando por base o framework Galaxy, foram agregados fluxos de trabalho para montagens de dados de sequenciamento reais de diferentes organismos e provenientes das tecnologias Illumina, SOLiD™ e 454. O caráter aplicado do projeto originou soluções pontuais para atender a necessidades específicas, as quais foram reunidas sob o módulo NGS: LASZLO's Sandbox, uma "caixa de ferramentas" especialmente designada às abordagens de montagem do tipo de novo e com auxílio de genoma de referência. Durante a pesquisa, o protótipo LASZLO @ GALAXY processou, por exemplo, dados de sequenciamento de Leishmania amazonensis, contribuindo para um primeiro processo de avaliação do genoma do referido organismo. Atualmente, observa-se que a produção de dados não é o mais o "gargalo" em projetos de sequenciamento, mas sim o fluxo de análise subsequente sobre o material obtido. Muitas vezes, tais dados não se traduzem imediatamente em expansão do conhecimento biológico, devido às dificuldades encontradas pelo biólogo experimental em lidar, não somente com a miríade de ferramentas disponíveis, mas também com fatores como a inerente necessidade de integração entre elas e a implementação de infra-estrutura adequada para a sua operação. Os resultados obtidos no projeto indicam que o sistema proposto, vislumbrado como um eventual serviço institucional ou mesmo de menor âmbito, pode se tornar um aliado do usuário final quanto à manipulação dos dados de NGS. / The NGS (Next-Generation Sequencing) technologies, designed to reduce sequencing process costs and time, generate a huge amount of data, at a relatively low cost and with great accuracy. However, the produced short reads strongly difficult the genome assembly process, originating new computational issues. To overcome those challenges, there are several software tools available and continuously being developed. Each of these tools presents advantages and disadvantages and most of them are isolated, not integrated solutions. Moreover, typically it is required a higher level of computer-literacy for their proper installation, configuration and usage, which, not always, is the end-user reality. In this context, the project named LASZLO (Linkage of Assembly Scripts Zero-costed and with License Opened) @ GALAXY suggests to combine different open source tools for NGS data handling, as a basic prototype service for genome assembly, aiming at simplifying the end-user task by providing a Web interface, suggestions of parametrization and workflows for this kind of analysis. Based on the Galaxy framework, some workflows for the assembly of real sequencing data from different organisms and produced by the Illumina, SOLiD™ and 454 technologies were aggregated. Also, due to the applied characteristic of the project, a few punctual solutions were generated to address specific needs. Those solutions were encapsulated in the NGS: LASZLO's Sandbox module, a "toolbox" especially tailored for the de novo and reference-guided assembly approaches. During the research, the LASZLO @ GALAXY prototype processed, for instance, sequencing data of the Leishmania amazonensis organism, contributing for a first evaluating process of its genome. Presently, it's noticed that the data generation is no longer the "bottleneck" of the sequencing projects, but the downstream data analysis. Frequently, the acquired data is not immediately translated into biological knowledge expansion, due to the obstacles met by the experimental biologist when dealing, not only with the myriad of available tools, but also with factors like the inherent need of their integration and the deployment of the adequate infrastructure for their operation. The results achieved during project execution indicate that the proposed system, glimpsed as an eventual institutional service or even as one of smaller scope, might become an end-user's ally in the NGS data manipulation.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-09-01T11:35:24Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1224162 bytes, checksum: ffa39059159020ac910ed3e05b3cfdbc (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-01T11:35:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1224162 bytes, checksum: ffa39059159020ac910ed3e05b3cfdbc (MD5) Previous issue date: 2016-12-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesta tese, os dados do sequenciamento do genoma da variedade de cana-de-açúcar RB867515 e de outros 508 genótipos provenientes de 100 famílias de meios-irmãos são analisados com os seguintes objetivos: (I) montar as sequências dos genomas nuclear, cloroplastidial e mitocondrial da variedade RB867515; (II) predizer e anotar funcionalmente os genes e demais elementos presentes nas sequências obtidas; (III) analisar os polimorfismos de nucleotídeo único presentes nos genomas dos genótipos de cana-de-açúcar; (IV) associar os polimorfismos identificados com as características fenotípicas dos genótipos usando estudos de associação ampla do genoma; (V) criar um banco de dados integrando as sequências, os polimorfismos e as informações funcionais obtidas. As bibliotecas genômicas foram sequenciadas usando as tecnologias de sequenciamento de nova geração da Illumina e as sequências obtidas foram trimadas e selecionadas, produzindo um conjunto de dados contendo 1,39 bilhões de sequências da variedade RB867515 e 2,43 bilhões de sequências dos genótipos. As sequências dos genomas nuclear, cloroplastidial e mitocondrial da variedade RB867515 foram montadas usando algoritmos de montagem De Novo e estratégias baseadas em genomas de referência. Os genes foram identificados usando métodos ab initio e empíricos, e as informações funcionais foram preditas a partir de pesquisas de similaridade. Na genotipagem, as sequências dos genótipos foram mapeadas no genoma da variedade RB867515 e os polimorfismos de nucleotídeo único foram identificados seguindo os métodos recomendados para a descoberta de variantes a partir de dados de sequenciamento de nova geração. No estudo de associação ampla do genoma, a associação dos polimorfismos com as características fenotípicas dos genótipos foi avaliada usando o método enriched compressed mixed linear model (ECMLM). O genoma nuclear da variedade RB867515 foi montado em 484.719 sequências com um tamanho total de 552,97 megabases (Mb), sendo preditos 75.715 genes codificadores de proteínas. Esses genes foram funcionalmente anotados e as suas proteínas foram classificadas em diferentes grupos funcionais. A análise dos polimorfismos identificou 40.663 loci contendo polimorfismos de nucleotídeo único em 7.890 genes e apenas um polimorfismo no gene da enzima isocitrato desidrogenase apresentou associação significativa com a característica fenotípica conteúdo de sacarose na cana em percentagem (PC) no estudo de associação ampla de genoma. O genoma cloroplastidial da RB867515 foi montado em uma única sequência contendo 141,18Kb, sendo identificados 88 genes codificadores de proteínas, 8 genes de rRNA e 39 genes de tRNA. A sequência desse genoma é idêntica ao genoma da variedade de cana-de-açúcar Q155, originária da Austrália. A análise dos polimorfismos mostrou que apenas oito genótipos incluídos na família da variedade RB982639 (g011, g030, g031, g094, g103, g246, g425 e g441) apresentam polimorfismos em suas sequências. Esses polimorfismos estão localizados em regiões intergênicas do genoma e nos genes petB e ndhF. O genoma mitocondrial da variedade RB867515 foi montado em dois segmentos subgenômicos circulares com um tamanho total de 445,52Kb, sendo identificados 34 genes codificadores de proteínas, 6 genes de rRNA e 22 genes de tRNA. A análise dos polimorfismos identificou 6 SNPs e 23 indels localizados em regiões intergênicas do genoma mitocondrial dos genótipos. Todas essas informações geradas nesta tese auxiliarão na aplicação das ciências genômicas nos PMGCA, permitindo a integração entre as sequências dos genes e suas respectivas proteínas, os polimorfismos e as informações funcionais. O banco de dados Sugarcane DB (http://sugarcane.ccb.ufv.br) foi criado para organizar essas informações e torna-las disponíveis aos PMGCA. A missão do Sugarcane DB é ser um repositório público permanente de informações genômicas relacionadas à cana-de-açúcar e se tornar uma ferramenta importante para auxiliar os melhoristas na identificação de novos alvos para o melhoramento genético da cana-de-açúcar. / In this thesis, genome sequencing data of the sugarcane cultivar RB867515 and other 508 sugarcane genotypes from 100 half-sib families are analyzed with the following objectives: (I) assemble the sequences of the nuclear, chloroplastidial and mitochondrial genomes of sugarcane cultivar RB867515; (II) predict and functionally annotate the genes and other elements in the assembled sequences; (III) analyze the single nucleotide polymorphisms (SNPs) in the genomes of sugarcane genotypes; (IV) to associate the identified SNPs to the phenotypes of sugarcane genotypes using genome wide association studies (GWAS); (V) create a database integrating sequences, polymorphisms and functional information. Genomic libraries were sequenced using Illumina's next generation sequencing technologies and sequenced reads were trimmed and selected, yielding a dataset containing 1.39 billion reads of the cultivar RB867515 and 2.43 billion reads of the sugarcane genotypes. Nuclear, chloroplastidial and mitochondrial genome sequences of the cultivar RB867515 were assembled using De Novo assembly algorithms and reference-guided approaches. Genes were identified using ab initio and empirical methods, and functional information were predicted by using sequence similarities searches. In genotyping, the sequenced reads of the sugarcane genotypes were mapped in the genome of cultivar RB867515, and SNPs were predicted following guidelines for variant discovery from next-generation sequencing data. In the genome-wide association study, the association of SNPs with the phenotypes of sugarcane genotypes was evaluated using the enriched compressed mixed linear model (ECMLM). The nuclear genome of the cultivar RB867515 was assembled in 484,719 sequences with 552.97 megabases (Mb), containing 75,715 protein-coding genes. These genes were functionally annotated and the encoded proteins were classified into different functional groups. The polymorphisms analysis identified 40,663 loci containing SNPs in 7,890 genes. In GWAS, only one SNP in the isocitrate dehydrogenase enzyme gene showed significant association with sugarcane sucrose content in percentage (PC). The chloroplast genome of the cultivar RB867515 was assembled in a single sequence containing 141.18Kb, containing 88 protein-coding genes, 8 rRNA genes and 39 tRNA genes. Chloroplast genome sequence of cultivar RB867515 is identical to the sequence of Q155 cultivar from Australia. The polymorphisms analysis showed that only eight genotypes of the RB982639 family (g011, g030, g031, g094, g103, g246, g425 and g441) have SNPs in their chloroplast genome sequences. These polymorphisms (7 SNPs and 4 indels) are located in intergenic regions of chloroplast genome and in petB and ndhF genes. The mitochondrial genome of the cultivar RB867515 was assembled in two circular subgenomic segments with a total size of 445.52Kb, containing 34 protein-coding genes, 6 rRNA genes and 22 tRNA genes. The polymorphisms analysis identified 6 SNPs and 23 indels located in intergenic regions of the mitochondrial genome of sugarcane genotypes. All data generated in this thesis will contribute to the application of the genomic sciences in sugarcane breeding, allowing the integration among gene and protein sequences, polymorphisms and functional information. The Sugarcane DB database (http://sugarcane.ccb.ufv.br) was created to organize these data and make it available to the PMGCA. Sugarcane DB aims to be a permanent public repository of sugarcane genomic information and to become an important tool to assist breeders in identifying new targets for the genetic improvement of sugarcane.

O uso de bactérias promotoras de crescimento vegetal ou agentes de biocontrole como inoculantes agrícolas é uma alternativa importante e ecologicamente correta, com grandes benefícios na agricultura para substituir, ou ao menos suplementar, a excessiva utilização de fertilizantes e pesticidas. Neste trabalho avaliamos a capacidade de biocontrole e de competência rizosférica de três bactérias com características de promoção de crescimento vegetal (Plant growth promoting - PGP): Bacillus mycoides B38V, Paenibacillus riograndensis SBR5 e Burkholderia sp. 89. As três bactérias avaliadas apresentaram grande versatilidade na utilização de substratos, o que poderia lhes garantir uma vantagem competitiva no ambiente rizosférico. Porém, inconsistências foram observadas nos ensaios em câmara de crescimento, ou seja, as características de PGP e de biocontrole observadas in vitro não se refletiram em benefícios para a planta. A linhagem 89 destacou-se pela produção de um metabólito estável com ampla atividade contra fungos fitopatogênicos. Através de abordagens genômicas e de análises multilocus, descrevemos Burkholderia sp. 89 como uma nova espécie membro do complexo Burkholderia cepacia, denominada de B. catarinensis 89T. O sequenciamento de seu genoma, seguido de uma análise pela ferramenta AntiSMASH, revelou a presença de um agrupamento gênico de peptídeo sintetases não ribossomais (NRPS) relacionadas com a biossíntese do sideróforo ornibactina e um agrupamento híbrido NRPS-policetídeo sintetase responsável pela biossíntese do glicolipopeptideo cíclico com atividade antifúngica burkholdina. Como estratégia de purificação de metabólitos secundários foi utilizada a metodologia da mineração de genoma combinada com fracionamento guiado por bioensaios seguida de análises em espectrômetro de massas. Desta forma, purificamos com sucesso duas variantes de ornibactina, D e F (761 e 789 Da, respectivamente), e detectamos a variante ornibactina B (m/z= 733) e as moléculas sinalizadoras homoserina lactonas C6-HSL, 3OH-C8-HSL e C8-HSL. Análises de espectrometria de massas demonstraram a presença de um grupo de metabólitos com massas de 1240, 1254, 1268, 1216, 1244 e 1272 Da, que, provavelmente, são novas variantes do antifúngico burkoldina. Sendo assim, B. catarinensis 89T possui potencial biotecnológico com possíveis aplicações farmacêuticas e agronômicas para o biocontrole de fungos fitopatogênicos. / The use of plant growth promotion bacteria or biocontrol agents as agricultural inoculants is an important eco-friendly alternative to substitute, or at least supplement, the excessive use of fertilizers and pesticides. In this work, we evaluated the biocontrol potential and rhizosphere competence of three bacteria that had shown plant growth promotion (PGP) abilities: Bacillus mycoides B38V, Paenibacillus riograndensis SBR5 and Burkholderia sp. 89. All three bacteria presented great versatility in their substrate utilization, which could enable them to survive in a competitive rhizosphere environment. However, inconsistencies were observed in the greenhouse experiments, whereas their interesting abilities observed in vitro did not result in benefits to the plants. Strain 89 produces a stable metabolite with a wide range of antifungal activity. Genomic comparisons and multilocus sequence analysis revealed Burkholderia sp. 89 as a new species of the Burkholderia cepacia complex and we described it as B. catarinensis 89T. We sequenced its genome and analyzed it with the AntiSMASH tool. This in silico prediction revealed the presence of a nonribosomal peptide synthetase (NRPS) cluster, which is related to the production of the siderophore ornibactin. Moreover, a hybrid NRPS- polyketide synthetase cluster for the production of the antifungal cyclic glicolipopeptide burkholdin was also found. A genome mining combined with a bioassay-guided fractionation with further mass spectrometry analysis was applied for the purification of these compounds. This approach enabled us to purify and characterize two variants of the siderophore ornibactin, D and F (761 and 789 Da, respectively). Also, we could detect the variant ornibactin B (m/z= 733) and the quorum sensing molecules homoserine lactones C6-HSL, 3OH-C8-HSL and C8-HSL in the supernatant of B. catarinensis 89T. Mass spectrometry analysis showed the presence of a group of metabolites with the masses 1240, 1254, 1268, 1216, 1244 and 1272 Da, which are probably new variants of the antifungal metabolite burkoldin. Therefore, B. catarinensis 89T has a great biotechnological potential for the production of metabolites with pharmaceutical and agricultural applications for the biocontrol of phytopathogenic fungi.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-11-06Bitstream added on 2014-06-13T20:54:13Z : No. of bitstreams: 1 ferreira_cb_me_jabo.pdf: 3799793 bytes, checksum: f1b3670130a5947eeee6d1e3151f9b69 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Fundecitrus / Dentro da comercialização de frutas, a citricultura é a mais importante. Representa para muitos países, dentre eles, os EUA e o Brasil, uma importante atividade econômica. Porém, esta atividade, vem sofrendo com inúmeras doenças e/ou pragas como a doença do Cancro Cítrico Asiático causada pela bactéria Xanthomonas citri subsp. citri (X. citri). Deste modo, com o objetivo do estudo do genoma funcional da X. citri, um banco de mutantes deste microorganismo foi obtido por meio de inserção aleatória do transposon Tn5, nas quais foram selecionados 53 mutantes que apresentaram, de forma superficial, alterações fenotípica em relação à X. citri selvagem. Para uma avaliação mais precisa, eles passaram por uma nova confirmação de suas alterações fenotípicas, onde foram inoculados em folhas de Citrus sinensis (Laranjeira pêra-Rio) e Citrus limonia (limoeiro cravo) e monitorados durante 16 dias, e aqueles que apresentaram as maiores alterações em relação à selvagem, tiveram confeccionadas para si curvas de crescimento in vivo. Conseguiu-se, desta forma, avaliar quantitativamente o processo patogênico, relacionar seus sintomas com dados numéricos e ainda descobrir detalhes até então não conhecidos. O mapeamento, dos respectivos loci mutados, foi realizado por seqüenciamento de DNA a partir do transposon, demonstrando que a metodologia empregada para a obtenção dos mutantes foi eficiente, conseguiu também revelar diversas proteína ainda hipotéticas, e outras, até então, não considerados como implicados no processo patogênico, como, uma Integrase, Fe-S oxidoredutase, Helicase IV, Receptor Dependente de Ton-B, entre outros / Concerning the commercialization of fruits, the citrus production is the most important. It represents for many countries, amongst them, U.S.A. and Brazil, an important economic activity. However, this activity has been suffering with many illnesses and/or plagues as the illness from the Asiatic citrus canker caused by the Xanthomonas citri subsp. citri bacterium (X. citri). In this way, from a bank of mutants of X. citri, gotten by means of random insertion of commercial one derived from transposon Tn5, had been selected 53 mutants that had presented, of superficial form, some type of phenotype alteration in relation to the wild X. citri. To a more necessary evaluation, each one of them passed for a new confirmation of its phenotype alterations, where they had been inoculated in leafs of Citrus sinensis ('Pera' sweet orange) and Citrus limonia ('Rangpur' lime) and monitored during 16 days, and those that had presented the biggest alterations in relation to the savage, had confectioned for itself in planta growth curves. We obtain, in such a way, to evaluate quantitatively the pathogenic process, to relate its symptoms with numerical data and still to discover not known details until then. The mapping of respective locus mutated was carried through by sequencing of DNA from transposon, demonstrating that the methodology used for the attainment of the mutants was efficient and still to disclose diverse genes still hypothetical, and others, until then, not considered as implied in the pathogenic process, as, Integrase, Fe-S oxidoredutase, Helicase IV, TonB-dependent receptor, among others

Made available in DSpace on 2018-07-27T18:26:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-10-24. Added 1 bitstream(s) on 2018-07-27T18:30:32Z : No. of bitstreams: 1 000869213.pdf: 1151866 bytes, checksum: 95a9e9bbe8d1c2b6b9784eae9f7abb27 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / No Brasil, a presença de ecossistemas com uma grande riqueza e diversidade de animais e cidades grandes e densamente povoadas oferece condições para a ocorrência de diversas arboviroses. Vários arbovírus transmitidos por mosquitos do gênero Culex pertencem ao gênero Flavivirus. Vírus desse gênero são conhecidos por causar doenças em humanos e animais, no entanto, flavivírus que não infectam ou causam doença em vertebrados, replicando somente em artrópodes têm sido descritos. O vírus Culex flavivirus é um exemplo. Ele foi isolado de espécies de mosquitos do gênero Culex na América do Norte, América Central, América do Sul, África e Ásia. Apesar dos estudos realizados em outras partes do mundo, no Brasil há ainda pouca informação sobre esse vírus. Nesse trabalho, realizamos o seqüenciamento do genoma completo do vírus Culex flavivirus (CxFV) isolado de mosquitos Culex de São José do Rio Preto (SP), por meio das técnicas de RT-PCR e seqüenciamento nucleotídico. O genoma viral do isolado CxFV_RPBR07_2007, o qual foi obtido no presente estudo apresentou 10.706 nucleotídeos com uma ORF de 10.092 nucleotídeos (3.364 aminoácidos) flanqueada por uma 5'UTR de 32 nucleotídeos e uma 3'UTR de 582 nucleotídeos. Análises filogenéticas revelaram que o CxFV_RPBR07_2007 agrupa-se com outros flavivírus de insetos, como o Cell fusing agent virus (CFAV) e o Kamiti River virus (KRV), e relaciona-se intimamente com isolados de CxFV do México (América Latina) e de Uganda (África); mantendo relação também com isolados dos Estados Unidos (América do Norte) e do Japão (Ásia). Esses agrupamentos foram também observados em outros estudos filogenéticos / In Brazil, the presence of ecosystems with a wealth and diversity of animals, and cities large and densely populated offers conditions for the occurrence of many arboviruses. Several arboviruses transmitted by mosquitoes of the genus Culex belong to the genus Flavivirus. Viruses of this genus are known to cause disease in humans and animals, however, flaviviruses do not infect or cause disease in vertebrates, replicating only in arthropods have been described. Culex flavivirus virus is an example. He was isolated from species of mosquitoes of the genus Culex in North America, Central America, South America, Africa and Asia. Although studies conducted in other parts of the world, in Brazil there is still little information about this virus. In this work we performed the sequencing of the complete genome of Culex flavivirus virus (CxFV) isolated from Culex mosquitoes in São José do Rio Preto (SP) using the techniques of RT-PCR and nucleotide sequencing. The viral genome of the isolated (CxFV_RPBR07_2007) obtained in the present study presented 10.706 nucleotides with an ORF of 10.092 nucleotides (3.364 amino acids) flanked by a 5'UTR of 32 nucleotides and a 3'UTR of 582 nucleotides. Phylogenetic analyzes revealed that the CxFV_RPBR07_2007 groups with other insect flaviviruses such as the Cell fusing agent virus (CFAV) and Kamiti River virus (KRV), and is closely related to CxFV isolates from Mexico (Latin America) and Uganda (Africa); also maintaining relationship with isolates from the United States of America (North America) and Japan (Asia). These groupings were also observed in other phylogenetic studies

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:42:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 627036 bytes, checksum: e1ac5794dc5163a85a9ba610feeddd69 (MD5) Previous issue date: 2012-02-17 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The genomic size determination and AT GC base composition should be considered an important factor in the analysis to genetic material characterization, or even in studies of molecular biology and phylogenetic interpretations. Flow cytometry has emerged as a tool for quantification of DNA content and characterization of base composition in many plant and animal groups, including insects. Considering the hymenopterous, about 100 species had their DNA content determined, and 46 % of them are stingless bees. This work aimed to detail the procedure for DNA quantification and to develop methodology for determining the AT and GC base composition by flow cytometry in bees. It will increase the number of species with DNA content determined and provide an effective genomic characterization procedure. Scaptotrigona xantotricha (2C = 0.88 picograms) was used as internal standard to determinate the DNA content and base composition of Trigona hyalinata and Partamona rustica. The histograms generated in the flow cytometry showed coefficients of variation below 5.0 % and enabled the determination of the nuclear DNA content and AT GC composition. P. rustica and T. hyalinata showed 1.15 and 1.07 picograms of DNA, respectively. S. xantotricha presented 61.32 % of bases AT and 38.68 % of GC, P. rustica presented AT = 62.82 % and GC = 37.18 %, T. hyalinata presented AT = 62.40 % and GC = 37.60 %. This study details the protocol for DNA quantification by flow cytometry, contributing to increasing the number of species of DNA content determined. Also provides methodology for determining the base composition AT and GC bees using flow cytometry. This new technique can be applied to other bee species or even other hymenopteran insects, in order to provide relevant data for genomic characterization analysis. / A determinação do tamanho genômico e da composição de bases AT e GC é considerada uma informação crucial dentro das análises que visam à caracterização do material genético de um indivíduo, ou mesmo em estudos de biologia molecular e de interpretações filogenéticas e evolutivas. Por ser relativamente rápida, precisa e econômica, a citometria de fluxo tem se destacado como ferramenta para quantificação do conteúdo de DNA e caracterização da composição de bases em diversos grupos de plantas e animais, incluindo insetos. Considerando os insetos himenópteros, até o momento cerca de 100 indivíduos tiveram seu conteúdo de DNA determinado, e 46 % destes são abelhas sem ferrão. Apenas uma espécie de abelha, a Apis melífera, teve sua composição de bases AT e GC determinadas até o momento e esses dados foram obtidos por meio do sequenciamento genômico. Esse trabalho buscou detalhar o procedimento para a quantificação de DNA e desenvolver metodologia para a determinação da composição de bases AT e GC por citometria de fluxo em abelhas. Objetivou-se então contribuir com o aumento do número de espécies com conteúdo de DNA determinado e disponibilizar uma metodologia eficiente para caracterização do genoma. As espécies de abelhas empregadas foram Scaptotrigona xantotricha, Trigona hyalinata e Partamona rustica. Os gânglios de cada pupa foram utilizados para preparação da suspensão nuclear analisada no citômetro de fluxo. A S. xantotricha (2C = 0,88 picogramas) foi utilizada como padrão interno nas análises de determinação do conteúdo de DNA nuclear total e da proporção de bases AT e GC. Os histogramas gerados na citometria de fluxo apresentaram coeficientes de variação abaixo de 5,0 % e possibilitaram a determinação da quantidade absoluta de DNA nuclear e da composição de bases AT e GC. P. rustica e T. hyalinata apresentaram 1,15 e 1,07 picogramas de DNA, respectivamente. S. xantotricha apresentou 61,32 % de bases AT e 38,68 % de bases GC; P. rustica apresentou AT = 62,82 % e GC = 37,18 %; T. hyalinata apresentou AT = 62,40 % e GC = 37,60 %. Esse trabalho detalha o protocolo para quantificação do DNA por meio da citometria de fluxo, contribuindo para o aumento do número de espécies com conteúdo de DNA determinado. Ainda, disponibiliza metodologia para a eterminação da composição de bases AT e GC em abelhas também empregando a citometria de fluxo. Essa nova técnica pode ser aplicada a outras espécies de abelhas ou até mesmo a outros insetos himenópteros, a fim de fornecer dados relevantes para análises de caracterização do genoma.

Submitted by Mariângela Bueno Cordeiro Maldonado null (maribuenocordeiro@hotmail.com) on 2017-09-01T02:02:20Z No. of bitstreams: 1 TESE DE DOUTORADO 2017 - Mariangela Maldonado .pdf: 1446039 bytes, checksum: 2e08a41374d1ed14783e9142f58bdec8 (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-09-01T13:59:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 maldonado_mbc_dr_araca.pdf: 1446039 bytes, checksum: 2e08a41374d1ed14783e9142f58bdec8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-01T13:59:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 maldonado_mbc_dr_araca.pdf: 1446039 bytes, checksum: 2e08a41374d1ed14783e9142f58bdec8 (MD5) Previous issue date: 2017-08-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O objetivo desse estudo foi identificar polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs) potencialmente sujeitos a controle epigenético exercido por metilação do DNA via seus envolvimentos na criação, remoção ou deslocamento de sítios CpG (meSNPs) e a partir de tal identificação criar um banco de dados para meSNPs, bem como determinar a possível associação desses marcadores com ilhas CpG (CGIs) e com o perfil metilacional de tecidos submetidos ao ensaio de recuperação de ilhas CpG metiladas combinado com plataformas de sequenciamento de nova geração (MIRA-seq) em bovinos. Usando as variantes anotadas para os SNPs identificados no Run5 do projeto 1000 Bull Genomes e a sequência genômica bovina de referência UMD3.1.1, identificamos e anotamos 12.836.763 meSNPs de acordo com o padrão de variação criado por cada SNP em um sítio CpG. Também analisamos a distribuição genômica desses meSNPs, sendo a maioria deles localizados em regiões intergênicas (68,00%) e intrônicas (26,32%). Globalmente, os meSNPs representam 22,53% dos 56.969.697 SNPs descritos na base de dados e 12,35% deles estão localizados em CGIs. Comparando o número observado com o número esperado de meSNPs nas CGIs e nos tecidos submetidos ao MIRA-seq, verificamos um enriquecimento médio (P<0,01) para meSNPs de 2,47 vezes em CGIs relaxadas e 1,90 vezes em CGIs rigorosas. Nos tecidos, o enriquecimento foi de 1,52 vezes em longissimus dorsi e 2,09 vezes em intestino delgado. Dez meSNPs com metilação diferencial, sendo 1 em longissimus dorsi e 9 em intestino delgado, causaram uma alteração na sequência genômica, a qual está associada ao fenótipo de eficiência alimentar em bovinos. / The aim of this study was to identify single nucleotide polymorphisms (SNPs) potentially subject to epigenetic control exerted by DNA methylation via their involvement in creating, removing or displacement CpG sites (meSNPs) and from this identification create a database for meSNPs, as well as to determine its possible association with CpG islands (CGIs) and the methylation profile of tissues submitted to the methylated-CpG island recovery assay combined with next generation sequencing platforms (MIRA-seq) in cattle. Using the variant annotations for SNPs identified in Run5 of the 1000 bull genomes project and the UMD3.1.1 bovine reference genome sequence assembly, we identified and classified 12,836,763 meSNPs according to the pattern of variation caused at the CpG site. We have also analyzed the genomic distribution of the meSNPs, with the majority being located in intergenic regions (68.00%) and then in introns (26.32%) and the remainder distributed among proximal promoters (3.93%), coding regions (1.27%), untranslated regions (UTRs) (0.29%), non-coding RNAs (0.11%) and splice regions (0.08%). Overall, meSNPs represent 22.53% of 56,969,697 SNPs described in the database of which 12.35% are located in CGIs. Comparing the observed number with the expected number of meSNPs in the CGIs and tissues submitted to the MIRAseq we found a mean enrichment (P<0.01) for meSNPs of 2.47 times in the relaxed CGIs and 1.90 times in the strict CGIs. In the tissues the enrichment was of 1.52 times in ribeye and 2.09 times in small intestine. Ten meSNPs, differing in methylation status, 1 in ribeye and 9 in small intestine, caused an alteration in the genomic sequence which is associated with a feed efficiency phenotype in cattle. / FAPESP: 2015/20557-5 / FAPESP: 2016/07584-6

Made available in DSpace on 2014-08-20T14:06:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Luciano_Carlos_da_Maia.pdf: 2299013 bytes, checksum: 1ea0e6e151a64a565fee2caf64a2b9d7 (MD5) Previous issue date: 2007-04-05 / The classic plant breeding methods are responsible for the major advances of modern agriculture. However, molecular biology and genomic techniques have provided insights into how further advance in genetic gains. Molecular markers have been successfully applied in genetic mapping and marker assisted selection in many plant species. Rice after the complete sequence of its genome, has been more and more used as a model for cereal improvement. Currently, strategies have been relying on the transference of information between the model genome (rice) and other grasses, making that the information generated in rice and for other major crops such as maize, wheat and rice can be also used to improve orphan grass crops. Microsatellites (SSRs) have been described as the preferred type of marker to be used in these studies. Given these features of rice and SSRs and aiming to evaluate the abundance of these markers on the rice genome and their availability for public use, a computational tool was developed. This tool search’s and characterizes these loci, applies primer design and searchs for anchoring sites for the primers in genomic databases of any species. It also, evaluates the affectivity of transposition of these markers by simulating a PCR. All SSRs found in the rice genome were analyzed and primers were designed for all loci in chromosome 1 and simulated against the other rice chromosomes, giving an idea of potentially duplicated regions across the genome. / O uso de várias classes de marcadores moleculares tem sido implementado em mapeamento genético e na seleção assistida de várias espécies vegetais. O arroz, após o sequenciamento completo do seu genoma, tem sido proposto como um modelo genético entre as várias espécies gramíneas de importância agronômica. Modernamente, uma estratégia tem sido adotada com base na transferência de informações da genômica estrutural dessas gramíneas, sendo que, desta forma, o conhecimento obtido em espécies com maiores investimentos técnicos como o milho, trigo e o arroz, possam ser utilizados também nas gramíneas com menores níveis tecnológicos de pesquisa. A classe dos marcadores moleculares conhecida como microssatélites é atualmente descrito como preferencial nestes estudos. Dadas essas características do arroz e dos microssatélites, com objetivo de se conhecer a riqueza desses marcadores no genoma do arroz e a disponibilização desses para a utilização pública, foi desenvolvido uma ferramenta computacional para busca e caracterização desses locos, desenho de primers e busca por sítios de ancoramento para os primers em bancos de dados genômicos de qualquer espécie, avaliando dessa forma, a transposição de marcadores moleculares entre espécies através da simulação da PCR. Foram analisadas e descritas todas as possíveis ocorrências de microssatélites no genoma do arroz e desenhados primers para os locos encontrados no cromossomo 1, que posteriormente foram usados para a simulação da PCR contra os demais cromossomos do arroz, resultando o número de amplificações possíveis para cada conjunto de primers e suas respectivas regiões genômicas.

Resumo: Com o seqüenciamento completo do genoma do fitopatógeno Xanthomonas axonopodis pv. citri (Xac), em 2002, inúmeras possibilidades de estudo foram viabilizadas, dando margem à busca de novas formas de controle do cancro cítrico, baseadas em alvos moleculares. Estudos dessa natureza têm mostrado a existência de genes que somente são expressos quando a bactéria está se desenvolvendo in planta. Sabe-se que essa regulação é dependente da região promotora e sua identificação pode possibilitar avanços significativos na busca do controle dessa doença. Apesar do crescente avanço das técnicas experimentais in vitro em biologia molecular, identificar um número significante de promotores ainda é uma tarefa difícil e dispendiosa. Os métodos computacionais existentes enfrentam a falta de um número adequado de promotores conhecidos para identificar padrões conservados entre as espécies. Logo, um método para predizê-Ios em qualquer organismo procariótico ainda é um desafio. O Modelo Oculto de Markov é um modelo estatístico aplicável a muitas tarefas em biologia molecular. Entre elas, predição e mapeamento de seqüências promotoras no genoma de um procarioto. Neste trabalho, estudou-se o mapeamento in silico de promotores gênicos de todo o genoma da Xac e em 68% dos genes a localização de um promotor foi indicada. A análise comparativa com dados experimentais de proteômica mostrou que 72% das proteínas expressas identificaram-se com elementos desta lista de promotores, o que corresponde a 27% do total de genes do genoma. À partir destes dados foi possível levantar um rol de informações sobre estes candidatos a promotores incitando a novos estudos moleculares. / Abstract: With the complete genome sequencing of the phytopathogen Xanthomonas axonopodis pv. Citri (Xac), in 2002, several study possibilities were made practical and then creating the search of new citrus canker control ways, based in molecular aims. This kind of studies has shown the genes existences that are only expressed when the bacteria are developing itself in plant. It has been known that this regulation is promoter region dependent and its identification can allow significant advances in the search of this disease control. Although increasing advance of in vitro experimental techniques in molecular biology, identifying a meaningful number of promoters is still a hard and expensive task. The existents computer science methods face the need of a proper number of known promoters to identify conserved patterns among the species. Therefore, a method to predict them in any prokaryote organism is still a challenge. The Hidden Markov Model (HMM) is a statistic model applicable in many tasks in molecular biology. Among them, prediction and mapping of the promoters sequences in prokaryotic genome. In this work, which has studied the genic promoters in silico mapping of the whole Xac genome, in 68% of the genes the promoter localization was indicated. The proteomic experimental data comparative analysis showed that 72% of the expressed proteins identified with elements from the promoters list, which corresponds 27% of the genome genes total. According to these data it was possible to generate an information roll about these promoters candidates inciting new molecular studies. / Orientadora: Maria Inês Tiraboschi Ferro / Coorientador: Marcelo Luiz de Laia / Banca: Manoel Victor Franco Lemos / Banca: Poliana Fernanda Giachetto / Mestre

O uso de bactérias promotoras de crescimento vegetal ou agentes de biocontrole como inoculantes agrícolas é uma alternativa importante e ecologicamente correta, com grandes benefícios na agricultura para substituir, ou ao menos suplementar, a excessiva utilização de fertilizantes e pesticidas. Neste trabalho avaliamos a capacidade de biocontrole e de competência rizosférica de três bactérias com características de promoção de crescimento vegetal (Plant growth promoting - PGP): Bacillus mycoides B38V, Paenibacillus riograndensis SBR5 e Burkholderia sp. 89. As três bactérias avaliadas apresentaram grande versatilidade na utilização de substratos, o que poderia lhes garantir uma vantagem competitiva no ambiente rizosférico. Porém, inconsistências foram observadas nos ensaios em câmara de crescimento, ou seja, as características de PGP e de biocontrole observadas in vitro não se refletiram em benefícios para a planta. A linhagem 89 destacou-se pela produção de um metabólito estável com ampla atividade contra fungos fitopatogênicos. Através de abordagens genômicas e de análises multilocus, descrevemos Burkholderia sp. 89 como uma nova espécie membro do complexo Burkholderia cepacia, denominada de B. catarinensis 89T. O sequenciamento de seu genoma, seguido de uma análise pela ferramenta AntiSMASH, revelou a presença de um agrupamento gênico de peptídeo sintetases não ribossomais (NRPS) relacionadas com a biossíntese do sideróforo ornibactina e um agrupamento híbrido NRPS-policetídeo sintetase responsável pela biossíntese do glicolipopeptideo cíclico com atividade antifúngica burkholdina. Como estratégia de purificação de metabólitos secundários foi utilizada a metodologia da mineração de genoma combinada com fracionamento guiado por bioensaios seguida de análises em espectrômetro de massas. Desta forma, purificamos com sucesso duas variantes de ornibactina, D e F (761 e 789 Da, respectivamente), e detectamos a variante ornibactina B (m/z= 733) e as moléculas sinalizadoras homoserina lactonas C6-HSL, 3OH-C8-HSL e C8-HSL. Análises de espectrometria de massas demonstraram a presença de um grupo de metabólitos com massas de 1240, 1254, 1268, 1216, 1244 e 1272 Da, que, provavelmente, são novas variantes do antifúngico burkoldina. Sendo assim, B. catarinensis 89T possui potencial biotecnológico com possíveis aplicações farmacêuticas e agronômicas para o biocontrole de fungos fitopatogênicos. / The use of plant growth promotion bacteria or biocontrol agents as agricultural inoculants is an important eco-friendly alternative to substitute, or at least supplement, the excessive use of fertilizers and pesticides. In this work, we evaluated the biocontrol potential and rhizosphere competence of three bacteria that had shown plant growth promotion (PGP) abilities: Bacillus mycoides B38V, Paenibacillus riograndensis SBR5 and Burkholderia sp. 89. All three bacteria presented great versatility in their substrate utilization, which could enable them to survive in a competitive rhizosphere environment. However, inconsistencies were observed in the greenhouse experiments, whereas their interesting abilities observed in vitro did not result in benefits to the plants. Strain 89 produces a stable metabolite with a wide range of antifungal activity. Genomic comparisons and multilocus sequence analysis revealed Burkholderia sp. 89 as a new species of the Burkholderia cepacia complex and we described it as B. catarinensis 89T. We sequenced its genome and analyzed it with the AntiSMASH tool. This in silico prediction revealed the presence of a nonribosomal peptide synthetase (NRPS) cluster, which is related to the production of the siderophore ornibactin. Moreover, a hybrid NRPS- polyketide synthetase cluster for the production of the antifungal cyclic glicolipopeptide burkholdin was also found. A genome mining combined with a bioassay-guided fractionation with further mass spectrometry analysis was applied for the purification of these compounds. This approach enabled us to purify and characterize two variants of the siderophore ornibactin, D and F (761 and 789 Da, respectively). Also, we could detect the variant ornibactin B (m/z= 733) and the quorum sensing molecules homoserine lactones C6-HSL, 3OH-C8-HSL and C8-HSL in the supernatant of B. catarinensis 89T. Mass spectrometry analysis showed the presence of a group of metabolites with the masses 1240, 1254, 1268, 1216, 1244 and 1272 Da, which are probably new variants of the antifungal metabolite burkoldin. Therefore, B. catarinensis 89T has a great biotechnological potential for the production of metabolites with pharmaceutical and agricultural applications for the biocontrol of phytopathogenic fungi.