abstract: The behavior of a solid oxide fuel cell (SOFC) cermet (ceramic-metal composite) anode under reaction conditions depends significantly on the structure, morphology and atomic scale interactions between the metal and the ceramic components. In situ environmental transmission electron microscope (ETEM) is an important tool which not only allows us to perform the basic nanoscale characterization of the anode materials, but also to observe in real-time, the dynamic changes in the anode material under near-reaction conditions. The earlier part of this dissertation is focused on the synthesis and characterization of Pr- and Gd-doped cerium oxide anode materials. A novel spray drying set-up was designed and constructed for preparing nanoparticles of these mixed-oxides and nickel oxide for anode fabrication. X-ray powder diffraction was used to investigate the crystal structure and lattice parameters of the synthesized materials. Particle size distribution, morphology and chemical composition were investigated using transmission electron microscope (TEM). The nanoparticles were found to possess pit-like defects of average size 2 nm after subjecting the spray-dried material to heat treatment at 700 °C for 2 h in air. A novel electron energy-loss spectroscopy (EELS) quantification technique for determining the Pr and Gd concentrations in the mixed oxides was developed. Nano-scale compositional heterogeneity was observed in these materials. The later part of the dissertation focuses mainly on in situ investigations of the anode materials under a H2 environment in the ETEM. Nano-scale changes in the stand-alone ceramic components of the cermet anode were first investigated. Particle size and composition of the individual nanoparticles of Pr-doped ceria (PDC) were found to affect their reducibility in H2 gas. Upon reduction, amorphization of the nanoparticles was observed and was linked to the presence of pit-like defects in the spray-dried material. Investigation of metal-ceramic interactions in the Ni-loaded PDC nanoparticles indicated a localized reduction of Ce in the vicinity of the Ni/PDC interface at 420 °C. Formation of a reduction zone around the interface was attributed to H spillover which was observed directly in the ETEM. Preliminary results on the fabrication of model SOFCs and in situ behavior of Ni/Gd-doped ceria anodes have been presented. / Dissertation/Thesis / Ph.D. Materials Science and Engineering 2011

Submitted by Nathália Freitas Freire (nathaliafreitasfreire@gmail.com) on 2017-12-19T14:11:01Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Nathália Freitas Freire.pdf: 5170937 bytes, checksum: 5d85a9d8f8fab560ffc781fa4bf50f90 (MD5) / Approved for entry into archive by Uillis de Assis Santos (uillis.assis@ufba.br) on 2017-12-20T16:46:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação_Nathália Freitas Freire.pdf: 5170937 bytes, checksum: 5d85a9d8f8fab560ffc781fa4bf50f90 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-20T16:46:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_Nathália Freitas Freire.pdf: 5170937 bytes, checksum: 5d85a9d8f8fab560ffc781fa4bf50f90 (MD5) / FAPESB / Óleos essenciais são compostos aromáticos voláteis extraídos de plantas, funcionam como antibióticos naturais e como anti-inflamatórios. O óleo extraído das folhas da planta da citronela (Cymbopogon winterianus) é rico em aldeído citronelal e tem quantidades de geraniol, citronelol e ésteres, constituindo um excelente aromatizante de ambientes e repelente de insetos, além de apresentar ação antimicrobiana. Devido sua alta volatilidade e baixa estabilidade química possui efeito de curta duração. A nanoencapsulação do óleo essencial de citronela serve como estratégia para aumentar o tempo de atividade destas substâncias ao melhorar sua estabilidade química e reduzir a volatilização. Os sistemas carreadores poliméricos mostram-se bastante promissores para esta aplicação devido a facilidade de produção, transposição para escala industrial e estabilidade física elevada. O poli (metacrilato de metila) foi o polímero escolhido com base na sua aplicação biomédica e farmacêutica, bem como biocompatibilidade e estabilidade a longo prazo. A técnica escolhida para a produção das nanopartículas de poli (metacrilato de metila) contendo óleo essencial de citronela foi a polimerização in situ via miniemulsão. Os resultados mostraram que é possível obter látex estável com nanopartículas numa faixa de diâmetro manométrico entre 70 e 375 nm. Existe viabilidade no encapsulamento do óleo essencial de citronela ao se obter diferentes valores de eficiência a depender da concentração do óleo. Foi evidenciado que o bioativo não interagiu com a matriz polimérica, reduzindo a possibilidade de perda de atividade repelente de insetos. As nanopartículas produzidas foram incorporadas em emulsão cosmética tipo O/A. Ensaios de estabilidade acelerada foram realizados e as formulações se mantiveram uniformes. Assim, este estudo mostrou resultados promissores para aplicações cosméticas e farmacêuticas. / Essential oils are volatile, natural, complex mixture of compounds with a high content of terpenes and they are known for their fragrance, medicinal properties or insect control effect. In addition, oils have low solubility in aqueous media. Citronella oil is rich in citronellal, geraniol and citronellol and it is recognized for its insect control effect. However, citronella oil is highly volatile and chemically unstable when exposed to both air and light. So, different approaches to improve its biological effect have involved micro or nanoencapsulation. In that context, encapsulation polymeric systems have shown a promising perspective towards cosmetic and pharmaceutical applications. Furthermore, they can be produced by in situ polymerization in a single step, facilitating the scale up. Polymethyl methacrylate (PMMA) was the polymer of choice based on its biomedical and pharmaceutical application, as well as biocompatibility and long-term stability. So, the aim of this work was to produce and characterize citronella oil incorporated into PMMA nanoparticles produced by miniemulsion in situ polymerization. The results showed that it is possible to obtain stable latex with nanoparticles on a nanometric size range, between 70 and 375nm. There is viability in the encapsulation of essential oil of citronella by getting different efficiency values depend on the concentration of oil (2,5 a 15% w/w), was evidence that the bioactive no interacted with the polymeric matrix, reducing the possibility of loss of insect repellent activity. Nanoparticles produced were embedded in cosmetic O/W type emulsion that remained stable during accelerated stability tests. Thus, this study showed promising results for cosmetic applications of citronella oil encapsulated.

This thesis is directed towards the comparison of active and passive bolts systems to reveal which system shows the most favorable behavior for improved performance, safety and cost. This was achieved through the incorporation of new technologies, field data, numerical modeling and established theories in ground control analysis. All in all, a better understanding of the quasi-static behavior of underground coal mine roofs has been attained. Over the summer of 2010, the Department of Mining and Mineral Resource Engineering at Southern Illinois University Carbondale, in conjunction with Andy Hyett of YieldPoint Inc., Peabody and the National Institute of Occupational Safety and Health (NIOSH), installed over one hundred and seventy instrumented extensometers, closure meters, shear-meters, passive rebar roof bolts, tension rebar roof bolts, and double lock rebar roof bolts at three coal mines. Two of the three coal mines were room-and-pillar mines and the other a longwall mine. Data was routinely collected over a nine-month period to analyze shearing, dilation, and axial bolt loading occurring within the rock mass, and entry closure occurring between the excavation hanging-wall and foot-wall. Based on bolt loadings, shear, axial behavior and statistical analysis, initial results indicate that active roof bolts do not show superior performance for the added cost. Active bolts seem to show no difference from passive bolts in the initial loading phase either, indicating that tension bleed-off is a concern soon after installation; however, this observation was not captured, as the data loggers were not intrinsically safe. Considering the modeling results, the trends in axial loading seem to be calibrated but the magnitudes are not. Computer modeling also shows the potential to accurately model in situ bolt performance; however, challenges remain in obtaining a good match between numerical modeling and field observations.

With the push to exascale, in situ visualization and analysis will play an increasingly important role in high performance computing. Tightly coupling in situ visualization with simulations constrains resources for both, and these constraints force a complex balance of trade-offs. A performance model that provides an a priori answer for the cost of using an in situ approach for a given task would assist in managing the trade-offs between simulation and visualization resources. In this work, we present new statistical performance models, based on algorithmic complexity, that accurately predict the run-time cost of a set of representative rendering algorithms, an essential in situ visualization task. To train and validate the models, we create data-parallel rendering algorithms within a light-weight in situ infrastructure, and we conduct a performance study of an MPI+X rendering infrastructure used in situ with three HPC simulation applications. We then explore feasibility issues using the model for selected in situ rendering questions.

Made available in DSpace on 2015-07-22T20:50:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-07-28 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Os cromossomos em anel geralmente resultam de quebras em seus braços curto e longo seguidas pela fusão das extremidades fraturadas, causando a perda de material genético. Atualmente, com o surgimento de técnicas moleculares mais sensíveis é possível definir os pontos de quebra com precisão e descrever o mecanismo de formação de cada anel. No presente trabalho, foram analisados 13 pacientes com cromossomos autossomos em anel. Para avaliação da instabilidade do cromossomo em anel foram avaliadas 300 metáfases de cada paciente, por meio de bandamento G e de FISH com sonda centromérica. Os pacientes portadores de r(14) e r(15) foram avaliados em dois períodos diferentes, com um intervalo de 19 anos, para a realização do estudo longitudinal. Somente os anéis dos cromossomos 4 (caso II) e 22 (casos XII e XIII) apresentaram-se estáveis de acordo com os critérios de Kosztolanyi (1987), enquanto os demais foram considerados instáveis. O estudo longitudinal mostrou que os r(14) e r(15) passaram de estáveis a instáveis no intervalo de tempo analisado. Apesar da instabilidade dos cromossomos em anel ter aumentado ao longo dos anos, esses dois pacientes não apresentaram agravamento no seu quadro clínico, tendo este se mantido estável. Através da técnica de SNP-array foram definidos os pontos de quebra e os mecanismos de formação dos anéis em 12 pacientes. Para os anéis nos quais não foram observadas perdas de material genético no braço curto e nem no braço longo foram utilizadas as técnicas de MLPA e de FISH com sondas subteloméricas e teloméricas, respectivamente. Assim, os cariótipos dos pacientes foram determinados como: 46,XY,r(3)(p26.1q29), 46,XX,r(4)(p16.3q35.2), 46,XY,r(10)(p15.3q26.2), 46,XX,r(10)(p15.3q26.13), 46,XY,r(13)(p13q31.1), 46,XY,r(14)(p13q32.33), 46,XX,r(15)(p13q26.2), 46,XY,r(18)(p11.32q22.2), 46,XX,r(18)(p11.32q21.33), 46,XX,r(18)(p11.21q23), 46,XY,r(22)(p13q13.33) e 46,XX,r(22)(p12q13.2). Verificamos que os anéis cromossômicos foram formados por meio de diferentes mecanismos: quebras em ambos os braços cromossômicos seguidas pela fusão das extremidades fraturadas (pacientes IV, VIII e X); quebra em um dos braços cromossômicos seguida pela fusão com região subtelomérica do outro braço (pacientes I, II, VII e XII); quebra em um dos braços cromossômicos seguida pela fusão com a região telomérica oposta (pacientes III e IX); fusão de regiões subteloméricas (paciente VI) e fusão de regiões teloméricas (paciente XI). Assim, os r(14) e um r(22) podem ser considerados anéis completos, uma vez que não houve perda de material genético relevante. O r(13) apresentou um mecanismo de formação mais complexo resultante da deleção de 11,1 Mb concomitante com uma duplicação intersticial de 1,5 Mb. Seu cariótipo foi definido como 46,XY,r(13)(p13q33.1).arr13q33.1(101,543,509-103,001,462)x3,13q33.1q34(103,003,268-114,142,980)x1 dn. Nós concluímos que o fenótipo dos pacientes portadores de cromossomos em anel podem estar relacionados a diferentes fatores, entre eles instabilidade do cromossomo em anel e a haploinsuficiência gênica. Além disso, fatores epigenéticos relacionados à configuração do cromossomo em anel poderiam alterar a expressão gênica, uma vez que os pacientes com r(14) e r(22) apresentam alterações fenotípicas apesar serem portadores de anéis completos. / Ring chromosomes usually result from breaks in their short and long arms followed by fusion of both ends causing genetic material loss. Nowadays with more sensible molecular techniques it is possible to better define the breakpoints and mechanism of ring chromosome formation. In this study we analyzed 13 patients with autosome ring chromosomes. We scored 300 metaphases from each patient lymphocyte cultures, using G banding and FISH with centromeric probes, in order to investigate the ring chromosome instability. A longitudinal study was done in patient VI with r(14) and in patient VII with r(15). They were investigated in two different periods with 19 years difference. Only the ring chromosomes 4 (case II) and 22 (cases XII and XIII) were considered stable since they present al lest 95% metaphases cells with only one monocentric ring, while the others were considered unstable. The longitudinal study showed that the r(14) and r(15) turned unstable during the period analyzed. In spite of the ring chromosomes instability had increased over the years, these patients did not present worse in clinical findings. Using the SNP-array technique, breakpoints and mechanisms of ring chromosome formation were determined in 12 patients. For the rings that we did not observe loss of genetic material in the short neither in the long arm MLPA and FISH techniques with subtelomeric and pantelomeric probes, respectively, were used. Thus, the patients´ karyotypes were determined as: 46,XY,r(3)(p26.1q29), 46,XX,r(4)(p16.3q35.2), 46,XY,r(10)(p15.3q26.2), 46,XX,r(10)(p15.3q26.13), 46,XY,r(13)(p13q31.1), 46,XY,r(14)(p13q32.33), 46,XX,r(15)(p13q26.2), 46,XY,r(18)(p11.32q22.2), 46,XX,r(18)(p11.32q21.33), 46,XX,r(18)(p11.21q23), 46,XY,r(22)(p13q13.33) and 46,XX,r(22)(p12q13.2). Different mechanisms were found to be involved in ring chromosome formation: from breaks in both chromosome arms, followed by end-to-end reunion (patients IV, VII-X and XII); from a break in one chromosome arm followed by fusion with the subtelomeric region of the other (patients I-II); from a break in one chromosome arm followed by fusion with the opposite telomeric region (patients III and IX); from fusion of two subtelomeric regions (patient VI); from telomere-telomere fusion (patient XI). Thus, the r(14) and one r(22) can be considered complete rings, since there was no loss of relevant genetic material. The r(13) showed a more complex mechanism of formation resulting in a deletion of 11.1 Mb concomitant with an interstitial duplication of 1.5 Mb with karyotype determined as 46,XY,r(13)(p13q33.1).arr13q33.1(101,543,509-103,001,462)x3,13q33.1q34(103,003,268-114,142,980)x1 dn. We concluded that the phenotypes of ring chromosome patients can be related with different factors, including gene haploinsufficiency, gene duplication and ring instability. Epigenetic factors related to gene expression changes due to the circular architecture of the ring chromosome must also be considered, since even patients with complete ring chromosomes can present associated phenotypic alterations, as observed in our patients with complete r(14) and r(22). / FAPESP: 2007/58735-5 / TEDE / BV UNIFESP: Teses e dissertações

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Made available in DSpace on 2015-10-06T13:03:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-26. Added 1 bitstream(s) on 2015-10-06T13:18:50Z : No. of bitstreams: 1 000847714_20170226.pdf: 398877 bytes, checksum: 1c5a7cb0d627e81c66d8680f36c5dc89 (MD5) Bitstreams deleted on 2017-03-03T11:01:28Z: 000847714_20170226.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2017-03-03T11:02:38Z : No. of bitstreams: 1 000847714.pdf: 13242420 bytes, checksum: 9bd279660ca7b927284ab05d7d343cb8 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O hormônio concentrador de melanina (MCH) do rato é um nonadecapeptídeo presente em neurônios localizados, principalmente, na área hipotalâmica lateral (LHA) que se projetam para diversas regiões do neuro-eixo. O MCH está envolvido em diversas funções, tais como: reprodução, certos aspectos do comportamento motivado, atividade locomotora, percepção sensorial, controle de temperatura, memória, aprendizagem, ansiedade, ciclo sono-vigília e comportamento alimentar. Nesse, o MCH atua como neuropeptídeo orexígeno. Durante o envelhecimento, ocorre a diminuição no consumo de energia associada à idade. Nesse trabalho, analisamos em diferentes faixas etárias, as variações da expressão do MCH na área hipotalâmica lateral, empregando métodos esterológicos (para estimar o número de neurônios MCH-ir, área, volume e densidade neuronal), reconstrução tridimensional (para estudo da distribuição dos neurônios MCH-ir) e densitometria óptica de tecido hibridizado para reconhecimento do RNAm do ppMCH (para mensuração da área hibridizada, densidade óptica média e densidade óptica integrada [DOI]) na LHA e em suas regiões. Foram utilizados 35 ratos Sprague-Dawley machos, divididos em 7 grupos experimentais de diferentes idades: 14 (lactente), 28 (pré-púbere), 50 (púbere), 90 (adulto jovem), 210 (adulto maduro), 540 (adulto senescente) e 750 (adulto senil) dias pós-natais. Os animais foram submetidos à perfusão transcardíaca, seus encéfalos coletados e processados para análise da expressão do MCH na área hipotalâmica lateral, segundo protocolos de imuno-histoquímica e hibridização in situ. A LHA apresentou um aumento significativo no número de neurônios apenas entre os grupos de 14 e 28 dias e sua área e volume foram significativamente menores apenas no grupo de 14 dias em relação a todos os grupos, com exceção do grupo de 750 dias. No entanto, com relação a densidade neuronal não foram observadas... / The Melanin-Concentrating Hormone (MCH) is a nonadecapeptide located mainly in neurons in the lateral hypothalamic area (LHA), which innervate several regions of neuraxis. MCH is involved in many functions as reproduction, aspects of motived behaviors, motor activity, sensorial information, temperature control, memory, learning, anxiety, sleep-wake cycle and feeding behavior in which the MCH plays an orexigenic role. The energy consumption in aging is reduced as well as, the expression of MCH presents alterations associated with age. Therefore, we analyzed the variations in the expression of MCH at different ages in the lateral hypothalamic area, using stereology (to estimate the number of MCH-ir neurons, area, volume and neuronal density), 3D reconstruction (to study the distribution of MCH-ir neurons) and optical density after in situ hybridization protocol for ppMCH RNAm (to measure the hibridizated area, the mean optical density and the integrated optical density [IOD]) in the LHA and its three regions. In this study, 35 animals were divided in 7 experimental groups of 14 (neonate), 28 (prepubescent), 50 (pubescent), 90 (young adult), 210 (middle aged adult), 540 (senescent adult) and 750 (elderly adult) postnatal days. All the animals were perfused via the ascending aorta, the brains were collected and processed by immunohistochemistry and in situ hybridization protocols to analyze the expression of MCH in the lateral hypothalamic area. LHA neurons number increased only between groups of 14 and 28 days, and its area and volume significantly smaller in 14-days group when in respect to all other groups but the 750-days one. However, there weren't differences in neuronal density among groups. MCH-ir neurons distribution in LHA and contiguous regions was similar among all groups as well. Hypothalamic MCH-ir neurons has shown uniform rates in and out of LHA, but after analyzing its distribution in mamillary, tuberal and anterior ... / FAPESP: 2013/08618-3

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The objective of this research was to evaluate of three grazing systems (GS) with Elephant grass (EG) + Italian ryegrass (IR) + spontaneous growing species (SGS); EG + IR + SGS + Forage peanut (FP); and EG + IR + SGS + Red clover (RC), in order to use the area in rotational grazing during all agricultural year. EG was planted in rows with a distance of 4 m each one of them. In the cool-season, IR was sowed between rows of EG; RC was sowed and the FP who has found established since 2006 was preserved on respectively GS. Experimental design was completely randomized with three treatments (GS), two replicates (paddocks) and independent evaluations (grazing cycles). For evaluation, were used lactating Holstein cows receiving 1% of BW day-1 feed supplement concentrate. The pre and post forage mass parameters, botanical and structural composition, forage production and stocking rate were evaluated. Samples were collected by the handplucking method to analyze the organic matter, mineral matter, crude protein (CP), neutral detergent fiber (NDF), in situ organic matter digestibility (ISOMD), in situ dry matter digestibility (ISDMD) of forage. Eight grazing cycle were performed during the experimental period (357 days). The values of forage production and stocking rate were 15.03, 16.33, 17.03 t ha-1 and 3.57, 3.52 and 3.65 animal unit ha-1, respectively grazing systems. Grazing systems involving grasses and forage legumes in different cycles provide use of the area during the agricultural year in rotational grazing with dairy cattle. SGS increased significantly (P≤0.05) over in GS without forage legume. Higher value of CP, ISOMD and lower of NDF for GS mixed with forage legumes. Considering the herbage mass, stocking rate and nutritive value, the pastures mixed to forage legumes showed better performance. / O objetivo desta pesquisa foi avaliar três sistemas forrageiros (SF) com capim elefante (CE) + azevém (AZ) + espécies de crescimento espontâneo (ECE); CE + AZ + ECE + amendoim forrageiro (AM); e CE + AZ + ECE + trevo vermelho (TV), com o intuito de utilização da área em pastejo rotativo durante todo o ano agrícola. O CE foi estabelecido em linhas afastadas a cada 4 m. No período hibernal fez-se o estabelecimento do AZ entre as linhas do CE; o TV foi semeado e o AM que já se encontrava estabelecido desde 2006, foi preservado, considerando os respectivos tratamentos. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, com três tratamentos (SF), duas repetições (piquetes) e avaliações independentes (ciclos de pastejo). Para avaliação foram utilizadas vacas da raça Holandesa em lactação, que receberam suplementação alimentar com concentrado à razão de 1% do peso corporal dia-1. Foram avaliados parâmetros de massa de forragem pré e pós pastejo, composições botânica e estrutural, produção de forragem e taxa de lotação. Para analisar a matéria orgânica, matéria mineral, a fibra em detergente neutro (FDN), a proteína bruta (PB), a digestibilidade in situ da matéria seca (DISMS) e a digestibilidade in situ da matéria orgânica (DISMO) da forragem, foram coletadas amostras de pastejo simulado. Durante o período experimental (357 dias) foram efetuados oito ciclos de pastejo. Os valores de produção de forragem e de taxa de lotação foram de 15,03; 16,33; 17,03 t ha-1 e 3,57; 3,52 e 3,65 UA ha-1, respectivamente para os sistemas forrageiros. Sistemas forrageiros, envolvendo gramíneas e leguminosas de diferentes ciclos, proporcionam a utilização da área durante todo o ano agrícola em pastejo rotativo com bovinos leiteiros. Houve aumento significativo (P≤0,05) para ECE na pastagem sem leguminosa. Foram observados maiores valores de PB, DISMO e menores de FDN para os SF consorciados com leguminosas. Considerando a massa de forragem, a taxa de lotação e o valor nutritivo, as pastagens consorciadas com leguminosas forrageiras apresentaram melhor desempenho.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:03Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004-02-20Bitstream added on 2014-06-13T20:14:34Z : No. of bitstreams: 1 moreira_prl_me_sjrp.pdf: 475365 bytes, checksum: 7053d5f3ee8ab1aee3f60d4fc5958a52 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Foi utilizada a técnica de RAPD para estudo da variabilidade genética e identificação de marcadores moleculares, em sete espécies de morcegos pertencentes a cinco gêneros e três famílias: E. glaucinus, E. perotis, M. molossus, M. rufus (Molossidae), E. furinalis, M. nigricans (Vespertilionidae) e A. planirostris (Phyllostomidae). Para amplificação do DNA genômico foram utilizados 20 primers decaméricos que juntos produziram 741 bandas, identificadas pelos tamanhos dos fragmentos em pares de bases (pb). As bandas foram registradas quanto a presença e ausência em cada indivíduo e os dados usados na construção de uma matriz binária e analisados estatísticamente e filogeneticamente com auxílio do programa Popgene 1.31 e PAUP 4.0b/0. O número total de bandas produzidas variou em cada espécie, sendo M. molossus a espécie que apresentou o maior número de bandas (369), e E. glaucinus o menor número (239). O número de bandas polimórficas e as freqüências relativas e médias em cada espécie também variaram. As maiores freqüências médias de bandas polimórficas foram apresentadas pelos primers 1, 2, 3, 7, 8, 18 e 19. Entre as espécies, M. molossus foi a mais polimórfica (43%), seguida de M. nigricans (40,1%), A. planirostris (32,9%), E. furinalis (31,4%), E. glaucinus (29,4%), M. rufus (28,5%) e E. perotis (23,1%). Outras bandas foram reconhecidas como monomórficas para uma espécie, sendo quatro para M. nigracans, duas para M. molossus, uma para E. glaucinus e uma para E. furinalis. Apesar de monomórficas para a espécies, quando os fragmentos foram utilizados como sondas em procedimentos de hibridação in situ cromossômicos e nuclear eles hibridaram com diferentes espécies, não confirmando a especificidade da banda. A diversidade gênica calculada segundo Nei (1973), foi analisada para a população, representada pelas sete espécies...

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:20:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4015.pdf: 10035531 bytes, checksum: 9f66b1eda402485df89e3da690e02c59 (MD5) Previous issue date: 2011-12-19 / Universidade Federal de Minas Gerais / The fishes from the Erythrinidae family present a wide karyotypic variation with several karyomorphs already identified for some species, including the presence of different sex chromosome systems. In Erythrinus erythrinus a well-differentiated X1X2Y system occurs in karyomorph D, as well as undifferentiated sex chromosomes in other karyomorphs of this species. In Hoplias malabaricus, single and multiple sex chromosome systems, as well as undifferentiated, can also be found. Among these, there is a well-differentiated XY system in karyomorph B, a nascent XY system in karyomorph C and a X1X2Y system in karyomorph D. The purpose of this thesis was to analyze the genomic differentiation occurred between E. erythrinus and H. malabaricus karyomorphs, with a particular focus on the sex chromosomes. To this end, besides the classical chromosomal analysis, repetitive DNA sequences and microdissected sex chromosomes were used as probes for fluorescence in situ hybridization (FISH) procedures. The evolutionary pathways for the sex chromosome systems of H. malabaricus and E. erythrinus karyomorphs were investigated. Allopatric populations of E. erythrinus karyomorphs A and D were analyzed and showed significant differences in relation to their karyotypes, where chromosomal rearrangements and genomic changes stood out as significant events during the evolutionary process. The genomic dispersion of transposable elements Rex3 associated with the 5S ribosomal DNA, as well as the differentiation of a multiple X1X2Y sex chromosome system were prominent events in the differentiation of karyomorph D. The role of repetitive elements in the process of differentiation of sex chromosomes was also analyzed. In this sense, we performed a comparative study of the distribution of twelve microsatellites (mono-, di-and trinucleotide) in the XY and X1X2Y systems, present in karyomorphs B and D of H. malabaricus, respectively. The differential distribution of microsatellites along the chromosomes in both systems were demonstrated, possibly as a direct reflection of their modes of origin, with a significant accumulation of repeats on the X chromosome of the XY system, in contrast to that found in the X1X2Y sex chromosomes system. The processes acting in the differentiation of sex chromosomes are not yet completely understood. However, the accumulation of repetitive DNA sequences may represent an early step in the differentiation of simple sex chromosomes systems (XY and ZW), highlighting the role of these sequences in their differentiation, and contributing to the reduction of recombination between the undifferentiated ancestor sex pair. On the other hand, in multiple systems, the chromosomal rearrangements implicated in the origin of these systems, appear to represent the primary factors responsible for the reduction of recombination without the need for additional genomic modifications. The comparative mapping of different repetitive DNA sequences in meiotic and mitotic chromosomes pointed for an independent differentiation process of the X1X2Y sex chromosomes in E. erythrinus and H. malabaricus. Additionally, sex chromosomes probes, isolated by microdissection, were used in experiments of whole chromosome painting (wcp), proving to be a powerful tool for the study of sex chromosomes evolution. It was shown that the chromosomes of the X1X2Y system have evolved independently in H. malabaricus and E. erythrinus where different autosomes were firstly converted to a slightly different XY sex pair in each species, followed by dinstinct chromosomal rearrangements in the origin of these systems. In turn, the chromosome painting also showed the independent origin for the XY system of H. malabaricus karyomorphs B and C. Again, distinct autosomal pairs present in the ancestor karyomorphs were converted into the XY chromosomes, now present in karyomorphs B and C. It has been well characterized the direct relationship between the XY system of karyomorph C and the origin of the X1X2Y system present in karyomorph D. Thus, even between congeneric species (E. erythrinus and H. malabaricus), as well as between karyomorphs of the same nominal species (H. malabaricus), the sex chromosomes have evolved independently, demonstrating the great plasticity of this evolutionary process in fishes. / Os peixes da família Erythrinidae apresentam uma ampla variação cariotípica, com diversos cariomorfos já identificados para algumas espécies, incluindo diferentes sistemas de cromossomos sexuais. Em Erythrinus erythrinus, um sistema X1X2Y bem diferenciado ocorre no cariomorfo D, assim como cromossomos sexuais indiferenciados em outros cariomorfos desta espécie. Em Hoplias malabaricus, sistemas de cromossomos sexuais simples e múltiplos, bem como indiferenciados, podem ser também encontrados. Entre estes, destaca-se um sistema XY bem diferenciado no cariomorfo B, um sistema XY nascente no cariomorfo C e um sistema X1X2Y no cariomorfo D. A proposta desta tese foi analisar a diferenciação genômica entre cariomorfos de E. erythrinus e H. malabaricus, com um enfoque especialmente voltado para os cromossomos sexuais. Para tanto, além das análises cromossômicas clássicas, foi realizado o mapeamento citogenético de seqüências de DNAs repetitivos, assim como a obtenção de sondas por microdissecção de cromossomos sexuais e a hibridização fluorescente in situ (FISH) nos cromossomos. Procurou-se testar o caminho evolutivo, quanto à origem independente ou em comum entre os sistemas de cromossomos sexuais dos cariomorfos de H. malabaricus e de E. erythrinus. Populações alopátricas dos cariomorfos A e D de E. erythrinus foram analisadas evidenciando diferenças significativas em relação ao cariótipo, onde rearranjos cromossômicos e alterações genômicas destacaram-se como eventos significativos durante o processo evolutivo. A dispersão genômica dos elementos transponíveis Rex3, associados ao DNA ribossomal 5S, bem como a diferenciação de um sistema de cromossomos sexuais múltiplos X1X2Y, foram eventos de destaque na diferenciação do cariomorfo D. Foi também analisado o papel de elementos repetitivos no processo de diferenciação dos cromossomos sexuais. Neste sentido, foi realizado um estudo comparativo da distribuição de doze microssatélites (mono-, di- e trinucleotídeos) nos sistemas XY e X1X2Y, presentes nos cariomorfos B e D de H. malabaricus, respectivamente. Foi demonstrada a distribuição diferencial de microsatélites ao longo dos cromossomos em ambos os sistemas, possivelmente como reflexo direto dos seus modos de origem, com um acúmulo significativo no cromossomo X do sistema XY, em contraste com o que se verifica nos cromossomos sexuais do sistema X1X2Y. Os processos que atuam na diferenciação dos cromossomos sexuais ainda não estão completamente esclarecidos. No entanto, o acúmulo de seqüências repetitivas de DNA pode representar um dos primeiros passos na diferenciação dos sistemas simples de cromossomos sexuais (XY e ZW), destacando o papel dessas seqüências na sua diferenciação, podendo contribuir para a redução da recombinação entre o par sexual ancestral indiferenciado. Por outro lado, nos sistemas múltiplos, os próprios rearranjos cromossômicos, implicados na origem desses sistemas, parecem representar fatores primários para redução da recombinação, sem a necessidade de modificações adicionais no genoma. O mapeamento comparativo de diversas seqüências repetitivas de DNA em cromossomos mitóticos e meióticos apontou para um processo de diferenciação independente dos cromossomos sexuais X1X2Y em E. erythrinus e H. malabaricus. Adicionalmente, sondas de cromossomos sexuais, isolados por microdissecção, foram empregadas em experimentos de pintura cromossômica total (wcp), mostrando-se uma ferramenta esclarecedora para a elucidação desse processo. Foi demonstrado que os cromossomos do sistema X1X2Y evoluíram de forma independente em H. malabaricus e E. erythrinus, onde diferentes autossomos foram primeiramente convertidos em um par sexual XY pouco diferenciado em cada espécie, seguindo-se rearranjos cromossômicos diferenciados na origem desse sistema. Por sua vez, a pintura 1 cromossômica também mostrou a origem independente para o sistema XY dos cariomorfos B e C de H. malabaricus. Novamente, distintos pares autossômicos de cariomorfos ancestrais foram convertidos nos cromossomos XY, agora presentes nos cariomorfos B e C. Foi bem caracterizado o relacionamento direto do sistema XY nascente do cariomorfo C com a origem do sistema X1X2Y do cariomorfo D. Assim sendo, tanto entre espécies cofamiliares (E. erythrinus e H. malabaricus), assim como entre cariomorfos de uma mesma espécie nominal (H. malabaricus), os cromossomos sexuais apresentam evolução independente, evidenciando a grande plasticidade desse processo evolutivo entre os peixes.