O arroz vermelho (Oryza sativa L.) é a principal planta daninha da cultura do arroz e o seu controle em lavouras comerciais é difícil. As cultivares de arroz resistentes aos herbicidas imidazolinonas proporcionaram o controle seletivo do arroz vermelho. Porém, nos últimos anos surgiram populações de arroz vermelho resistentes a estes herbicidas. Os objetivos desta pesquisa foram elucidar a importância do fluxo gênico e da seleção independente como processos de origem da resistência de arroz vermelho aos herbicidas imidazolinonas no RS; quantificar o fluxo gênico a partir de plantas de arroz vermelho resistentes para plantas de arroz vermelho suscetíveis em condições de cultivo; avaliar a ocorrência de fluxo gênico entre populações de arroz vermelho no RS; e identificar alterações na adaptação de arroz resistente a estes herbicidas baseado no padrão da germinação de sementes. Foram utilizadas 176 indivíduos de arroz vermelho resistentes e suscetíveis aos herbicidas imidazolinonas coletadas no RS e as cultivares IRGA 417, IRGA 422 CL, Sator CL e Puita INTA CL. A origem da resistência foi avaliada baseada em quatro marcadores moleculares single sequence repeats (SSR) e três single nucleotide polimorfism (SNP). O fluxo gênico entre plantas foi realizado em ensaio à campo e a avaliação foi realizada com marcadores fenotípico resistência a imidazolinonas e molecular SNP. O fluxo gênico entre lavouras foi avaliado em 27 populações através de 24 marcadores SSR. A alteração na adaptação de plantas de arroz resistentes foi realizada com base em parâmetros germinativos relacionados à resistência a imidazolinonas. A resistência devida ao fluxo gênico a partir de cultivares resistentes ou à seleção da mutação pelo uso contínuo destes herbicidas ocorreu em 98,9% e 1,1% dos indivíduos, respectivamente. A taxa média de fluxo gênico entre plantas foi de 0,0243%. O arroz vermelho foi mais receptivo ao pólen (0,0344%) que à cultivar IRGA 417 (0,0142%). Baseado no FST de 0,26 encontrado para as populações estudadas o índice estimado de fluxo gênico Nm foi de 0,7. A estruturação populacional indicou haver fluxo de sementes entre lavouras de arroz. As cultivares resistentes alcançaram 50% de germinação em menos tempo que a cultivar suscetível IRGA 417. Estes resultados sugerem que o manejo do arroz vermelho deve ser baseado na redução da pressão de seleção devida ao uso contínuo de herbicidas imidazolinonas e principalmente na mitigação do fluxo gênico de pólen e sementes. / Red rice (Oryza sativa L.) is the most important weed in the paddy field rice, and its control in large scale fields is difficult. The imidazolinone herbicide resistant rice cultivars provide selective red rice control. However, in recent years have been emerged red rice populations resistant to these herbicides. This study aimed to elucidate the relative importance of the gene flow and independent selection as origin process to the imidazolinone resistance in red rice; to quantify the gene flow among imidazolinone resistant red rice and susceptible red rice plants in paddy field conditions; to evaluate the occurrence of the gene flow among red rice populations in RS state; to identify variations in fitness of the imidazolinone resistant rice plants based on the seed germination pattern. Plant material consisted of 176 red rice individuals resistant and susceptible to the imidazolinone herbicides collected in RS and the rice cultivars IRGA 417, IRGA 422 CL, Sator CL and Puita INTA CL. The origin of the resistance was determinate based on four simple sequence repeats (SSR) and three single nucleotide polymorphism (SNP) molecular markers. The gene flow among red rice plants was studied in a paddy field experiment and the evaluation was based on the imidazolinone resistance trait and three SNP molecular markers. In addition, a gene flow among red rice 27 populations was carried out based on 24 SSR molecular markers. The variation in fitness of the resistant rice plants was based on the germination parameters related to the imidazolinone resistance. The imidazolinone resistance origin due to gene flow from resistant cultivars and from independent mutation selection occurred in 98,9% and 1,1% of the individuals, respectively. The mean gene flow rate among plants was 0,0243%. Red rice was more receptive to pollen (0,0344%) than the susceptible cultivar IRGA 417 (0,0142%). Based on the FST of 0,26, the estimated gene flow index Nm was 0,7. The population structure indicated that there is seed flow among rice paddy fields. All the imidazolinone resistant cultivars reached 50% of germination faster than the susceptible cultivar IRGA 417. These results suggest that the management of the red rice should be based on reduction of the selection pressure due to the continuous use of the imidazolinone herbicides and mainly on the mitigation of the seed and pollen gene flow.

Ctenomys flamarioni, comumente chamado tuco-tuco-das-dunas, é um roedor subterrâneo que habita a primeira linha de dunas costeiras do Estado do Rio Grande do Sul. Devido à pouca informação sobre este roedor e ao fato de ser uma espécie endêmica e ameaçada de extinção (principalmente pela redução e modificações antrópicas a que é submetido o ecossistema costeiro) o principal esforço desta tese foi centralizado na caracterização genética da variabilidade (e em como esta se encontra distribuída) em populações ao longo de toda a área de distribuição da espécie. Para isto foram utilizados dois tipos de marcadores moleculares, loci nucleares (nove loci de microssatélites) e seqüências de DNA mitocondrial (389 pares de bases da região controladora e 665 pares de bases do citocromo-b).Para três das dez populações amostradas foram incorporadas análises demográficas tanto a partir de dados de campo quanto a partir de dados genéticos através da utilização de loci de microssatélites. Para estas populações foram observadas diferenças significativas na proporção de machos e fêmeas (1:2, para os indivíduos adultos) e nas medidas utilizadas como estimativa de dimorfismo sexual (machos com maior peso e comprimento do corpo). Estas evidências sugerem um padrão de poliginia para C. flamarioni. As análises de estrutura genética indicaram forte diferenciação entre as populações, mas não a nível intrapopulacional. As estimativas de dispersão a partir dos dados genéticos utilizando índices de assignement (FST, FIS, mAIc, vAIc) e teste de AMOVA, mostraram diferenças não significativas entre machos e fêmeas, sugerindo dispersão de ambos os sexos. Todavia, a partir de estimativas de FST entre as populações mais próximas, foi inferida uma maior mobilidade dos machos. Quando a dispersão foi comparada entre aspopulações, esta foi significativamente maior para fêmeas, na população que habita a área mais preservada, e com menor densidade de indivíduos, em relação às outras duas. Para o total de populações, ambos os marcadores mostraram baixa variabilidade genética intrapopulacional, embora esta fosse mais crítica para o mtDNA. Para o conjunto de seqüências da região controladora mitocondrial (n = 89) analisadas foram obtidos sete haplótipos, enquanto que para as do citocromo-b (n = 45), cinco. Para os loci de microssatélites foi observado um número baixo de alelos por loci (entre três e oito). A variabilidade genética obtida foi divergente entre as nove populações estudadas, com valores de diversidade alélica que variaram de 1,1 a 3,6 e valores de heterozigosidade média de 0,21 a 0,70.As populações do sul da distribuição apresentaram os menores valores de variabilidade: a maioria dos loci nucleares em estado monomórfico e baixo número de haplotipos para os loci mitocondriais. O baixo polimorfismo obtido para os microssatélites não tem permitido o uso de testes estatísticos para detectar gargalos de garrafa. Todavia, para três das seis populações analisadas foi verificada a existência de reduções recentes do tamanho populacional. Os níveis de diferenciação genética entre populações foram maiores para os loci de microssatélites que para os de mtDNA, sugerindo assim baixo fluxo gênico atual e maior conectividade histórica entre as populações. Através dos testes de AMOVA, para os dois tipos de marcadores genéticos utilizados, foi observada correlação positiva entre a estruturação da variabilidade e a presença de duas das três possíveis barreiras geográficas ao fluxo gênico testadas. Os testes de Mantel evidenciaram um padrão de isolamento pela distância quando todas as populações foram consideradas na análise, mas não a nível regional.As árvores filogenéticas obtidas a partir dos diferentes métodos empregados evidenciaram relações pouco profundas entre os haplótipos, também sugeridas através das análises de Network. Estas últimas indicaram os haplótipos do norte da distribuição como os ancestrais, a partir dos quais teriam se originado os demais. A partir das diferentes abordagens utilizadas para testar a expansão demográfica (mismatch distribution, teste de Tajima, Fu, e modelo de crescimento exponencial), foi evidenciado sinal positivo, embora fraco, de expansão. O baixo poder dos testes empregados pode estar evidenciando, para a espécie, um padrão mais complexo de ocupação de sua atual área de distribuição, no qual flutuações do tamanho populacional, tanto históricas como contemporâneas, teriam um papel fundamental na redução da variabilidade genética. A partir de métodos semi e não-paramétricos foi estimado o tempo de divergência das principais linhagens filogenéticas de C. flamarioni (aproximadamente 90.000 anos) assim como uma taxa de mutação para o citocromo-b (μ = 0,019⁄ sítio ⁄ milhão de anos). Baseado nesta taxa de mutação, o tempo de ocorrência da principal expansão demográfica foi estimado em 60.000 anos. A partir dos resultados obtidos para os marcadores moleculares utilizados, e com o aporte de informação dos polimorfismos cariotípicos e protéicos reportados para a espécie, foi proposto: (1) duas Unidades Evolutivamente Significativas (ESUs) para C. flamarioni, a primeira formada pelas populações das regiões I, II e III, e a segunda incluindo as populações pertencentes à região IV; e (2) que cada uma das populações estudadas se constitua em uma unidade de manejo independente. / The tuco-tuco-das-dunas, Ctenomys flamarioni, is a subterranean rodent that inhabits the first line of the coastal dunes in State of Rio Grande do Sul. Due to the lack of information about this endemic rodent, and the threatened situation of the species (mainly as result of the anthropogenic changes over native coastal ecosystem), the effort of this thesis was focalized on the genetic variability characterization, and its distribution, over the total range of the species. With this aim two kinds of molecular markers were used: nine nuclear microsatellites loci and mitochondrial DNA sequences (389 base pairs of the control region and 665 base pairs of the cytochrome-b). In three of the ten populations sampled demographical analyses were done both from field and genetical data. For adult individuals significant differences were observed toward a female-biased sex-ratio (1 male:2 female) and sexual dimorphism (males heavier and larger than females). These evidences support a hypothesis of polygyny in C. flamarioni.Analysis of genetic structure revealed strong differentiation among populations, but no significant structure at the intrapopulation level. Non-significant values were obtained for the tested indexes, from assignment tests (FST, FIS, mAIc, vAIc) as well as from AMOVA, showing no evidence of sex-biased dispersal over populations. Nevertheless, for the nearest populations, non significant pairwise FST for males suggested a slightly male-biased dispersal pattern. In regard to inter-population differences, significant differences were clearer in the dispersal patterns among females with more dispersal for the population at the most preserved habitat than the two others. For all populations both microsatellites and mtDNA datasets showed low withinpopulation genetic variation but, it was more critical for mtDNA. For the mitochondrialcontrol-region set of sequences (n = 89) a total of seven haplotypes were obtained, and for the cytochrome-b dataset (n = 45) five haplotypes. The nine microsatellite loci surveyed were polymorphic with variable number of alleles by locus, ranging from three to seven. The same was observed with the genetic variability: the population mean diversity for varied between 1.1 to 3.6 alleles, and the mean observed heterozygosity across all loci ranged from 0.21 to 0.70. The three populations from the southern region of the range showed the lowest values of diversity: most of nuclear loci in monomorphic state and low number of haplotypes for the mtDNA datasets. The low number of polymorphic loci in these populations precluded the use of statistical test for bottleneck detection. However, for three of the six populations examined, a genetic signature of recent population size reduction was observed. Levels of genetic differentiation among populations were higher for microsatellites than mitochondrial loci, suggesting lower gene flow at the present than in the past. For both kinds of markers, the AMOVA analyses showed a substantial relationship between the genetic variation partitioning and two of the three hypothesized historical barriers to gene flow. Positive correlation between the genetic and geographic distances (isolation-by-distance pattern) was found when the total sampled range was considered but not at regional level. Phylogenetic tree analyses showed a shallow relationship between haplotypes, also suggested by the network approach. The northern haplotypes were suggested as the most ancient. Weak evidences of recent population expansion were obtained from the mismatch distribution, Tajima and Fu’s tests and using an exponential grow model. The lack ofpower of the applied tests may indicate by a complex pattern of the species occupation in its distribution range, in which historical and current reductions in population size possibly had a primary role in the reduction of genetic variability. Further analyses from nonparametric and semiparametric methods estimated a divergence time of haplotypic lineages of 90,000 years ago, in the Late Pleistocene, and a rate of cytochrome-b evolution μ = 1.9% per million years. Using this rate and assuming a stepwise scenario, the major increase in effective population size was estimated as occurring 60,000 years ago. Despite the lack of phylogeographic information to define Evolutionarily Significant Units (ESUs), based on the patterns of variation and divergence from the two kinds of markers and the previous allozyme and karyotype studies we propose, (1) two ESU,the first including north (I) and central (II and III) regions, and the second including all populations at the south of the distribution (IV); and (2) that each of the populations sampled should constitute an independent management unit.

A aveia nuda (Avena sativa subsp. nudisativa) é caracterizada por produzir espiguetas multiflora e grãos sem casca. O caráter nuda em aveia apresenta expressividade incompleta, apresentando grãos com casca junto com grãos sem casca, este fator a torna menos competitiva no mercado em comparação à aveia com casca (Avena sativa L.). O objetivo deste trabalho foi estimar o número de genes que governam o caráter multiflora/nuda, desenvolver mapas genéticos de ligação a partir de marcadores SNP e identificar marcadores moleculares ligados a este caráter em duas populações de aveia. As populações de progênies utilizadas, F2:5 e F2:6 são oriundas dos cruzamentos: UFRGS 01B7114-1-3 (espigueta normal e grãos com casca) x UFRGS 006013-1 (espigueta multiflora e grãos sem casca) e URS Taura (espigueta normal e grãos com casca) x UFRGS 017004-2 (espigueta multiflora e grãos sem casca). Os genótipos parentais com a característica multiflora/nuda foram avaliados nas estações de crescimento de 2012 e 2013. As linhagens das progênies F2:5 e F2:6 foram avaliadas visualmente quanto ao tipo de panícula e classificadas em: (i) panícula normal (grãos com casca), (ii) panícula multiflora (grãos sem casca) e, (iii) segregante, quando ambos os fenótipos foram observados entre plantas de uma mesma linhagem. Através da plataforma de genotipagem "GoldenGate Genotyping Assay", foram identificados marcadores SNP nos dois cruzamentos. De acordo com a avaliação fenotípica da característica multiflora/nuda nos genótipos parentais, observou-se que houve variação na expressão desta característica entre os genótipos parentais e entre os anos avalidos. Com a análise genética nas duas populações foi observado que na população UFRGS 01B7114-1-3 x UFRGS 006013-1, um gene governa o caráter multiflora/nuda e na população URS Taura x UFRGS 017004-2, dois genes atuam sobre a característica. Os dados fenotípicos obtidos em cada população foram acrescentados ao conjunto de marcadores moleculares, polimórficos entre os genótipos parentais e com padrão de segregação esperado de acordo com as proporções de Mendel, para o desenvolvimento dos mapas genéticos de ligação. Na população UFRGS 01B7114-1-3 x UFRGS 006013-1, os marcadores fenotípicos foram mapeados no grupo de ligação 32 e na população URS Taura x UFRGS 017004-2, no grupo de ligação 15 juntamente com outros 8 marcadores moleculares. Este resultado é pioneiro em aveia nuda e, embora iniciais, representam avanço significativo no entendimento dos fatores genéticos e moleculares que envolvem a característica multiflora/nuda em aveia hexaplóide. / The naked oat (Avena sativa subsp. Nudisativa) is characterized by producing multiflora spikelets and naked kernels. The naked oat trait has incomplete expressivity, showing naked kernels with covered grain, this factor makes it less competitive in the market compared to Avena sativa L.. The aim of this study was to estimate the number of genes that govern the multiflorous/naked character, developing genetic linkage maps from SNP markers and identify molecular markers linked to this trait in two oat populations. The F2:5 and F2:6 populations used are derived from the crosses: UFRGS 01B7114-1-3 (normal spikelet and covered grain) x UFRGS 006013-1 (multiflorous spikelet and naked grain) and URS Taura (normal spikelet and covered grain) x UFRGS 017004-2 (multiflorous spikelet and naked grain). Parental genotypes with characteristic multiflorous/naked were evaluated during the growing seasons of 2012 and 2013. The F2:5 and F2:6 progenies were visually evaluated about the type of panicle and classified as: (i) Normal panicles (covered grain), (ii) panicle multiflorous (naked grain), and (iii) segregating, when both phenotypes were observed between plants of the same progenies. Through genotyping "GoldenGate Genotyping Assay" platform, SNP markers were identified in the two crosses. According to the phenotypic evaluation of multiflorous/naked trait in the parental genotypes, it was observed that there was a variation in the expression of this trait from parental genotypes and the different years. With genetic analysis in both populations was observed in the UFRGS-01B7114 1-3 x UFRGS 006013-1 population that a gene governs the character multiflorous/naked and URS Taura x UFRGS 017004-2 population two genes governs this trait. The phenotypic data obtained for each population were added to a set of molecular markers polymorphic between the parents and with segregation pattern expected according to Mendel's ratios for the development of genetic linkage maps. In the UFRGS 01B7114 1-3 x UFRGS 006013-1 population, the phenotypic markers were mapped on linkage group 32 and the URS Taura x UFRGS 017004-2 population, in linkage group 15 together with 8 molecular markers. This result is a pioneer in naked oats and although early, represent significant advances in understanding the genetic and molecular factors related to characteristic multiflorous/naked in hexaploid oats.

Submitted by Chaylane Marques (chaylane.marques@ufpe.br) on 2015-03-13T17:49:52Z No. of bitstreams: 2 TESE_ALBERTO VINICIUS + Ficha.pdf: 1935294 bytes, checksum: 033dcc1254e3fb1696da0979cf81b236 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-13T17:49:52Z (GMT). No. of bitstreams: 2 TESE_ALBERTO VINICIUS + Ficha.pdf: 1935294 bytes, checksum: 033dcc1254e3fb1696da0979cf81b236 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012 / MCT/RENORBIO (Rede Nordeste de Biotecnologia); FINEP (Financiadora de Estudos e Projetos); BNB (Banco Nordeste do Brasil); FACEPE (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Pernambuco). / O feijão-caupi é uma das principais leguminosas cultivadas em todo o mundo. Além da importância econômica e social, essa espécie possui atributos biológicos que a tornam um interessante organismo para a pesquisa em biotecnologia. O uso de marcadores moleculares tem contribuído para os estudos de diversidade dos acessos depositados em bancos de germoplasma e das cultivares mais utilizadas pelos produtores, bem como no desenvolvimento de mapas de ligação. O presente trabalho teve como objetivo saturar o mapa genético, previamente estabelecido, com a população de interesse para o melhoramento da cultura de feijão-caupi no Brasil (BR 14-Mulato x IT85F2687). O mapa de ligação foi construído com base em marcadores SSR (Simple Sequence Repeats), ISSR (Inter Simple Sequence Repeat), AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism) e DAF (DNA Amplification Fingerprinting). O mapa de ligação foi construído através do programa MapMaker 2.0. Adotando o valor do limite de detecção (LOD) de 3,0 e uma frequência máxima de recombinação de 0,35, foram mapeadas 216 marcas em onze grupos de ligação cobrindo uma distância de recombinação total de 2064,6 cM. Os grupos de ligação variaram de 68,8 cM (Grupo 11) a 323,3 cM (Grupo 1). A distância entre marcadores adjacentes variou entre 0 e 39,5 cM, com média de 9,7 cM. Os resultados encontrados indicam as bases para o desenvolvimento de mapas específicos saturados para identificação de locos de herança quantitativa de utilidade em programas de melhoramento do feijão-caupi, bem como para estudos comparativos de mapeamento a partir da integração entre espécies do gênero Vigna. Esses marcadores representam uma ferramenta útil para isolamento de genes de resistência a estresses bióticos e abióticos desta espécie via clonagem baseada em mapeamento genético.

A ferrugem da folha é a moléstia de maior importância econômica para a cultura da aveia e a resistência qualitativa, geralmente utilizada para o seu controle, apresenta pouca durabilidade. A utilização de resistência parcial, caracterizada pelo progresso lento da moléstia, tem sido reconhecida como alternativa para obtenção de genótipos com resistência mais durável. Os objetivos deste trabalho foram determinar o progresso da ferrugem, o controle genético da resistência, e identificar marcadores moleculares associados a essa resistência, em várias gerações e anos. Populações F2, F3, F4, F5 e F6 do cruzamento UFRGS7/UFRGS910906 (sucetível/parcialmente resistente) (1998, 1999 e 2000) e F2 do cruzamento UFRGS7/UFRGS922003 (1998), foram avaliadas a campo quanto à porcentagem de área foliar infectada, para determinar a área sob a curva do progresso da doença (ASCPD). Mapeamento molecular, com marcadores AFLP (amplified fragment length polymorphism), foi realizado em F2 e F6, do primeiro cruzamento, identificando marcadores associados à resistência quantitativa (“quantitative resistance loci” ou QRLs). Resultados de três anos evidenciaram alta influência do ambiente na expressão da resistência, apresentando, entretanto, variabilidade genética para resistência parcial nas populações segregantes. A distribuição de freqüências do caráter ASCPD nas linhas recombinantes F5 e F6 foi contínua, indicando a presença de vários genes de pequeno efeito em seu controle. Estimativas de herdabilidade variaram de moderada a alta. O mapa molecular F2 foi construído com 250 marcadores, em 37 grupos de ligação, e o mapa F6 com 86 marcadores em 17 grupos de ligação. Cinco QRLs foram identificados na F2 e três na F6. O QRL identificado na F6, pelo marcador PaaMtt340 apresentou consistência em dois ambientes.

A brusone, causada por Magnaporthe grisea, é a doença mais importante do arroz. Uma vez que, o uso de cultivares resistentes é o método mais efetivo para o controle da doença, a pesquisa visa a identificação de novos genes que confiram resistência mais durável. O objetivo deste trabalho foi a identificação de cultivares que contenham os genes de resistência Pi-1, Pi-2 e Pi-11 utilizando marcadores moleculares. RG64, um marcador RFLP baseado em PCR, foi utilizado para verificar a presença do gene Pi-2 em 250 cultivares de arroz. Trinta e três cultivares apresentaram o mesmo perfil eletroforético da linha-quaseisogênica (NIL) C101A51, que contém o gene Pi-2. Verificou-se que 28 cultivares foram resistentes aos isolados inoculados, indicando que RG64 possui alta eficiência para a seleção de cultivares que contêm o gene Pi-2. Três marcadores microssatélites (RM) foram utilizados para verificar a presença do gene Pi-1 em 104 cultivares de arroz. Trinta cultivares, analisadas com RM254, apresentaram o mesmo perfil da NIL C104LAC, que contém o gene Pi-1. Verificou-se que 19 cultivares foram resistentes aos isolados inoculados. Três marcadores microssatélites foram utilizados para verificar a presença do gene Pi-11 em 104 cultivares de arroz. Oito cultivares, analisadas com RM210, apresentaram o mesmo perfil da NIL IR1529, que contém o gene Pi-11, mas somente uma foi resistente. Com exceção do RM254, os demais marcadores microssatélites tiveram baixa eficiência de seleção de cultivares com o mesmo perfil das NILs. Estes resultados indicam que o uso de marcadores moleculares pode ser útil para acelerar o processo de lançamento de cultivares com resistência à brusone. No entanto, ainda é preciso aumentar a eficiência de seleção, através de marcadores microssatélites com localização cromossomal mais próxima dos genes Pi-1 e Pi- 11. Em um futuro próximo, isto poderá ser possível com a disponibilização de mapas moleculares de maior resolução.

O cerrado brasileiro é um dos biomas de maior riqueza e endemismo de plantas, mas com alto índice de desmatamento nas últimas décadas, o que resultou na fragmentação dos habtats e na ameaça de extinção de centenas de espécies vegetais. Dentre estas espécies ameaçadas está Anacardium humile, conhecida como cajuzinho-do-campo, uma planta caméfita de ampla distribuição pelo país, servindo de alimento para o homem e para alguns animais e apresentando propriedades medicinais. Estudos sobre a estrutura de populações de Anacardium humile são escassos na literatura, e seu entendimento é fundamental para a preservação e conservação da espécie. Dessa forma, o presente trabalho teve dois objetivos: 1) em duas fitofisionomias de cerrado distintas, estimar a abundância de ramets da espécie, seu padrão de distribuição espacial em macro e microescala, e a influencia da porcentagem de abertura do dossel na determinação deste padrão; 2) a construção de uma biblioteca genômica enriquecida de microssatélites para a espécie e o desenho de primers a partir desta biblioteca, a fim de isolar locos com potencial para uso como marcadores genéticos. Com relação ao primeiro objetivo, três parcelas de 0,5 ha, divididas em 200 subparcelas, foram instaladas (duas num fragmento de cerrado típico à cerradão e uma num fragmento de cerrado aberto), e todos os ramets da espécie foram amostrados por contagem, sendo discriminados os com e sem ataque de Contarinia sp. (Diptera: Cecidomyiidae). Fotografias foram tiradas do centro de cada parcela para determinar a porcentagem de abertura do dossel. A abundância de ramets foi maior nas áreas mais abertas, mas a incidência de ataque de Contarinia sp foi maior no fragmento mais fechado. As análises de macroescala (Índice de Dispersão) e de microescala (Autocorrelação Espacial) mostraram que os ramets da espécie apresentam padrão agregado em ambas as áreas, mas que essa agregação, em microescala, não está relacionada à porcentagem de abertura do dossel, embora haja diferenças significativas para este ultimo fator entre os grids, indicando que o padrão é devido à sua forma de vida. Já em relação ao segundo objetivo, a construção da biblioteca genômica enriquecida de microssatélites resultou em 180 clones, dos quais 84 foram seqüenciados, sendo detectadas 23 sequências contendo microssatélites, o que representa um enriquecimento da biblioteca de 27,38%. Foram desenhados 15 pares de primers dentre os 34 microssatélites obtidos, mas apenas 7 pares amplificaram. Destes, cinco pares foram visualizados em acrilamida, e um loco polimórfico foi observado. O número de clones obtidos está dentro do observado em estudos com outras espécies da família Anacardiaceae, mostrando a eficiência do protocolo. Problemas com a otimização de reagentes podem ter impedido a amplificação de alguns primers, uma vez que os procedimentos para o desenho dos mesmos foram adequados. Os resultados de polimorfismo são preliminares, devido ao número baixo de indivíduos avaliados. Ao menos um loco apresenta potencial como marcador genético. / Brazilian cerrado is one of the richest and plants endemism biomes, but with a high deforestation in the last decades, resulted in habitats fragmentation and extinction threat of hundreds of plant species. Among these threatened species is Anacardium humile, known as cajuzinho-do-campo, a camephyth plant with a wide distribution through the country, which serves as aliment to man and some animals and presents some medical properties. Studies about Anacardium humiles populations structure are very scarce in the literature, and its understanding is fundamental to the preservation and conservation of the species. Thus, the present work had two objectives: 1) in two distincts cerrado plant physiognomies, estimate the abundance of species ramets, its spatial distribution pattern in macro and microscale, and the influence of canopy openness percentage in the determination of this pattern; 2) construction of a genomic enriched library with microsatellites to the species and primers design from this library, to isolate loci with potential to be used as genetic markers. In relation to the first objective, three 0,5 ha quadrats, divided in 200 contiguous quadrats of 25 m2, were installed (two in a typical cerrado to cerradão fragment and one in an open cerrado fragment), and all species ramets were sampled by count, being differentiated in with and without Contarinia sp attack ((Diptera: Cecidomyiidae). Photographies of the center of each parcel were taken to determinate the percentage of canopys openness. The abundance of ramets were higher in the most opened areas, but the incidence of Contarinia sp attack were higher in the closest fragment. Macroscale (Dispersion Index) and microscale analysis (Spatial Autocorrelation) showed that species ramets present an aggregated pattern in both areas, but this aggregation is not related to the percentage of canopys openness, although there are significant differences to this last factor among the grids, indicating that pattern is due to its way of life. In relation to the second objective, the construction of genomic library enriched with microsatellites resulted in 180 clones, which 84 were sequenced, being detected 23 sequences containing microsatellites, representing a librarys enrichment of 27,38%. 15 primers pairs were designed among the 34 obtained microsatellites, but only 7 pairs amplified. From these, five pairs were visualized in acrylamide, and one polymorphic loco was observed. The number of obtained clones is in accordance with the observed in studies with another species from Anacardiaceae family, showing protocols efficiency. Problems with the optimization of reagents may have impeded the amplification of some primers, once that procedures to their design were suitable. Polymorphism results are preliminaries, due to low number of evaluated individuals. At least one loco presents potential as genetic marker.

Cerca de um terço das mudas de cana-de-açúcar, plantadas no Estado de São Paulo, tem sido produzida por micropropagação. Quando se pratica micropropagação pretende-se conservar a integridade genética da planta doadora de explante, visto que a finalidade desta técnica é a obtenção de muitos clones com características idênticas às da planta doadora. Porém, tem-se observado elevados níveis de instabilidade fenotípica em plantas micropropagadas, como na variedade RB83-5486. Neste, trabalho utilizou-se a técnica do RAPD com a finalidade de detectar a variação induzida pela cultura de tecidos em cana-de-açúcar. Foram analisadas 48 plantas propagadas via colmos e 48 plantas micropropagadas (via cultura de meristema) da variedade RB83-5486. Calculou-se a taxa de polimorfismo a partir de 98 locos, sendo constatado um aumento do polimorfismo de 1,02% para 7,14%, com incremento de cerca de sete vezes na taxa de polimorfismo. Posteriormente, foram analisadas 50 plantas no campo, provenientes de dez meristemas nas cinco fases de repicagens, e 30 plantas in vitro provenientes de 5 meristemas nas seis fases de repicagens, em duas variedades. Encontrou-se taxas de polimorfismo variáveis em todas as fases do cultivo in vitro. E a variedade RB83-5486 mostrou ter um comportamento in vitro mais instável quando comparada com a variedade SP80-185. / Approximately a third part of sugar cane plants in São Paulo State has been produced by micropropagation. As far as micropropagation is concerned, it is desirable to preserve genetic integrity of the explant donor plant, since the aim of this technique is to obtain many clones with characteristics identical to the donor plant. However, high levels of phenotypic instability has been observed in micropropagated plants, such as variety RB83-5486. In the present work, RADP technique was employed in order to detect tissue culture-induced variations in sugar cane. Forty-eight plants propagated via stem and forty-eight micropropagated plants (via meristem culture) from variety RB83-5486 were analised. The polymorphism rate was calculated from ninety-eight loci and an increase from 1,02% to 7,14% was observed, representing approximately a sevenfold higher polymorphism rate. Fifty field-grown plants, from ten meristems at each one of the five subcultivation stages, and thirty in vitro plants from five meristems at each one of the six subcultivation stages, from two varieties were analysed. Different polymorphism rates were found at every in vitro cultivation phase. Concerning to the multiplication phase, we found variable polymorphism rates. Variety RB83- 5486 appeared to have a more unstable in vitro behavior than variety SP80-185.

Orientador: Otto Bismarck Fazzano Gadig / Resumo: As espécies Carcharhinus falciformis e Carcharhinus signatus, são tubarões oceânicopelágicos, caracterizados por habitarem o ambiente epipelágico de águas quentes e temperados de todo o mundo. Devido ao alto valor da suas nadadeiras, estas espécies são demasiadamente capturadas pela pesca de espinhel pelágico, direcionado para a captura de atuns e espadarte. Em decorrência dessa severa pressão pesqueira, estima-se que estas espécies tiveram reduções populacionais em torno de 75%, e estão atualmente listadas como próximo de ameaçada (C. falciformis) e vulnerável (C. signatus) na lista vermelha da Internation union for Conservation of Nature (IUCN). Por serem espécies migratórias e por habitarem águas internacionais, as ações de conservação exigem esforços conjuntos de vários países, tarefa que no Oceano Atlântico compete à International Commission for the Conservation of Atlantic Tunas – ICCAT. A presente tese avaliou os aspectos genéticos populacionais e filogeográficos de ambas espécies, utilizando marcadores moleculares mitocondriais (C. falciformis e C. signatus) e microssatélites (C. signatus). Especificamente, foram avaliados os níveis de diversidade genética, testada a hipótese nula de panmixia e inferidos os cenários filogeográficos responsáveis pelas relações filogenéticas intraespecíficas, e aspectos demográficos populacionais. Além disso, a diversidade genética da subclasse elasmobrânquios foi avaliada e discutida a sua utilização nas avaliações do ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The shark species, Carcharhinus falciformis and Carcharhinus signatus, are oceanic-pelagic species that inhabit tropical, subtropical and temperate waters worldwide. The high value of their fins associated with the by-catch these species by longline fisheries, which targeting tuna and swordfish, has led to a population reduction around 75%. Currently, these species are listed on the IUCN Red list as Near Threatened (C. falciformis) and Vulnerable (C. signatus). Due to their high vagility and migratory behavior, inhabiting internation waters, management and conservation plans require joint efforts from the many country, a task that in the Atlantic Ocean is entrusted to the International Commission for the Conservation of Atlantic Tunas – ICCAT. This Thesis assessed the main aspects of population genetics and phylogeography in both species. Using mitochondrial marker (C. falciformis and C. signatus) and nine loci microsatellites (C. signatus). Especifically, the levels of genetic diversity were assessed, panmixia null hypothesis was tested and the phylogeography scenarios responsible for intraspecific phylogenetic relationships and populations demography were inferred. Furthermore, the genetic diversity of subclass Elamosbranchii and its usefullness to assess conservation policies were discussed. The overall genetic diversity at CR mtDNA in both species was high (h = 0.88±0.012 and π = 0.005±0.003 – C. falciformis; h = 0.74±0.027 and π = 0.0034±0.0019 – C. signatus). However, C... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

O estudo de fungos endofíticos tem sido intensificado nos últimos anos e abrange principalmente a descrição de novas espécies, o potencial de utilização no controle biológico de fitopatógenos e a produção de metabólitos secundários com atividades biológicas diversas. No entanto, a interação e a possível função destes organismos em plantas de clima tropical são pobremente estudadas e pouco compreendidas. A cana-de-açúcar é uma das principais culturas do Brasil e nos últimos anos está recebendo especial atenção devido à produção de etanol para uso como biocombustível. Um grande avanço no conhecimento das comunidades microbianas endofíticas desta planta tem sido alcançado, abrindo a possibilidade de estudo sobre as funções destes organismos na interação endofítica, bem como de seu potencial biotecnológico. Uma espécie que coloniza consistentemente os tecidos de cana-de-açúcar é o fungo Epicoccum nigrum. Este fungo é conhecido por sua atividade de biocontrole de fitopatógenos e por apresentar metabolismo secundário altamente desenvolvido e diverso. Nesse contexto, este trabalho teve por objetivos: 1) estudar a diversidade genética de isolados endofíticos de Epicoccum de cana-de-açúcar e de outros hospedeiros; 2) desenvolver um sistema de transferência de genes repórteres, visando à análise da interação in vitro e in vivo com cana-deaçúcar; 3) avaliar a atividade antimicrobiana in vitro de isolados endofíticos de Epicoccum contra diferentes fitopatógenos e patógenos humanos; 4) obter mutantes insercionais com atividade antimicrobiana ausente, visando à identificação de genes envolvidos no metabolismo secundário. O trabalho foi iniciado com o isolamento de Epicoccum de cana-de-açúcar. A análise por meio de abordagem polifásica resultou na separação dos isolados em dois taxa distintos (Grupo 1, E. nigrum; Grupo 2, Epicoccum sp.), demonstrando que a classificação de E. nigrum como uma única espécie variável deve ser reavaliada. A seguir, transformantes resistentes a higromicina B e expressando GFP foram obtidos por meio de transferência gênica mediada por A. tumefaciens. Ensaios de colonização de cana-de-açúcar in vitro e in vivo com a linhagem selvagem e transformada demonstraram a natureza não patogênica das linhagens e que E. nigrum é capaz de colonizar endofiticamente e persistir nas folhas desta planta. A análise da atividade antimicrobiana revelou extensa variação fisiológica, a qual foi correlacionada com a variabilidade genética dos isolados. Uma biblioteca de agrotransformantes de E. nigrum e Epicoccum sp. foi caracterizada quanto à perda da atividade antimicrobiana. A análise das seqüências flanqueadoras do T-DNA obtidas por TAIL-PCR a partir dos mutantes revelou que a inserção ocorreu em diferentes locais do genoma, muitos com elevada similaridade com proteínas hipotéticas de fungos, algumas sem função conhecida, e outras contendo domínios conservados envolvidos em diferentes funções celulares, como regulação da expressão gênica, transporte, obtenção de energia e outras funções enzimáticas. A análise do extrato orgânico por meio de bioautografia revelou a perda da atividade antimicrobiana de alguns mutantes insercionais, em comparação ao extrato da linhagem selvagem. O grande número de mutantes obtidos e caracterizados constitui uma ferramenta importante para o estudo molecular do metabolismo secundário deste fungo endofítico, auxiliando o entendimento da biossíntese de diversos compostos com estruturas complexas produzidos por esta espécie. / The study of endophytic fungi has increased in last few years and includes mainly the description of new species, biological control and production of compounds with biological activity. However, due the fact that few studies have been done, the role of these microorganisms inside the host plant from tropical areas is poorly understood. Sugarcane is one of the most important crop in Brazil, mainly due the biofuel production. Therefore, studies have been done to better understanding the role of endophytic microbial diversity inside the sugarcane plants, allowing the possibility to use this interaction in sugarcane production and also find endophytic isolates with biotechnological potential. Previous studies have shown that an important sugarcane endophytic fungus is Epicoccum nigrum, which species has been associated to biological control of many phytopathogens and also production of different secondary metabolites. In this way, the aims of the present study were to 1) study the genetic diversity of sugarcane endophytic Epicoccum; 2) develop a genetic transformation system for Epicoccum spp., allowing the in vitro and in vivo study of the interaction with sugarcane; 3) evaluate the in vitro antimicrobial activity of Epicoccum; 4) obtain mutants defective to antimicrobial activity and identification of genes associated to this activity. The polyphasic approach indicated that the evaluated Epicoccum population present two different genotypes (Group 1: E. nigrum and Group 2: Epicoccum sp.), suggesting that the classification of E. nigrum in only one species should be revised. Mutants resistant to hygromicin B and expressing GFP gene were obtained by transformation with Agrobacterium tumefaciens. In vitro and in vivo sugarcane colonization showed that the Epicoccum isolates and mutants were able to settling endophytically inside sugarcane without induce disease symptoms, and live up to leaves. The results shown that the antimicrobial activity was related to genetic variability, and this activity was better characterized by analysis of a obtained mutant library of E. nigrum and Epicoccum sp. The TAIL-PCR analysis revealed that the T-DNA introduced into the mutants was inserted in different regions of the fungi genome, truncating different genes those coding fungi hypothetical proteins, conserved domain associated to cellular function, such as genetic regulation, energy obtaining and others enzymatic activity. The analysis by bioautography indicated that some mutants lose the antimicrobial activity, allowing the correlation between the truncated genes and antimicrobial compound production. The evaluation of this mutant library showed that different genes are associated to antimicrobial compound production and may be an important tools to study the secondary metabolism in this endophytic fungus, allowing the understanding of biochemical pathway associated to biosynthesis of complex molecules produced by this fungus.