A ferrugem da folha é a doença que causa maiores prejuízos à triticultura. A resistência genética é comprovadamente o método mais eficiente e econômico de controle. Em trigo, a resistência à ferrugem da folha pode ser específica à raça e não específica à raça. Atualmente a melhor estratégia para manter uma proteção efetiva contra a ferrugem da folha consiste em empregar combinações de genes, independente do tipo de resistência que conferem. A piramidização de genes é facilitada com o uso de marcadores moleculares. Os mecanismos moleculares de resistência dos genes que conferem resistência específica à raça têm sido amplamente estudados, no entanto da resistência não específica à raça pouco se sabe. Assim, este projeto teve como objetivos: I) validar marcadores moleculares para seleção assistida para a resistência à ferrugem da folha em genótipos brasileiros de trigo; II) identificar marcadores moleculares potencialmente associados a genes de resistência não específica à raça à ferrugem da folha; III) identificar e caracterizar análogos a genes de resistência em trigo;IV) caracterizar mecanismos moleculares da resistência não específica à raça a ferrugem da folha em trigo. Para a validação foram avaliados cinco marcadores PCR-específcos associados aos genes Lr1, Lr9, Lr10 e Lr24. Os marcadores associados aos genes Lr9, Lr10 e Lr24 apresentaram potencial para uso na seleção assistida, pois foram específicos para plantas contendo estes genes. Para a identificação de RGAs foram utilizadas três combinações de primers degenerados. A maioria das seqüências apresentou os motivos comuns a genes de resistência. Uma seqüência apresentou alta homologia com genes de resistência previamente identificados. Os primers derivados das seqüências identificadas apresentaram alto polimorfismo, sendo que um destes mostrou-se associado ao gene Lr26 e a resistência de planta adulta à ferrugem da folha. A combinação da técnica de AFLP com linhagens diferenciais contrastantes para os genes Lr13 e Lr34 permitiu identificar duas seqüências potencialmente associadas ao gene Lr34. O uso da SSH permitiu identificar genes diferencialmente expressos na resistência não específica à raça à ferrugem da folha no cultivar Toropi. Dentre as seqüências identificadas estão genes codificadores de proteínas de membranas potencialmente associados à percepção do patógeno e genes com domínios característicos de sinalizadores secundários para a resistência como NPR1, Rar1, Sgt1 e calmodulina. Além destas, foram identificados também seqüências com homologia a genes codificadores de enzimas chaves no controle de rotas de síntese de substâncias relacionadas à defesa e envolvidas no metabolismo primário, principalmente produção de energia. Os marcadores e seqüências obtidas e mecanismos elucidados neste trabalho representam ferramentas valiosas para a obtenção de cultivares de trigo com resistência ampla e durável à ferrugem da folha. / Leaf rust is one of the most important wheat diseases worldwide. The genetic resistance is the most efficient and economical method to leaf rust control. Host resistance to leaf rust can either be race-specific or no race-specific. The best strategy to maintain an effective protection against leaf rust consists in resistance gene combinations, independent of the resistance type. Marker-assisted selection greatly facilitates gene pyramidization. The molecular mechanisms of race-specific resistance genes have been well studied, however there is little known about the no race-specific resistance gene mechanisms. The objectives of this project were: I) to validate molecular markers for marker-assisted selection to leaf rust resistance genes in Brazilian wheat cultivars; II) to isolate and characterize resistance gene analogues (RGAs) in wheat; III) to identify molecular markers potentially associated to leaf rust no race-specific resistance genes; IV) to characterize molecular mechanisms from no race-specific resistance genes to leaf rust in wheat. Five PCR-specific markers previously identified as associated to the Lr1, Lr9, Lr10 and Lr24 genes were evaluated. The markers associated to the Lr9, Lr10 and Lr24 genes were specific to the cultivars carrying them in the Brazilian wheat cultivars, demonstrating potential for marker-assisted selection. Three degenerate primer combinations were used for the RGAs identification and most of the identified sequences showed the conserved motifs from resistance genes. One sequence showed high homology with previous identified plant resistance genes. The primers from identified sequences showed high polimorphism, and one of these is associated to the Lr26 leaf rust resistance gene and to the adult plant resistance present in cultivar BR35(?). The use of AFLP (amplified fragment length polymorphism) technique with near-isogenic lines carrying Lr13 and Lr34 genes from wheat cv. Thatcher allowed to identify two sequences potentially associated to the Lr34 gene. SSH were used to identify leaf rust induced genes from no race-specific resistance wheat cultivar Toropi. Among the identified sequences there are proteins of membranes for genes potentially associated to the pathogen perception and genes with secondary signals resistance domains as NPR1, Rar1, Sgt1 and calmodulin binding protein. Besides these, we identified sequences with homology to genes for key enzymes in the control of the related defense substances synthesis and involved in the primary metabolisms, mainly energy production. The markers and sequences obtained and the mechanisms elucidated in this work represent a valuable tool for the development of wheat cultivars with more reliable resistance to leaf rust.

Paspalum notatum é uma espécie forrageira de ampla ocorrência no sul do Brasil. Esta espécie consiste de biótipos diplóides sexuais (P. notatum var. saurae), restritos à Argentina, e apomíticos poliplóides (P. notatum var. notatum). Este trabalho teve por objetivos a caracterização agronômica, molecular e morfológica, e determinar o nível de ploidia em uma coleção de acessos de P. notatum. O experimento foi implantado na Estação Experimental Agronômica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, em Eldorado do Sul, consistindo de 52 acessos de P. notatum, a cultivar comercial Pensacola e dois biótipos de P. guenoarum, Baio e Azulão. As avaliações foram realizadas em plantas individuais, em delineamento completamente casualisado, com cinco repetições durante os anos de 2008-2009. Houve variabilidade para todas as características morfológicas analisadas, com a formação de 16 grupos morfológicos. O hábito das plantas, pilosidade da bainha e das lâminas foliares foram os caracteres que mais contribuíram para a divergência genética, somando 55,16% da variação. Houve variação das produções forrageiras entre os diferentes acessos. A maioria dos acessos de P. notatum apresentou elevadas produções de matéria seca ao serem comparados com a cultivar Pensacola. Os acessos 48N, 95N, 70N e V4 apresentaram as maiores produções além de apresentarem persistência ao inverno da região. Na caracterização molecular, os oito marcadores SSR formaram nove grupos, com índice de similaridade média de 0,29, variando de zero a 0,83. O conteúdo de informação de polimorfismo variou de 0,41 a 0,69, com todos os locos polimórficos. Dos 25 acessos de P. notatum para os quais foi determinado o nível de ploidia, quatro acessos são diplóides (2n=2x=20 cromossomos) e os demais tetraplóides (2n=4x=40 cromossomos). Os quatro acessos diplóides são pertencentes à P. notatum var. saurae, e foram coletados na região de origem da Pensacola. Os resultados indicaram uma grande variabilidade em todas as análises realizadas, reforçando estudos realizados anteriormente para a espécie. A boa produção forrageira de alguns acessos e a detecção de acessos diplóides, aliado às informações de similaridade genética e morfológica obtidos com este estudo, pode ser de grande importância em futuros estudos de melhoramento genético com a espécie P. notatum. / Paspalum notatum is a forage species widely occurring in Southern Brazil. This species consists of sexual diploid (P. notatum var. saurae), restrict of the Argentina, and apomictic polyploid (P. notatum var. notatum) biotypes. This work has the objective to make the agronomic, molecular and morphological characterization, and to determine the ploidy level of the collection of P. notatum accessions. The experiment was carried out at the Experimental Agronomic Station of Universidade Federal do Rio Grande do Sul, in Eldorado do Sul, consisting of 52 accessions of P. notatum, the commercial cultivar Pensacola and two biotypes of P. guenoarum, Baio and Azulão. The assessments were performed in individual plants, in completely randomized design, with five replicates, during the 2008-2009 years. There was variation to the morphological characters analyzed with the formation of 16 morphological groups. The plants growth habit and the leaves pubescence were the characters with the major contribution to the genetic divergence, contributing with around 55,16%. There was variation of the forage production among the different accessions. Most accessions of P. notatum presented high yield when compared to the cultivar Pensacola. The accessions 48N, 95N, 70N and V4 showed high yield and also, showed persistence to the winter of the region. In the molecular characterization, the eight SSR markers formed nine groups, with a genetic similarity (Jaccard Index) of 0,29, ranging from 0,0 to 0,83. The polymorphism information content ranging 0,41 a 0,69, and all locus were polymorphic. The chromosome numbers were determined in 25 accessions of P. notatum, and four were diploids (2n=2x=20 chromosome) and 21 accessions were tetraploid (2n=4x=40 chromosome). The four diploids accessions belong to P. notatum var. saurae, and were collected in the region of origin of the Pensacola. The results showed variability in all analysis performed, in accord with previous studies to this species. The good forage production in some accessions and the detection of diploids accessions, associated with information of genetic and morphological similarity, can be important in futures studies of plant breeding in P. notatum.

O presente trabalho teve como objetivo geral caracterizar a variabilidade genética existente em um grupo de genótipos de arroz irrigado do banco de germoplasma disponível no programa de melhoramento do Instituto Rio Grandense do Arroz (IRGA) e como objetivos específicos identificar marcadores morfológicos que separem os dois grupos de arroz índica e japônica, avaliar a amplitude da base genética desse germoplasma e comparar o padrão de agrupamento obtido pelos marcadores morfológicos e moleculares.

O conhecimento do germoplasma disponível permite ao melhorista de fumo planejar estrategicamente o uso de genitores visando à ampliação da variância genética nas populações segregantes. Apesar de acreditar-se que a base genética do fumo é estreita, nenhum estudo foi feito com os genótipos utilizados pelos programas de melhoramento de fumo no Sul do Brasil. Os objetivos deste trabalho foram investigar a base genética e caracterizar genótipos de fumo utilizados em programas de melhoramento no Sul do Brasil através de caracteres fenotípicos e marcadores moleculares, comparando diferentes métodos quanto à capacidade de distinção de genótipos individuais. Trinta e dois genótipos de fumo foram avaliados para 32 características fenotípicas, 271 marcadores RAPD, 86 microssatélites e 484 marcadores AFLP. Características fenotípicas e marcadores moleculares RAPD e AFLP foram eficientes para distinguir os genótipos estudados, permitindo evidenciar moderada similaridade e estreita base genética. Apesar disso, foi encontrada variabilidade para as características fenotípicas de maior importância econômica em fumo, sendo possível caracterizar individualmente os 32 genótipos através de 23 das 32 características fenotípicas avaliadas. Os genótipos K-326 LF e BY-64 divergiram dos demais e se destacaram para características de importância econômica, como rendimento, índice qualitativo de folhas, teor de nicotina e percentual de talo, sendo de grande potencial como genitores em cruzamentos elite. Foram identificados marcadores RAPD e AFLP específicos, capazes de distinguir, individualmente, os genótipos estudados. Os resultados deste estudo permitem concluir que os diferentes métodos utilizados se complementam na distinguibilidade dos genótipos e devem ser utilizados conjuntamente para o desenvolvimento de germoplasma e linhagens superiores de fumo.

Desde o início da história taxonômica de Relbunium, muitos foram os trabalhos que enfatizaram sua autonomia e posição taxonômica. Atualmente, alguns estudos sugerem que as espécies pertencentes a Relbunium devam ser incluídas em uma seção do gênero Galium. Porém, recentes estudos moleculares na tribo Rubieae, destacam Galium como um grupo parafilético, e Relbunium como um gênero independente e monofilético. O problema taxonômico referente a Galium e Relbunium é de difícil solução, devido à ausência de estudos que integrem caracteres morfológicos, ecológicos e moleculares. No presente trabalho objetivou-se adicionar informações para o conhecimento básico das espécies de Relbunium e Galium para o sul do Brasil, a partir de caracteres morfológicos e moleculares, buscando responder a seguinte questão: “Relbunium pode ser considerado um gênero ou apenas uma seção dentro de Galium?”. Para atingir os objetivos, foi analisada a morfologia das espécies, com ênfase nas folhas, flores e frutos para duas espécies de Galium e treze de Relbunium: G. latoramosum, G. uruguayense, R. equisetoides, R. gracillimum, R. hirtum, R. humile, R. humilioides, R. hypocarpium, R. longipedunculatum, R. mazocarpum, R. megapotamicum, R. nigro-ramosum, R. ostenianum, R. richardianum e R. valantioides. Chaves de identificação foram geradas a partir dos resultados das análises morfológicas. As folhas foram analisadas quanto à forma, ápice, padrão de venação, tricomas, estômatos, distribuição de idioblastos secretores e vascularização do hidatódio. Esses caracteres não evidenciaram a separação entre os gêneros, auxiliando apenas na individualização das espécies. A morfologia das flores e frutos auxiliou na diferenciação dos gêneros e espécies estudadas. As flores são comumente bispóricas, a exceção de G. latoramosum. Brácteas involucrais, ausentes em Galium, estão presentes nas espécies de Relbunium, de duas a quatro; nesse gênero há presença de antopódio, ausente em Galium. A corola possui tricomas glandulares unicelulares na face adaxial, e na face abaxial os tricomas, quando presentes, são simples e idioblastos secretores estão presentes apenas em R. gracillimum. O androceu tem quatro estames alternipétalos e exsertos, com anteras dorsifixas e tetrasporangiadas, de deiscência longitudinal. O ovário é ínfero, bicarpelar, bilocular, com um rudimento seminal anátropo e unitegumentado por lóculo. O desenvolvimento dos frutos, a estrutura do pericarpo e da testa foram descritos. Os frutos são do tipo baga, em R. gracillimum e R. hypocarpium, ou esquizocarpo, nas demais espécies. A consistência do pericarpo pode variar de carnosa, nos frutos do tipo baga, a levemente seca, nos frutos esquizocarpos. Entre as espécies, observou-se uma variação com relação ao exocarpo, que pode ser liso, piloso ou com idioblastos secretores. A testa é constituída por apenas uma camada de células, que em R. hypocarpium mostra-se descontínua. Além das descrições morfológicas, foram realizados estudos moleculares das espécies, através do seqüenciamento de fragmentos do DNA nuclear (ITS) e plastidial (trnL-F). A partir dos resultados obtidos formam elaborados cladogramas com base nos dados morfológicos e moleculares. O cladograma construído a partir dos dados morfológicos (vegetativos e reprodutivos) evidenciou a distinção dos dois gêneros, ou seja, sustenta Relbunium como táxon independente. Nesse cladograma observa-se que a VI presença ou ausência de brácteas foi determinante, e proporcionou a separação dos gêneros. A uniformidade dos caracteres morfológicos vegetativos entre as espécies auxiliou apenas na distinção das espécies de Relbunium. Com relação aos dados moleculares, os fragmentos de DNA utilizados mostraram-se pouco informativos. A análise do fragmento ITS, em especial, contribuiu para confirmação da relação entre algumas espécies (R. hirtum e R. ostenianum, e R. humile e R. mazocarpum). A análise combinada dos dados morfológicos e moleculares não caracterizou Relbunium como um clado monofilético, sendo sua manutenção não sustentada, isso, principalmente, devido à falta de diferenças moleculares entre as espécies. Conclui-se que para o grupo em questão as análises morfológicas, das folhas, flores e frutos, foram suficientes para destacar Relbunium como um gênero autônomo e monofilético na tribo Rubieae. / Since the benning of the Relbunium taxonomic history many studies were realized about his autonomy and position. Actually, some analyses suggest that Relbunium species must be transfered to a Galium section. Recent molecular analyses of the tribe Rubieae, showed Galium as a paraphyletic group and Relbunium as an independent monophyletic group. In this work our attempt was to generate complementary data that could improve the knowledge of Relbunium and Galium from the south of Brazil. Our objective was produce valuable data though morphological and molecular analyzes in order to help answering this question: “Does Relbunium really constitute a separate genus from Galium or is it a section from Galium?”. Morphological analyzes were realized for the leaves, flowers and fruits from two Galium and thirteen Relbunium species: G. latoramosum, G. uruguayense, R. equisetoides, R. gracillimum, R. hirtum, R. humile, R. humilioides, R. hypocarpium, R. longipedunculatum, R. mazocarpum, R. megapotamicum, R. nigro-ramosum, R. ostenianum, R. richardianum e R. valantioides. Identification keys were generated using results from the morphological analyses. Leaf morphology was characterized based on the shape of the entire lamina and the apex, the type of venation, the presence, types and distribution of trichomes, stomata, and secretory idioblasts, and the vascularization of hydathodes. Leaf characters did not allow a clear separation among genera, only an individualization of the species. Flower and fruit morphology helped differentiating the genera and species studied. Flowers are commonly bisporic, except for G. latoramosum. Involucrate bracts are absent in Galium, but 2 to 4 bracts and an anthopodium occurred in Relbunium. For the studied species, unicellular glandular trichomes were presented in the adaxial surface of the corolla, but whenever present in the abaxial surface, they were always from the simple non glandular type. Secretory idioblasts are present only in R. gracillimum. The androecium presented four exserted stamens alternated with petals, with dorsifixed and tetrasporangiated anthers of longitudinal dehiscence. The ovary is inferior, bicarpellate and bilocular with an anatropous and unitegmic ovule per locule. The type and texture of fruits, and the anatomy of the pericarp and the seed coat also helped separation of the studied species. Almost dry schizocarp fruits occurred in all of them, except for R. gracillimum and R. hypocarpium, that presented fleshy berry fruits. The exocarp surface was glabrous or hairy, or presented secretory idioblasts. The seed coat was constituted by a monolayer epidermis, that is discontinuous in R. hypocarpium. Molecular analyzes were realized through DNA sequencing of nuclear (ITS) and plastidial (trnL-F) fragments. After that, molecular and morphological data were used to construct cladograms. When obtained only with morphological data the cladograms resulted in the separation of Relbunium from Galium, mainly based on the presence of bracts. However using only the molecular data from ITS and trnL-F fragments, results were poorly informative. The analyses of the ITS fragments confirmed the morphological similarities among the species as R. hirtum and R. ostenianum, R. humile and R. mazocarpum. Our results show that only morphological analyses characterized Relbunium as a monophyletic group in the Rubieae tribe.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Fitopatologia, Programa de Pós-Graduação em Fitopatologia, 2016. / Submitted by Camila Duarte (camiladias@bce.unb.br) on 2017-01-30T13:32:48Z No. of bitstreams: 1 2016_CléiaSantosCabral.pdf: 2724884 bytes, checksum: 13ed53ddad55c8137a1e96b9bd0b4b3e (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2017-02-10T17:58:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_CléiaSantosCabral.pdf: 2724884 bytes, checksum: 13ed53ddad55c8137a1e96b9bd0b4b3e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-10T17:58:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_CléiaSantosCabral.pdf: 2724884 bytes, checksum: 13ed53ddad55c8137a1e96b9bd0b4b3e (MD5) / A alface (Lactuca sativa L.) é uma das hortaliças mais importantes no Brasil e no mundo. A murcha de fusário (causada por distintas raças do fungo Fusarium oxysporum f. sp. lactucae – FOLAC) é uma das principais doenças de da alface em regiões tropicais e subtropicais. Devido à dificuldade de implementação de estratégias eficazes de controle químico e cultural, o uso de cultivares com resistência genética é o método mais prático de manejo da doença. Fontes estáveis de resistência à raça FOLAC 1 foram encontradas, mas a base genética dessa característica ainda se encontra mal caracterizada. A integração da seleção assistida por marcadores (SAM) em programas de melhoramento convencional irá acelerar o desenvolvimento e lançamento de cultivares de alface com resistência genética a esse patógeno. O presente estudo teve como objetivos: elucidar os fatores genéticos associados à resistência a murcha de fusário (Capítulo 2) e idenficar marcadores moleculares potencialmente ligados aos fatores de resistência a isolados de FOLAC raça 1 identificados na cultivar ‘Vanda’ (Capítulo 3). O estudo da herança genética da resistência a FOLAC raça 1 foi conduzido com populações segregantes (F2 e F3) obtidas do cruzamento entre um parental suscetível ‘Gizele’ e ‘Vanda’. Populações foram inoculadas com uma suspensão de esporos do patógeno (3 x 106 microconídios/mL) por meio de corte e imersão de raízes e avaliadas quanto à resistência por meio de escala de notas. O DNA genômico das plantas resistentes e suscetíveis foi extraído e usado como molde em diferentes sistemas de marcadores (RAPD, SCAR, DR analogs, SRR e CAPS), visando identificar polimorfismos ligados a essa característica. Com relação à resistência a FOLAC raça 1, os estudos indicaram um controle genético relativamente simples na cultivar ‘Vanda’, com os resultados de segregação indicando um locus monogênico com uma provável combinação de efeitos de dosagem e penetrância incompleta. No entanto, os diferentes sistemas de marcadores moleculares utilizados nessa primeira etapa do trabalho não permitiram encontrar polimorfismos com estreita ligação com o(s) fator(es) de resistência. Desta forma, uma nova etapa do trabalho foi conduzida visando identificar por meio do método genotyping-by-sequencing (GBS) marcadores moleculares ligados a resistência (Capítulo 4). O GBS foi explorado na identificação de SNPs (single nucleotide polymorphisms) empregando DNA extraído dos dois parentais e de um conjunto de 82 indivíduos da população F2 derivados do cruzamento entre ‘Vanda’ x ‘Gizele’. Cada indivíduo foi genotipado utilizando o Illumina Hiseq 3000, que produziu 4,5 milhões de reads por amostra. Um total de 10.017 SNPs foi identificado entre os parentais. Estes SNPs foram avaliados para ligação com o fenótipo de resistência nos 82 indivíduos F2. Os dados genotípicos foram condensados em 1.484 scaffolds ou supercontigs. Um subconjunto de 417 scaffolds contendo polimorfismos foi selecionado para a construção de um mapa de ligação após filtragem baseada em missing data (< 20%), teste de qui-quadrado (3:1 p>0,05) e número de SNPs por scaffold. O mapa foi composto por 17 grupos de ligação, com um comprimento total de 1.132,984 cM. A análise de QTL (quantitative trait loci) para resistência a FOLAC raça 1 foi realizada no mapa de ligação com os conjuntos de dados de severidade da doença obtido nas populações F2 e F3. Dois QTLs de efeito maior foram identificados no cromossomo 9, explicando 30 a 40% da variação fenotípica observada na população F3 e F2, respectivamente. Um QTL de efeito menor foi detectado no cromossomo 4, explicando 0,06% da variação fenotípica na população F3. Desta forma, o presente estudo estabelece a porção mediana do cromossomo 9 como sendo a localização física do principal locus de resistência para FOLAC raça 1 presente na cultivar ‘Vanda’. Portanto, os marcadores moleculares localizados na proximidade desta região genômica são candidatos para o desenvolvimento de ferramentas de SAM em programas de melhoramento genético visando incorporar essa característica em linhagens elite de alface. / Lettuce (Lactuca sativa L.) is one of the most important leafy vegetable crops in Brazil and worldwide. Fusarium wilt (caused by distinct races of the fungus Fusarium oxysporum f. sp. lactucae – FOLAC) is one of the main soil-borne diseases of lettuce in tropical and subtropical regions. Due to the complexity of implementing effective cultural and chemical control, the most practical disease management strategy has been the use of cultivars with genetic resistance. Stable sources of resistance to FOLAC race 1 have been found, but the genetic basis of this trait is yet poorly characterized. The integration of marker assisted selection (MAS) in conventional breeding programs would be an important contribution to accelerate the development and release of lettuce cultivars with genetic resistance to this pathogen. In this context, the present study aimed to elucidate the inheritance of resistance to FOLAC race 1 detected in the cultivar Vanda (Chapter II) and to search for molecular markers linked to FOLAC race 1 resistance factor(s) (Chapter III). Inheritance studies were carried out using segregating populations (F2 and F3 families) derived from the cross between a susceptible cultivar (Gizele) and a FOLAC race 1 resistant cultivar (Vanda). The parental lines and the segregating populations were inoculated via root dipping technique with a conidial suspension adjusted to 3 x 106 microconidia/mL. Reaction to one FOLAC race 1 isolate was evaluated using a disease rating scale ranging from 1 (= no symptoms) to 5 (= dead plant). The studies indicated a simple genetic control of FOLAC race resistance in cultivar Vanda, with segregation results indicating a single gene locus with a likely combination of dosage effects and incomplete penetrance. Genomic DNA of resistant and susceptible plants was extracted and used as a template in PCR assays with different marker systems (RAPD, SCAR, DR Analogs, SSRs and CAPS) aiming to identify polymorphisms linked to the resistant reaction. However, none of the evaluated molecular techniques were able to identify markers in close linkage with the resistance factor(s). Therefore, a new phase of the present study was conducted with the objective of searching for markers linked to resistance through the employment of the genotyping-by-sequencing (GBS) strategy (Chapter IV). The GBS strategy was employed using DNA extracted from the parental lines and 82 phenotyped F2 individuals derived from the same cross between Gizele x Vanda. Each individual was genotyped using the Illumina Hiseq 3000. A total of 4.5 million reads was obtained per sample with 10,017 SNPs being identified among the parental lines as well as among the 82 F2 individuals. Genotypic data were condensed into 1484 scaffolds. Four hundred seventeen (417) scaffolds containing polymorphisms were selected for the construction of the linkage map after filtering based on missing data (< 20%), chi-square test (3: 1 p> 0.05) and number of SNPs per scaffold. The final map consisted of 17 linking groups with a total length of 1,132.984 cM. The QTL analysis for resistance to FOLAC race 1 was performed on the linkage map based upon the disease severity datasets of F2 population and F3 families. Two major effect QTLs were identified on chromosome 9, explaining 30 to 40% of the phenotypic variation observed in the population F3 and F2, respectively. One QTL of minor effect was also identified on chromosome 4, explaining 0.06% of the phenotypic variation in the F3 population. This study establishes the central region of chromosome 9 as the physical location of a major resistance locus to FOLAC race 1 found in Vanda. Molecular markers in close proximity to this genomic region are candidates for the development of MAS tools for breeding programs aiming to incorporate this trait into elite lettuce lines.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, 2014. / Submitted by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2015-10-29T16:48:27Z No. of bitstreams: 1 2014_RonyereOlegáriodeAraújo.pdf: 4270132 bytes, checksum: b8eb31c01bc20ef717b29e72f0b56d8e (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2015-11-03T16:38:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_RonyereOlegáriodeAraújo.pdf: 4270132 bytes, checksum: b8eb31c01bc20ef717b29e72f0b56d8e (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-03T16:38:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_RonyereOlegáriodeAraújo.pdf: 4270132 bytes, checksum: b8eb31c01bc20ef717b29e72f0b56d8e (MD5) / Desenvolvimento de um painel de marcadores snp de baixa densidade e análise de desequilíbrio de ligação de polimorfismos em genes candidatos em bovinos da raça Girolando. Ronyere Olegário de Araújo e Alexandre Rodrigues Caetano – Pesquisador PhD, Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, Brasília/DF. A crescente evolução de tecnologias tornaram possível analisar o genoma de várias espécies, compreender suas funções dentro dos sistemas biológicos e, sobretudo, começar a entender os mecanismos que controlam as interações entre os genótipos e os efeitos ambientais que estão envolvidos com a expressão de características de interesse econômico. O objetivo deste trabalho foi desenvolver e validar um painel personalizado a partir de um ensaio de 384 marcadores SNP localizados em genes candidatos que afetam características de produção, doenças genéticas, e para controle de parentesco, em animais da raça Girolando. Um total de 576 animais foram testados com o painel de 384 SNPs. Os SNPs selecionados foram usados para construir um painel baseado na tecnologia GoldenGate®. Os dados brutos da genotipagem foram analisados com o Módulo de Genotipagem do programa GenomeStudio, V2010.1, utilizando parâmetros padrão para clusterização dos dados de cada SNP. Como critério de filtragem dos SNPs e das amostras foram adotados os parâmetros: Separação de Clusters, Frequência de Genotipagem e a Taxa de Genotipagem. Após aplicação destes critérios, o arquivo final ficou composto de 249 SNPs e 419 animais. Após aplicação dos critérios de filtragem, foi possível observar uma diminuição da proporção de SNPs polimórficos (53,4%). Deste painel, 72 e 47 SNPs, estavam localizados nos cromossomos BTA06 e BTA14, respectivamente, e foram utilizados para os estudos de desequilíbrio de ligação - DL (parâmetros D’ e r2) e construção de blocos de haplótipos. As estimativas dos valores de DL entre os SNPs variaram de moderada à baixa magnitude, entre si e entre os BTAs. Para o parâmetro D’, a menor estimativa foi obtida para o BTA15 (0,0954) e a maior para o BTA24 (0,5311). Por outro lado, o parâmetro r2 apresentou menor estimativa no BTA17 (0,0011) e a maior no BTA22 (0,0834). Observou-se na população estudada a existência de 32 haplótipos em seis regiões do BTA06, com frequências observadas variando de 0,011 a 0,970. O número de SNPs capturados (TagSNPs) no BTA6 variou de 2 a 4 entre as regiões estruturadas e a distância entre eles variou de 75 a 70.177 pb. Para o BTA14, a estimativa de DL revelou a existência de 13 haplótipos em 4 regiões deste cromossomo, com frequências observadas variando de 0,023 à 0,589. Em geral, o número de SNPs capturados entre as regiões estruturadas no BTA14 foi igual a 2 e a distância entre eles variou de 225 a 17.284 pb, o que reduz em 50% os esforços no processo de genotipagem para cada uma das regiões gênicas estruturadas. Os resultados deste trabalho permitiram a caracterização de estruturas de blocos de haplótipos, em regiões genômicas relacionados com características de interesse zootécnico em animais da raça Girolando e poderão ser utilizados em estudos de associação entre essas regiões com características produtivas. _______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Development of a low density SNP marker panel and analysis of linkage disequilibrium of polymorphisms in candidate genes in Girolando cattle. Ronyere Olegário de Araújo and Alexandre Rodrigues Caetano – Research PhD, Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, Brasília/DF. Recent technological advances made it possible to analyze the genomes of several species, understand their function within biological systems, and above all allow for initial understanding of mechanisms that control interactions between genotypes and environmental effects that are involved in the expression of traits of economic interest. The objective of this study was to develop and validate a custom panel with 384 SNP markers located in candidate genes affecting production traits, genetic diseases, and that could be usef for paternity control in Girolando cattle. A total of 576 animals were tested with 384 SNP panel using GoldenGate® technology on a BeadExpress platform. Raw genotyping data were analyzed with the Genotyping Module in the GenomeStudio platform v2010.1 using standard parameters for clustering the data from each SNP. Data quality control and filtering was performed usingthe following parameters: Clusters separation, Genotyping Frequency and Genotyping Rate. After application of those criteria the final dataset was composed of 249 SNPs and 419 animals. After applying QC criteria, we observed a decrease in the proportion of polymorphic SNPs (53.4%). The panel contained 72 and 47 SNPs from chromosomes BTA06 and BTA14, respectively. Linkage disequilibrium studies - LD (parameter D' and r2) and construction of haplotype blocks were performed. Estimates of LD values between SNPs ranged from moderate to low magnitude among themselves and between BTAs. For the parameter D', the lowest estimate was obtained for the BTA15 (0.0954) and the highest estimated in BTA24 (0.5311). Conversely, r2 showed the lowest estimates in BTA17 (0.0011) and higher in BTA22 (0.0834). A total of 32 haplotypes in six regions of BTA06 with frequencies ranging from 0.011 to 0.970 were observed. The number of SNPs captured (TagSNPs) in BTA6 ranged from 2 to 4 between the structured regions and the distance between them ranged from 75 to 70177 pb. For BTA14, estimated LD revealed 13 haplotypes in four regions of the chromosome with observed frequencies ranging from 0.023 to 0.589. In general, the number of SNPs captured between the structured regions in BTA14 was equal to 2 (the own TagSNP and the adjacent SNP) and the distance between them ranged from 225 to 17284 pb, which could result in reductions of 50% in genotyping efforts for each gene structured regions. These results allowed the characterization of haplotype block structures in genomic regions related to traits of interest in Girolando cattle and will be useful for performing association studies between the characterized regions with production traits.

Uma população experimental F2 foi desenvolvida a partir do cruzamento de uma linhagem macho de frangos de corte com uma linhagem de postura, com o objetivo de mapear QTLs (locos controladores de características quantitativas) para características de desempenho e carcaça. Um total de 2.063 animais F2 em 21 famílias de irmãos completos obtidas em 17 incubações. As aves foram criadas como frangos de corte e abatidas a 6 semanas de idade, foram avaliadas 19 características de desempenho e carcaça. A genotipagem foi realizada em 3 fases: 1) Um total de 80 marcadores microssatélites do cromossomo 1 foram testados nos indivíduos parentais e F1 para identificar marcadores informativos. 2) Genotipagem seletiva dos indivíduos F2 que representam os extremos fenotípicos para peso vivo aos 42 dias de idade (P42), para identificar regiões potencialmente associadas (P < 0,10) com esta característica. 3) Sete famílias de irmãos completos (649 F2) foram genotipados para 12 marcadores associados na fase 2 e para 14 marcadores flanqueadores. Mapeamento por intervalo utilizando regressão foi aplicado para dois modelos genéticos (F2 e meio-irmãos) para detectar QTLs Foram encontradas fortes evidências de QTLs afetando peso vivo, consumo de ração, conversão alimentar e peso de asas, coxas e sobrecoxas, peito, gordura abdominal, fígado, pulmão e coração no cromossomo 1. / An F2 chicken population was developed by crossing a broiler sire line and a layer line, with the objective of mapping Quantitative Trait Loci (QTL) for performance and carcass traits. A total of 2,063 F2 chicks in 21 full-sib families from 17 hatches were reared as broilers and slaughtered at 6 weeks of age. Nineteen performance and carcass quality traits were measured. The genotyping was done in three phases: 1) A total of 80 microsatellite markers from chromosome 1 were tested in the parental and F1 individuals to identify informative markers. 2) Selective genotyping of F2 individuals, representing extreme phenotypes for body weight at 42 days of age (BW42), to identify regions potentially associated (P < 0,10) with this trait. 3) Seven full-sib families (649 F2 chicks) were genotyped for 12 markers associated in phase 2 and for additional 14 flanking markers. Interval mapping using regression methods was applied to two different genetic models: 1) Line-cross; 2) Half-sib analyses for mapping QTL. Strong evidences for QTL affecting body weight, feed intake, feed conversion and weights of drums and thighs, breast, abdominal fat, liver, lung and heart were found on chromosome 1.

Submitted by RODRIGO RODRIGUES DOMINGUES null (domingues.pesca@gmail.com) on 2017-08-28T17:49:43Z No. of bitstreams: 1 Tese_oficial_RRD.pdf: 3652152 bytes, checksum: 7829d2bf7f40c3cd6cea708b1393c8b6 (MD5) / Rejected by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações abaixo: Inserir o número do processo de financiamento FAPESP nos agradecimentos da tese/dissertação. Corrija estas informações e realize uma nova submissão contendo o arquivo correto. Agradecemos a compreensão. on 2017-08-29T17:54:16Z (GMT) / Submitted by RODRIGO RODRIGUES DOMINGUES null (domingues.pesca@gmail.com) on 2017-08-29T18:18:52Z No. of bitstreams: 1 Tese_oficial_RRD11.pdf: 4159931 bytes, checksum: 86d6e3025ba2ccaaf1d477c04d4ffd3e (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-08-29T18:52:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 domingues_rr_dr_rcla.pdf: 4159931 bytes, checksum: 86d6e3025ba2ccaaf1d477c04d4ffd3e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-29T18:52:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 domingues_rr_dr_rcla.pdf: 4159931 bytes, checksum: 86d6e3025ba2ccaaf1d477c04d4ffd3e (MD5) Previous issue date: 2016-12-12 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / 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 estado de conservação de espécies e políticas afins. A diversidade genética total para ambas as espécies, utilizando a região controle do DNA mitocondrial foi alta (h = 0,88±0,012 e π = 0,005±0,003 – C. falciformis; h = 0,74±0,027 e π = 0,0034±0,0019 – C. signatus), No entanto, C. signatus apresentou baixos valores para o Atlântico Sul Ocidental (h = 0,545±0,077 e π = 0,0013±0,0009) e para 9 loci microssatélites (Ho = 0,40). A hipótese nula de panmixia foi rejeitada para C. falciformis (ΦST 0.058, P < 0.0001) e C. signatus, ambas espécies apresentando estrutura genética populacional entre localidades do Hemisfério norte e Hemisfério sul. Carcharhinus signatus apresentou uma dispersão baseada em sexo, com machos panmíticos e fêmeas estruturadas (ΦST = 0,443; P < 0,01), um típico padrão de filopatria reprodutiva, corroborado pelo isolamento-por-distância (r = 0,65, p = 0,03). Duas linhagens matrilineais foram verificadas para ambas espécies, formadas há 485, 571 Kya (C. falciformis) e 166, 598 Kya (C. signatus), correspondendo ao Pleistoceno. A hipótese de expansão populacional não pode ser rejeitada para ambas espécies, iniciando durante o último máximo glacial – UMG para C. falciformis, enquanto que C. signatus passou por um efeito gargalo no UMG, seguido de uma expansão populacional no Holoceno. Uma exaustiva revisão bibliográfica, revelou um aumento considerável nos últimos anos dos estudos genéticos populacionais que descrevem a diversidade genética de tubarões e raias. Além disso, as métricas de diversidade genética revelaram que, em geral, os elasmobrânquios possuem baixa variabilidade genética, sobretudo para os marcadores mitocondriais. Por fim, foi discutida a inclusão dessas métricas nas avaliações do estado de conservação de espécies e políticas afins. / 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. signatus showed low genetic diversity values in the Southwestern Atlantic (h = 0.545±0.077 and π = 0.0013±0.0009) and at 9 loci microsatellites (Ho = 0.40). The null hypothesis of panmixia was rejected for C. falciformis (ΦST 0.058, P < 0.0001) and C. signatus, with both species showing population structured along the western Atlantic Ocean. Carcharhinus signatus showed sex-based dispersion, with male roving and female no roving (ΦST = 0.443; P < 0.01), indicating reproductive phylopatry, supported by isolation-by-distance (r = 0.65, P = 0,03). The Maximum likelihood and Bayesian tree presented two matrilineal lineages to both species, with split started 485, 571 Kya (C. falciformis) and 166, 598 Kya (C. signatus), corresponding to Pleistocene. The hypothesis of population expansion cannot be rejected to both species, starting during the last glacial maximum – LGM for C. falciformis, whereas C. signatus passed through a bottleneck effect, followed of population expansion in the Holecene. An exhaustive bibliography revision revelead a considerable increase of genetic population studies of sharks and rays. Moreover, metanalysis of genetic diversity metrics revealed that shark and rays, in general, have low genetic diversity, mainly for mitochondrial markers. Finally, the inclusion of genetic diversity metrics in species assessent and conservation policies was discussed. / FAPESP: 2013/08675-7

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-01-16T15:34:08Z No. of bitstreams: 1 FernandoDosSantosAraujo_DISSERT.pdf: 223974 bytes, checksum: a71815aa5ba64411ba939da0cc84af8d (MD5) / Approved for entry into archive by Elisangela Moura (lilaalves@gmail.com) on 2017-01-16T15:43:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 FernandoDosSantosAraujo_DISSERT.pdf: 223974 bytes, checksum: a71815aa5ba64411ba939da0cc84af8d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-16T15:43:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FernandoDosSantosAraujo_DISSERT.pdf: 223974 bytes, checksum: a71815aa5ba64411ba939da0cc84af8d (MD5) Previous issue date: 2014-12-16 / Funda??o de Amparo ? Pesquisa do Rio Grande do Norte (Fapern) / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Plantios florestais com esp?cies nativas podem ser realizados com o intuito de reverter o quadro de escassez de produtos florestais e mitigar a degrada??o ambiental no bioma Caatinga. Nestes casos, as sementes florestais de boa qualidade constituem-se em insumos importantes para a forma??o desses plantios. Assim, este trabalho teve como objetivo selecionar ?rvores matrizes de Mimosa caesalpiniaefolia em uma floresta plantada no Estado do Rio Grande do Norte com vistas a fornecer sementes para recomposi??o florestal na regi?o semi?rida do Nordeste do Brasil. Dessa ?rea foram amostradas nove ?rvores matrizes, das quais se coletaram amostras de material foliar para estimar a sua diversidade gen?tica e tamb?m sementes para avalia??o da qualidade fisiol?gica e estimar a diversidade gen?tica de prog?nies. Testes de germina??o e vigor foram utilizados para avaliar a qualidade das sementes e, para estimar a diversidade gen?tica, foram selecionados marcadores moleculares ISSR (Inter-simple sequence repeat) capazes de detectar polimorfismo gen?tico entre os indiv?duos da esp?cie. Todas as matrizes produziram sementes com elevada taxa de germina??o e emerg?ncia, por?m foram constatadas diferen?as sutis de vigor quando avaliadas pelos testes de condutividade el?trica e lixivia??o de pot?ssio, os quais s?o considerados testes promissores para estimar o desempenho das sementes em campo. Os marcadores ISSR selecionados para a esp?cie revelou que as matrizes apresentam diversidade gen?tica moderada e produzem prog?nies com diversidade tamb?m moderada. Assim, conclui-se que as nove matrizes amostradas produzem sementes com qualidade fisiol?gica e diversidade gen?tica satisfat?ria para recomposi??o florestal. / Plantios florestais com esp?cies nativas podem ser realizados com o intuito de reverter o quadro de escassez de produtos florestais e mitigar a degrada??o ambiental no bioma Caatinga. Nestes casos, as sementes florestais de boa qualidade constituem-se em insumos importantes para a forma??o desses plantios. Assim, este trabalho teve como objetivo selecionar ?rvores matrizes de Mimosa caesalpiniaefolia em uma floresta plantada no Estado do Rio Grande do Norte com vistas a fornecer sementes para recomposi??o florestal na regi?o semi?rida do Nordeste do Brasil. Dessa ?rea foram amostradas nove ?rvores matrizes, das quais se coletaram amostras de material foliar para estimar a sua diversidade gen?tica e tamb?m sementes para avalia??o da qualidade fisiol?gica e estimar a diversidade gen?tica de prog?nies. Testes de germina??o e vigor foram utilizados para avaliar a qualidade das sementes e, para estimar a diversidade gen?tica, foram selecionados marcadores moleculares ISSR (Inter-simple sequence repeat) capazes de detectar polimorfismo gen?tico entre os indiv?duos da esp?cie. Todas as matrizes produziram sementes com elevada taxa de germina??o e emerg?ncia, por?m foram constatadas diferen?as sutis de vigor quando avaliadas pelos testes de condutividade el?trica e lixivia??o de pot?ssio, os quais s?o considerados testes promissores para estimar o desempenho das sementes em campo. Os marcadores ISSR selecionados para a esp?cie revelou que as matrizes apresentam diversidade gen?tica moderada e produzem prog?nies com diversidade tamb?m moderada. Assim, conclui-se que as nove matrizes amostradas produzem sementes com qualidade fisiol?gica e diversidade gen?tica satisfat?ria para recomposi??o florestal.