Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2017-10-26T13:52:15Z No. of bitstreams: 1 Sandra Cristina Soares da Luz.pdf: 1930040 bytes, checksum: 36344f947e80a6fe3f4734c7d7126fa1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-26T13:52:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sandra Cristina Soares da Luz.pdf: 1930040 bytes, checksum: 36344f947e80a6fe3f4734c7d7126fa1 (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Several species of Cichla were supposedly introduced in dams, lakes and reservoirs of Brazil causing serious damage to local wildlife. Cichlids captured in Paulo Afonso hydroelectric complex (BA) have uncertain classification due to the fact of not sharing the morphometric discriminant characters and patterns of colorations. This diversity in the form can be attributed to the introduction of more than one species or to the occurrence of hybrids or even may be associated with different stages of gonadal maturation. For the identification of individuals sampled in this study, we used moleculares tools (COI and microsatellites), in addition to morphometric measurements, meristic counts fish and geometric morphometry. Was also performed an evaluation of the reproduction of individuals. Morphometric measurements and meristic counts of fish confirmed the taxonomy of species, but genetic analyses revealed the occurrence of a single species, Cichla monoculus, in the complex. The haplotype analysis pointed to a population that suffered and bottleneck effect in the process of expansion. The different patterns and colors were evaluated with respect to reproductive parameters such as length of first maturity, gonadal gonadossomatic index, and condition factor, stages of gonadal development, fecundity and reproductive period. It was observed a predominance of females relative to males, a reduction in the size of first maturity relative to the natural habitat of the species and a long reproductive period, with peaks of RGS related to rainy season in the region. The morphometry was not allowed to associate the differences of form and colour to the maturational stages. However, a differentiation was observed between the staining patterns for the sample, with the morphotype "gray" with the more elongated body, and with the mouth a lower position compared to the morphotype "yellow". These changes can be attributed to phenotypic plasticity in the environment occupied by cichlids. These morphotypes might be splitting up, there is a crossing between types, through the choice of partner by color, and if the environmental pressure persist, it can lead to speciation of Cichla monoculus. / Várias espécies de Cichla foram supostamente introduzidas em açudes, lagos e reservatórios do Brasil, causando sérios prejuízos à fauna local. Os ciclídeos (Cichla) capturados no Complexo Hidrelétrico de Paulo Afonso (BA), na bacia do São Francisco, têm apresentado identificação incerta, devido ao fato de não compartilharem caracteres morfométricos discriminantes e padrões de colorações. Essa diversidade na forma pode ser atribuída tanto à introdução de mais de uma espécie, à ocorrência de híbridos ou mesmo associados a diferentes estágios de maturação gonadal. Para a identificação dos indivíduos amostrados neste trabalho, foram utilizadas ferramentas moleculares (COI e microssatélites), além de medições morfométricas, contagens merísticas dos peixes e morfometria geométrica. Também foi realizada uma avaliação da reprodução dos indivíduos, para verificar possíveis relações com os “tipos” encontrados. As medições morfométricas e contagens merísticas dos peixes não confirmaram a taxonomia da espécie, contudo as análises genéticas revelaram a ocorrência de uma única espécie, Cichla monoculus, em todo o Complexo. As análises haplotípicas apontaram para uma população que sofreu efeito gargalo e se apresenta em processo de expansão. Os diferentes padrões de fora e cores foi avaliado com relação a parâmetros reprodutivos como comprimento de primeira maturação gonadal, índice gonadossomático, fator de condição, estádios de desenvolvimento gonadal, período reprodutivo e fecundidade. Observou-se uma predominância de fêmeas com relação aos machos, uma redução do tamanho de primeira maturação em relação ao habitat natural da espécie e um longo período reprodutivo, com picos de RGS relacionados ao período chuvoso da região. A morfometria não permitiu associar as diferenças da forma e coloração aos estádios maturacionais. Contudo, foi observada uma diferenciação entre os padrões de coloração para a forma, com o morfotipo “cinza” com o corpo mais alongado, mais baixo e com a boca uma posição mais inferior em relação ao morfotipo “amarelo”. Estas mudanças podem ser atribuídas à plasticidade fenotípica da espécie em relação ao ambiente que ocupam. Se os cruzamentos forem preferenciais por morfotipo, através da escolha do parceiro por coloração; e se a pressão ambiental persistir, é provável que uma especiação do Cichla monoculus venha a ocorrer nesta bacia .

Os marcadores moleculares têm sido frequentemente utilizados em estudos sobre a diversidade e a estrutura genética populacional. A introdução dos marcadores moleculares revolucionou a genética de populações na década de 50, com a técnica de isoenzimas e recentemente tem conseguido enormes avanços com a aplicação de tecnologias baseadas em DNA. Os marcadores moleculares baseados em DNA permitiram uma ampla cobertura genômica e tornaram-se poderosas ferramentas para estudos de genética de populações. Marcadores codominantes têm sido muito utilizados na genética de populações por serem mais informativos que os marcadores dominantes. O objetivo principal deste trabalho foi utilizar marcadores dominantes com o intuito de contornar o problema da dominância. Para isso, foram utilizadas neste trabalho progênies para genotipagens com RAPD visando inferir o genótipo das plantas matrizes. Foi encontrando um valor de variação entre populações de plantas jovens, igual a ST f ˆ =0,328. E estimativa similar a esta, foi calculada com os dados de freqüências alélicas das plantas matrizes, obtendo-se um valor de ST F ˆ =0,318. O objetivo secundário deste trabalho foi gerar várias estimativas de parâmetros populacionais com a finalidade de comparar os diferentes tipos de marcadores moleculares. Foram comparadas as estimativas relacionadas ao sistema reprodutivo ( tˆ ), heterozigozidade esperada ( e H ˆ ) e observada ( o H ˆ ), estatísticas F de Wrigth, o parâmetro ST f ˆ e dendrogramas obtidos com os diferentes tipos de marcadores (SSR, RAPD e isoenzimas) em diversas abordagens. A taxa de cruzamento ( tˆ ) obtida com os diferentes tipos de marcadores foram congruentes, sendo que a menor foi encontrada com isoenzimas utilizando progênies ( m tˆ =0,835), e a maior obtida com marcadores SSR ( a tˆ =1,07) utilizando indivíduos adultos. Isto levou a concluir que a espécie é alógama ou com tendência para alogamia. Com relação à estrutura genética e o fluxo gênico as estimativas não foram inteiramente concordantes. A menor estimativa de divergência foi obtida com marcadores isoenzimáticos ( p q ˆ =0,154, Nm=1,370) e a maior com RAPD ( ST f ˆ =0,328, Nm=0,512). Porém é importante ressaltar, que estas estimativas não são diretamente comparáveis, pois são obtidas de maneiras diferentes e com dados de progênies ou adultos. Quanto à estruturação da variabilidade visualizada através de agrupamentos, observou-se que os dendrogramas apresentam um padrão concordante sendo que a maior sensibilidade (maior amplitude de distâncias) foi obtida com os dados de SSR. Além disso, foram feitas correlações entre as matrizes de distâncias genéticas e geográficas e entre as matrizes de distâncias genéticas (correlações entre os diferentes marcadores). Estas correlações foram altas indicando que todos os marcadores amostram bem o genoma. Este estudo permitiu comparar dados de duas gerações e uma metodologia diferente para análise de dados com marcadores dominantes, sem impor restrições nos modelos (f =1 ou f =0). Pôde-se concluir que houve congruência entre as estimativas dos parâmetros populacionais obtidas com os diferentes tipos de marcadores, embora tenha ocorrido algumas discrepâncias como foi o caso da estimativa de fluxo gênico com marcadores isoenzimáticos. Apesar de os marcadores possuírem diferentes naturezas todos foram igualmente informativos para este estudo populacional, inclusive os dominantes quando foram usados dados de duas gerações. / Molecular markers have frequently been used in studies on diversity and population genetic structure. The introduction of the these markers revolutionized the genetics of populations in the decade of 50 with the isoenzimes technique and recently enormous progresses have been achieved with the application of technologies based on DNA. Molecular markers based on DNA allowed a wide coverage of the genome and therefore became a powerful tool for these studies. Codominant markers, being more informative than the dominant ones are now being widely used. The main objective of this work was to use dominant (RAPD) markers overcomming the problem of dominance through progeny testing. Offspring were genotyped in order to infer the maternal genotype. Using the AMOVA procedure the variation value found among populations of seedlings was equal to ST f ˆ =0.328. The corresponding F statistic, based on allelic frequencies of seed parents, was ST F ˆ =0.318. The second objective of this work was to obtain different estimates of population parameters with the purpose of comparing the different types of molecular markers. In addition to Wright’s F statistics, estimates related to the reproductive system (tˆ ), expected ( e H ˆ ) and observed heterozigozities ( o H ˆ ) and dendrograms obtained with markers SSR, RAPD and isoenzimes were compared. The outcrossing rate ( tˆ ) obtained agreed reasonably well, and the smallest value was found with isozymes using progenies ( m tˆ =0.835), and the largest one, obtained with SSR markers ( a tˆ =1.07) using adult individuals. The results led to a conclusion that the species is allogamic or with tendency to allogamy. Estimates related with the genetic structure and gene flow, however, were not entirely congruent. The smallest divergence estimate was obtained with isozymes ( p q ˆ =0.154, Nm=1.370) and the largest one with RAPD ( ST f ˆ =0.328, Nm=0.512). It is important to point out, that these estimates are not directly comparable, due to the difference in the underlying model and the basic material used (progenies or adults). About the structuring of the variability visualized through groupings, dendrograms presented a congruent pattern and the largest sensibility (larger range of distances) was obtained with SSR data. In addition, correlations were calculated among the matrices of genetic and geographical distances and among the matrices of genetic distances obtained from the different markers. High correlations were verified among these matrices, indicating that all markers sampled well the genome under study. This study allowed to compare data of two generations and a different methodology for data analysis with dominant markers, without imposing restrictions on the model ( f =1 or f =0). It could be concluded that a reasonable consistency was verified among the population parameters obtained with different types of markers, although some discrepancies existed as in the case of estimates of gene flow with isozymes markers. In spite of their different origins, the markers used here were equally informative for this population study, including the dominant one, when data of two generations were used.

Em todo o mundo, a cultura da banana tem enfrentado uma série de problemas relacionados a ocorrência de doenças e pragas, para as quais, a obtenção de cultivares resistentes é a forma mais viável de controle. Híbridos tetraplóides promissores, obtidos a partir do cruzamento de cultivares triplóides com diplóides cultivados, selvagens ou melhorados, têm sido produzidos pelos diferentes programas de melhoramento. No entanto, o sucesso num programa de melhoramento depende inicialmente do completo conhecimento da diversidade genética do germoplasma disponível. Os marcadores microssatélites constituem-se em ferramentas valiosas para este fim. Este trabalho objetivou caracterizar, por marcadores microssatélites, 84 genótipos de Musa, a partir do estabelecimento de uma metodologia de detecção do polimorfismo em géis de seqüenciamento, por meio da coloração com prata. Os genótipos foram analisados em dois experimentos distintos. No primeiro experimento, as relações genéticas existentes entre 35 genótipos, compreendendo cultivares triplóides, raças locais (landraces) e híbridos tetraplóides foram investigadas empregando-se 11 primers SSRs. A análise fenética obtida mostrou concordância com a caracterização baseada em descritores morfológicos. Os genótipos agruparam-se com base na composição genômica, grupo genômico e subgrupo. Alguns híbridos tetraplóides apresentaram distorções na proporção de alelos doados pelo genitor feminino triplóide, o que suporta constatações recentes sobre a ocorrência de recombinação durante a formação dos gametas femininos. No segundo experimento, nove primers SSRs foram empregados na caracterização de 49 genótipos diplóides, divididos em três 'subgrupos' (cultivados, selvagens e melhorados) e na determinação das relações genéticas existentes entre estes materiais e nove cultivares comerciais triplóides. A análise fenética conduzida sobre todos os genótipos, não evidenciou uma perfeita separação dos genótipos diplóides em seus respectivos subgrupos, possivelmente devido a existência de muitos alelos comuns a eles. A estatística Rst confirmou este resultado. Alguns genótipos diplóides exibiram uma forte relação com as cultivares triplóides AAA tipo exportação. Os marcadores microssatélites mostraram-se altamente eficientes na caracterização e discriminação do germoplasma de Musa, gerando fingerprinting únicos para um grande número de genótipos. Um grande número de alelos pôde ser detectado, o que comprovou a natureza multialélica deste tipo de marcador. Os genótipos diplóides foram os que apresentaram a maior diversidade, refletida pelo maior número de alelos detectados e pela baixa similaridade entre os clones. Nos dois experimentos, observou-se uma alta proporção de alelos "multiplex", bem como locos duplicados, o que resultou na perda do caráter codominante dos marcadores SSRs. As implicações decorrentes destas observações foram consideradas. A metodologia de coloração com prata apresentada mostrou ser um procedimento eficiente, rápido, simples e de baixo custo na detecção do polimorfismo SSRs. / The banana (Musa) industry has faced various disease and pest problems all over the world, and the development of resistant cultivars is the most attractive way of control. Promising tetraploid hybrids, derived from crosses between triploid cultivars and wild, cultivated or selected diploids, have been developed from different breeding programs. However, the success in a breeding program depends on the knowledge about the genetic diversity of the available germplasm. Microsattelite is an important tool for estimating the genetic diversity. This work aimed to characterize 84 Musa genotypes using microsattelite markers, based on a method for polymorphism detection with electrophoresis on sequencing gel stained with silver nitrate. The genotypes were analyzed in two experiments. In the first one, the genetic relationships between 35 genotypes, including triploid cultivars, landraces and tetraploid hybrids, were investigated using 11 microsattelite primers. The phenetic analysis disclosed a grouping in agreement with the characterization based on morphological descriptors. The genotypes clustered according to genomic composition, genomic group and subgroup. Some tetraploid hybrids presented distortion of the proportion of alleles donated by the female triploid genitor, in support to recent description about the occurrence of recombination during female gamete formation. In the second experiment, 9 microsattelite primers were used to characterize 49 diploid genotypes, divided into three subgroups (cultivated, wild and selected) and to determine the genetic relationships between these genotypes and 9 commercial triploid cultivars. The phenetic analysis of all the genotypes did not demonstrate a separation of the diploid genotypes into the respective subgroups, possibly because of the occurrence of various alleles in common The statistic Rst confirmed this result. Some diploid genotypes showed a strong relationship with export-type triploid AAA cultivars. Microsattelite markers were shown to be highly efficient for Musa germplasm characterization and discrimination, generating unique fingerprinting for a large number of genotypes. A large number of alleles was detected, demonstrating the multi-allelic nature of this marker. The diploid genotypes presented the largest diversity, reflected by the largest number of detected alleles and by the low similarity between clones. In both experiments, a large proportion of multiplex alleles was, as well as duplicated loci, resulting in the loss of the codominant character of the marker. The resulting implications were considered. The methods of silver staining showed to be a quick, simple, efficient, and low-cost procedure to detect SSR polymorphism.

O mapeamento de QTL's difere dos demais tipos de pesquisas conduzida em genética. Por se tratar basicamente de um procedimento de testes múltiplos, surge, neste contexto, um problema que se refere ao nível de significância conjunto da análise, e consequentemente, seu poder. Deste modo, avaliou-se, via simulação computacional de dados, o poder de detecção de QTL's da análise de marcas simples, realizada por meio de regressão linear múltipla, utilizando o procedimento stepwise" para seleção das marcas e procedimentos baseados em testes individuais, utilizando os critérios FDR e de Bonferroni para determinação nível de significância conjunto. Os resultados mostraram que o procedimento baseado em regressão múltipla, utilizando o procedimento stepwise" foi mais poderoso em identificar as marcas associadas a QTL's e, mesmo nos casos em que este procedimento apresentou poder ligeiramente inferior aos demais, verificou-se que o mesmo tem como grande vantagem selecionar apenas as marcas mais fortemente ligadas aos QTL's. Dentre os critérios FDR e de Bonferroni, o primeiro mostrou-se, em geral, mais poderoso, devendo ser adotado nos procedimentos de mapeamento por intervalo. Outro problema encontrado na análise de QTL's refere-se µa abordagem da interação QTL's x ambientes. Neste contexto, apresentou-se uma partição da variância da interação genótipos x ambientes em efeitos explicados pelos marcadores e desvios, a partir da qual obtiveram-se os estimadores da proporção da variância genética (pm), e da variância da interação genótipos x ambientes (pms), explicadas pelos marcadores moleculares. Estes estimadores independem de desvios das frequências alélicas dos marcadores em relação µ as esperadas (1:2:1 em uma geração F2, 1:1 em um retrocruzamento, etc.), porém, apresentam uma alta probabilidade de obtenção de estimativas fora do intervalo paramétrico, principalmente para valores elevados destas proporções. Contudo, estas probabilidades podem ser reduzidas com o aumento do número de repetições e/ou de ambientes nos quais as progênies são avaliadas. A partir de um conjunto de dados de produtividade de grãos, referentes µ a avaliação de 68 progênies de milho, genotipadas para 77 marcadores moleculares codominantes e avaliadas em quatro ambientes, verificou-se que as metodologias apresentadas permitiram estimar as proporções pm e pms, bem como classificar as marcas associadas a QTL's, conforme seu nível de interação. O procedimento permitiu ainda a identificação de regiões cromossômicas envolvidas no controle genético do caractere sob estudo conforme sua maior ou menor estabilidade ao longo dos ambientes. / In general terms, QTL mapping di®ers from other research ac-tivities in genetics. Being basically a multiple test procedure, problems arise which are related to the joint level of signi¯cance of the analysis, and consequently, to its power. Using computational simulation of data, the power of simple marker analysis, carried out through multiple linear regression, using stepwise procedures to select the markers was obtained. Procedures based on single tests, using both the FDR and the Bonferroni criteria to determinate the joint level of signi¯cance were also used. Results showed that the procedure based on multiple regression, using the stepwise technique, was the most powerful in identifying markers associated to QTL's. However, in cases where its power was smaller, its advantage was the ability to detect only markers strongly associates with QTL's. In comparision with the Bonferroni method, the FDR criterion was in general more powerful, and should be adopted in the interval mapping procedures. Additional problems found in the QTL analysis refer to the QTL x environment interaction. We consider this aspect by par-titioning the genotype x environment interaction variance in components explained by the molecular markers and deviations. This alowed estimating the proportion of the genetic variance (pm), and genotype x environment variance (pms), explained by the markers. These estimators are not a®ected by deviations of allelic frequencies of the markers in relation to the expected values (1:2:1 in a F2 generation, 1:1 in a backcross , etc). However, there is a high probability of obtaining estimates out of the parametric range, specially for high values of this proportion. Nevertheless, these probabilities can be reduced by increasing the number of replications and/or environments where the progenies are evaluated. Based on a set of grain yield data, obtained from the evaluation of 68 maize progenies genotyped for 77 codominant molecular markers, and evaluated as top crosses in four environments, the presented methodologies allowed estimating proportions pm and pms as well the classification of markers associated to QTL's, with respect to its level of genotype x environment interaction. The procedure also allowed the identification of chromosomic regions, involved in the genetical control of the considered trait, according to its stability, in relation to the observed environmental variation.

Foram analisadas informações provenientes de um experimento de avaliação de sistemas cruzamento entre raças bovinas de corte, executado na Embrapa Pecuária Sudeste, com o objetivo de avaliar o efeito dos polimorfismos genéticos da kappa-caseína-HinfI (CSN3): AA e AB, do hormônio do crescimento-AluI (GH): LL e LV e da b-lactoglobulina-HaeIII (LGB): AA, AB e BB sobre a curva de crescimento de bovinos de três grupos genéticos, ½Nelore+½Canchim (NC), ½Nelore+½Aberdeen-Angus (NA) e ½Nelore+½Simental (NS), nascidos nos anos de 1998 e 1999. Os pesos foram medidos ao nascimento, ao desmame e mensalmente dos 8 aos 19 meses de idade. As análises foram realizadas por meio de duas abordagens. Na primeira, as estimativas dos parâmetros A (valor assintótico), k (taxa de maturação) e m (ponto de inflexão) obtidas do modelo Logístico, ajustado para descrever o crescimento de cada animal, foram analisados usando um modelo linear, que incluiu além do efeito do genótipo, o qual foi formado pela concatenação dos polimorfismos genéticos de CSN3, GH e LGB (G1=AALLAA, G2=AALLAB, G3=AALLBB, G4=AALVAB, G5=AALVBB, G6=ABLLAA, G7=ABLLAB, G8=ABLLBB, G9=ABLVAA, G10=ABLVAB e G11=ABLVBB), o ano de nascimento, o sexo e o manejo alimentar. Para os animais do grupo genético NC, os genótipos influenciaram significativamente as estimativas dos parâmetros A e k da curva de crescimento. O genótipo G3 apresentou valor inferior de A e superior de k em relação aos genótipos G7 e G8. Na segunda abordagem, os dados foram analisados por modelos não lineares, incluindo no modelo, os efeitos fixos de grupo contemporâneo e de genótipo dos genes CSN3 GH e LGB, com o objetivo de verificar a influência destes genes sobre a curva de crescimento destes animais e estimar os parâmetros da função Logística, simultaneamente. Os resultados deste estudo sugerem que a função Logística utilizada para descrever o crescimento dos grupos genéticos NC, NA e NS, foi influenciada pelos genótipos dos genes CSN3, GH e LGB. As maiores diferenças entre os genótipos dos genes CSN3, GH e LGB foram encontradas a partir dos 12-13 meses de idade. O genótipo AA para CSN3 apresentou maior taxa de maturação (k) que o genótipo AB nos grupos genéticos NC, NA e NS. Quanto ao valor assintótico (A), diferença entre AA e AB, foi pequena nos grupos genéticos NC e NS. Para o polimorfismo do GH no grupo genético NA, a curva que descreve o crescimento dos animais do genótipo LL mostrou-se mais desejável, do ponto de vista de produção de bovinos de corte. Entretanto, ocorreu uma inversão desta tendência no grupo genético NS. O mesmo ocorreu para o LGB, em que os genótipos AA e AB apresentaram estimativas do parâmetro k superiores em relação ao genótipo BB no grupo genético NA, enquanto o genótipo AB apresentou estimativa de k inferior em relação ao genótipo BB, no grupo genético NS. Evidências de que os polimorfismos dos genes CSN3, GH e LGB estejam ligado a QTL influenciando a curva de crescimento de bovinos, indicam que no futuro os genótipos destes genes podem ser usados em programas de seleção assistida por marcadores. / Data from a crossbreeding experiment, carried out at Embrapa Southeast Cattle Research Center, State of São Paulo, Brazil, were analyzed in order to evaluate the effects of kappa-casein-HinfI (CSN3): AA and AB, growth hormone-AluI (GH): LL and LV, and b-lactoglobulin-HaeIII (LGB): AA, AB and BB, polymorphism on the growth curve of three beef cattle crosses, ½Nellore + ½Canchim (NC), ½Nellore + ½Aberdeen Angus (NA) and ½Nellore + ½Simmental (NS). Animals were born in the years 1998 and 1999. Weight measurements were collected at birth, weaning (7 months of age) and monthly from 8 to 19 months of age. The effect these genetic polymorphisms were analyzed by two approaches. In the first one, the parameters A (asymptotic value), k (maturing rate) and m (inflection point) estimated by Logistic model for each animal, were analyzed by least squares, fitting a linear model which included the fixed effects of the genotype, which was identified by combination of polymorphic RFLP’s of the genes CSN3, GH e LGB (G1=AALLAA, G2=AALLAB, G3=AALLBB, G4=AALVAB, G5=AALVBB, G6=ABLLAA, G7=ABLLAB, G8=ABLLBB, G9=ABLVAA, G10=ABLVAB e G11=ABLVBB), year of birth, sex and feed management. For the NC genetic groups, was detected significant effect of genotypes groups for A and k parameters estimates. The genotypes G3 presented inferior value of A and superior of k in relation to G7 and G8. In the second approach, it was fitted a Logistic non linear model which included the fixed effects of the contemporary group and genotype of the genes CSN3, GH and LGB, to examine the effect of these markers on growth curve parameters and to obtain the parameters estimates of the Logistic function, simultaneously. The growth curve used to explain the growth of the NC, NA and NS genetic groups, was influenced by genotypes of the CSN3, GH e LGB markers The major differences started at 12-13 months of age. The value of the maturing rate (k) of the AA genotype for CSN3 was superior in relation to AB genotype in the NC, NA and NS genetic groups. However, there was observed small difference in estimate of the asymptotic value (A) for the AA and AB genotypes in NC and NS genetic groups. For the GH polymorphism in NA genetic group the growth curve of the LL genotype showed more desirable to production of the beef cattle. The same was observed for the LGB, there were superior values of the parameter k of the AA and AB genotypes in relation to the BB for the NA genetic group, however there was inferior value of the parameter k of the AB genotype in relation to the BB, for the NS genetic group. Evidences that CSN3, GH and LGB polymorphism are linked to QTL influencing growth curve in beef cattle, indicates these genotypes may be a useful marker in future maker-assisted selection programs.

Submitted by (ana.araujo@ufrpe.br) on 2017-02-21T18:02:51Z No. of bitstreams: 1 Silvan Gomes de Brito.pdf: 841884 bytes, checksum: 6b8e147dd9071bbb1076ca5bcf2a438e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-21T18:02:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silvan Gomes de Brito.pdf: 841884 bytes, checksum: 6b8e147dd9071bbb1076ca5bcf2a438e (MD5) Previous issue date: 2012-07-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Genetic mapping based on the planning and establishment of the linear distance between marks associated with genes responsible for controlling qualitative and quantitative characteristics. The construction of genetic maps is considered the most impact applications of the technology of molecular markers in genetic analysis of species, potentially in plant breeding. A genetic map of linkage may be low, medium and high resolution in accordance with the greater or lesser number of genes or ordered markers. A factor of considerable importance to obtain consistent data that result in more accurate maps is the sample size or population, level of saturation in the linkage groups and marker type to be used. Thus, the aim of this work was to estimate the optimum size of population and saturation of the genomes were generated with saturation levels of 5, 10 and 20 cM, containing 210, 110, and marks 60, respectively, and F2 populations double-haploid populations. Each genome was composed of 10 linkage groups, with a size of 100 cM each. For each level of saturation of the genome populations were generated at 100, 200, 300, 500, 800 and 1000 individuals, with 100 replicates, each codominant and dominant markers used when the type F2 populations were dominant and only double-haploid populations. These populations were mapped using LODmín 3 and a maximum frequency of recombination of 30%. From the maps obtained were extracted information regarding the number of linkage groups and marks for group, size of linkage group, distance between adjacent marks, variance of the distances between adjacent marks, marks inversion obtained by Spearman correlation and degree of agreement of distances on maps with the original genome, obtained by the stress. Populations of the same size tend to produce maps with greater accuracy in higher levels of genome saturation. The optimum size of F2 populations for genetic mapping must be of at least 200 individuals when codominant markers are of type and 300 when the markers are the dominant type, regardless of the saturation level of the genome. While double-haploid populations in the optimal size was 200, 500 and 1000 individuals when the saturation levels of the genome were 5, 10 and 20 cM, respectively. / O mapeamento genético baseia-se no ordenamento linear e estabelecimento da distância entre marcas associadas a genes responsáveis pelo controle de características qualitativas e quantitativas. A construção de mapas genéticos é considerada uma das aplicações de maior impacto da tecnologia de marcadores moleculares na análise genética de espécies, e potencialmente, no melhoramento de plantas. Um mapa genético de ligação pode ter baixa, média e alta resolução, de acordo com menor ou maior número de genes ou marcadores ordenados. Um fator de fundamental importância para se obter dados consistentes que resultem em mapas mais acurados é o tamanho da amostra ou da população, o nível de saturação nos grupos de ligação e tipo de marcador a ser utilizado. Desse modo, objetivou-se com este trabalho estimar o tamanho ideal de população e saturação do genoma para a obtenção de mapas de ligação confiáveis por meio de simulação de dados em computador. Foram gerados três genomas com níveis de saturação de 5, 10 e 20 cM, contendo 210, 110 e 60 marcas, respectivamente, para populações F2 e populações duplo-haplóide. Cada genoma foi composto por 10 grupos de ligação, com um tamanho de 100 cM cada. Para cada nível de saturação do genoma foram geradas populações com 100, 200, 300, 500, 800 e 1000 indivíduos, com 100 repetições cada, sendo utilizado marcadores codominantes e dominantes quando as populações eram do tipo F2 e apenas dominante para populações duplo-haplóide. Estas populações foram mapeadas utilizando um LODmín de 3 e frequência máxima de recombinação de 30%. Dos mapas obtidos foram extraídas informações referentes ao número de grupos de ligação e de marcas por grupo, tamanho de grupo de ligação, distância entre marcas adjacentes, variância das distâncias entre marcas adjacentes, inversão de marcas obtida pela correlação de Spearman e grau de concordância das distâncias nos mapas com o genoma original obtida pelo estresse. Populações de mesmo tamanho tendem a produzir mapas com maior acurácia em níveis de saturação do genoma mais elevados. O tamanho ideal de populações F2 para mapeamento genético é de no mínimo 200 indivíduos quando os marcadores forem do tipo codominante e de 300 quando os marcadores forem do tipo dominante, independente do nível de saturação do genoma. Enquanto que em populações duplo-haplóide o tamanho ideal é de 200, 500 e 1000 indivíduos quando os níveis de saturação do genoma forem de 5, 10 e 20 cM, respectivamente.

Foram analisadas informações provenientes de um experimento de avaliação de sistemas cruzamento entre raças bovinas de corte, executado na Embrapa Pecuária Sudeste, com o objetivo de avaliar o efeito dos polimorfismos genéticos da kappa-caseína-HinfI (CSN3): AA e AB, do hormônio do crescimento-AluI (GH): LL e LV e da b-lactoglobulina-HaeIII (LGB): AA, AB e BB sobre a curva de crescimento de bovinos de três grupos genéticos, ½Nelore+½Canchim (NC), ½Nelore+½Aberdeen-Angus (NA) e ½Nelore+½Simental (NS), nascidos nos anos de 1998 e 1999. Os pesos foram medidos ao nascimento, ao desmame e mensalmente dos 8 aos 19 meses de idade. As análises foram realizadas por meio de duas abordagens. Na primeira, as estimativas dos parâmetros A (valor assintótico), k (taxa de maturação) e m (ponto de inflexão) obtidas do modelo Logístico, ajustado para descrever o crescimento de cada animal, foram analisados usando um modelo linear, que incluiu além do efeito do genótipo, o qual foi formado pela concatenação dos polimorfismos genéticos de CSN3, GH e LGB (G1=AALLAA, G2=AALLAB, G3=AALLBB, G4=AALVAB, G5=AALVBB, G6=ABLLAA, G7=ABLLAB, G8=ABLLBB, G9=ABLVAA, G10=ABLVAB e G11=ABLVBB), o ano de nascimento, o sexo e o manejo alimentar. Para os animais do grupo genético NC, os genótipos influenciaram significativamente as estimativas dos parâmetros A e k da curva de crescimento. O genótipo G3 apresentou valor inferior de A e superior de k em relação aos genótipos G7 e G8. Na segunda abordagem, os dados foram analisados por modelos não lineares, incluindo no modelo, os efeitos fixos de grupo contemporâneo e de genótipo dos genes CSN3 GH e LGB, com o objetivo de verificar a influência destes genes sobre a curva de crescimento destes animais e estimar os parâmetros da função Logística, simultaneamente. Os resultados deste estudo sugerem que a função Logística utilizada para descrever o crescimento dos grupos genéticos NC, NA e NS, foi influenciada pelos genótipos dos genes CSN3, GH e LGB. As maiores diferenças entre os genótipos dos genes CSN3, GH e LGB foram encontradas a partir dos 12-13 meses de idade. O genótipo AA para CSN3 apresentou maior taxa de maturação (k) que o genótipo AB nos grupos genéticos NC, NA e NS. Quanto ao valor assintótico (A), diferença entre AA e AB, foi pequena nos grupos genéticos NC e NS. Para o polimorfismo do GH no grupo genético NA, a curva que descreve o crescimento dos animais do genótipo LL mostrou-se mais desejável, do ponto de vista de produção de bovinos de corte. Entretanto, ocorreu uma inversão desta tendência no grupo genético NS. O mesmo ocorreu para o LGB, em que os genótipos AA e AB apresentaram estimativas do parâmetro k superiores em relação ao genótipo BB no grupo genético NA, enquanto o genótipo AB apresentou estimativa de k inferior em relação ao genótipo BB, no grupo genético NS. Evidências de que os polimorfismos dos genes CSN3, GH e LGB estejam ligado a QTL influenciando a curva de crescimento de bovinos, indicam que no futuro os genótipos destes genes podem ser usados em programas de seleção assistida por marcadores. / Data from a crossbreeding experiment, carried out at Embrapa Southeast Cattle Research Center, State of São Paulo, Brazil, were analyzed in order to evaluate the effects of kappa-casein-HinfI (CSN3): AA and AB, growth hormone-AluI (GH): LL and LV, and b-lactoglobulin-HaeIII (LGB): AA, AB and BB, polymorphism on the growth curve of three beef cattle crosses, ½Nellore + ½Canchim (NC), ½Nellore + ½Aberdeen Angus (NA) and ½Nellore + ½Simmental (NS). Animals were born in the years 1998 and 1999. Weight measurements were collected at birth, weaning (7 months of age) and monthly from 8 to 19 months of age. The effect these genetic polymorphisms were analyzed by two approaches. In the first one, the parameters A (asymptotic value), k (maturing rate) and m (inflection point) estimated by Logistic model for each animal, were analyzed by least squares, fitting a linear model which included the fixed effects of the genotype, which was identified by combination of polymorphic RFLP’s of the genes CSN3, GH e LGB (G1=AALLAA, G2=AALLAB, G3=AALLBB, G4=AALVAB, G5=AALVBB, G6=ABLLAA, G7=ABLLAB, G8=ABLLBB, G9=ABLVAA, G10=ABLVAB e G11=ABLVBB), year of birth, sex and feed management. For the NC genetic groups, was detected significant effect of genotypes groups for A and k parameters estimates. The genotypes G3 presented inferior value of A and superior of k in relation to G7 and G8. In the second approach, it was fitted a Logistic non linear model which included the fixed effects of the contemporary group and genotype of the genes CSN3, GH and LGB, to examine the effect of these markers on growth curve parameters and to obtain the parameters estimates of the Logistic function, simultaneously. The growth curve used to explain the growth of the NC, NA and NS genetic groups, was influenced by genotypes of the CSN3, GH e LGB markers The major differences started at 12-13 months of age. The value of the maturing rate (k) of the AA genotype for CSN3 was superior in relation to AB genotype in the NC, NA and NS genetic groups. However, there was observed small difference in estimate of the asymptotic value (A) for the AA and AB genotypes in NC and NS genetic groups. For the GH polymorphism in NA genetic group the growth curve of the LL genotype showed more desirable to production of the beef cattle. The same was observed for the LGB, there were superior values of the parameter k of the AA and AB genotypes in relation to the BB for the NA genetic group, however there was inferior value of the parameter k of the AB genotype in relation to the BB, for the NS genetic group. Evidences that CSN3, GH and LGB polymorphism are linked to QTL influencing growth curve in beef cattle, indicates these genotypes may be a useful marker in future maker-assisted selection programs.

O mapeamento de QTL's difere dos demais tipos de pesquisas conduzida em genética. Por se tratar basicamente de um procedimento de testes múltiplos, surge, neste contexto, um problema que se refere ao nível de significância conjunto da análise, e consequentemente, seu poder. Deste modo, avaliou-se, via simulação computacional de dados, o poder de detecção de QTL's da análise de marcas simples, realizada por meio de regressão linear múltipla, utilizando o procedimento stepwise" para seleção das marcas e procedimentos baseados em testes individuais, utilizando os critérios FDR e de Bonferroni para determinação nível de significância conjunto. Os resultados mostraram que o procedimento baseado em regressão múltipla, utilizando o procedimento stepwise" foi mais poderoso em identificar as marcas associadas a QTL's e, mesmo nos casos em que este procedimento apresentou poder ligeiramente inferior aos demais, verificou-se que o mesmo tem como grande vantagem selecionar apenas as marcas mais fortemente ligadas aos QTL's. Dentre os critérios FDR e de Bonferroni, o primeiro mostrou-se, em geral, mais poderoso, devendo ser adotado nos procedimentos de mapeamento por intervalo. Outro problema encontrado na análise de QTL's refere-se µa abordagem da interação QTL's x ambientes. Neste contexto, apresentou-se uma partição da variância da interação genótipos x ambientes em efeitos explicados pelos marcadores e desvios, a partir da qual obtiveram-se os estimadores da proporção da variância genética (pm), e da variância da interação genótipos x ambientes (pms), explicadas pelos marcadores moleculares. Estes estimadores independem de desvios das frequências alélicas dos marcadores em relação µ as esperadas (1:2:1 em uma geração F2, 1:1 em um retrocruzamento, etc.), porém, apresentam uma alta probabilidade de obtenção de estimativas fora do intervalo paramétrico, principalmente para valores elevados destas proporções. Contudo, estas probabilidades podem ser reduzidas com o aumento do número de repetições e/ou de ambientes nos quais as progênies são avaliadas. A partir de um conjunto de dados de produtividade de grãos, referentes µ a avaliação de 68 progênies de milho, genotipadas para 77 marcadores moleculares codominantes e avaliadas em quatro ambientes, verificou-se que as metodologias apresentadas permitiram estimar as proporções pm e pms, bem como classificar as marcas associadas a QTL's, conforme seu nível de interação. O procedimento permitiu ainda a identificação de regiões cromossômicas envolvidas no controle genético do caractere sob estudo conforme sua maior ou menor estabilidade ao longo dos ambientes. / In general terms, QTL mapping di®ers from other research ac-tivities in genetics. Being basically a multiple test procedure, problems arise which are related to the joint level of signi¯cance of the analysis, and consequently, to its power. Using computational simulation of data, the power of simple marker analysis, carried out through multiple linear regression, using stepwise procedures to select the markers was obtained. Procedures based on single tests, using both the FDR and the Bonferroni criteria to determinate the joint level of signi¯cance were also used. Results showed that the procedure based on multiple regression, using the stepwise technique, was the most powerful in identifying markers associated to QTL's. However, in cases where its power was smaller, its advantage was the ability to detect only markers strongly associates with QTL's. In comparision with the Bonferroni method, the FDR criterion was in general more powerful, and should be adopted in the interval mapping procedures. Additional problems found in the QTL analysis refer to the QTL x environment interaction. We consider this aspect by par-titioning the genotype x environment interaction variance in components explained by the molecular markers and deviations. This alowed estimating the proportion of the genetic variance (pm), and genotype x environment variance (pms), explained by the markers. These estimators are not a®ected by deviations of allelic frequencies of the markers in relation to the expected values (1:2:1 in a F2 generation, 1:1 in a backcross , etc). However, there is a high probability of obtaining estimates out of the parametric range, specially for high values of this proportion. Nevertheless, these probabilities can be reduced by increasing the number of replications and/or environments where the progenies are evaluated. Based on a set of grain yield data, obtained from the evaluation of 68 maize progenies genotyped for 77 codominant molecular markers, and evaluated as top crosses in four environments, the presented methodologies allowed estimating proportions pm and pms as well the classification of markers associated to QTL's, with respect to its level of genotype x environment interaction. The procedure also allowed the identification of chromosomic regions, involved in the genetical control of the considered trait, according to its stability, in relation to the observed environmental variation.

Em todo o mundo, a cultura da banana tem enfrentado uma série de problemas relacionados a ocorrência de doenças e pragas, para as quais, a obtenção de cultivares resistentes é a forma mais viável de controle. Híbridos tetraplóides promissores, obtidos a partir do cruzamento de cultivares triplóides com diplóides cultivados, selvagens ou melhorados, têm sido produzidos pelos diferentes programas de melhoramento. No entanto, o sucesso num programa de melhoramento depende inicialmente do completo conhecimento da diversidade genética do germoplasma disponível. Os marcadores microssatélites constituem-se em ferramentas valiosas para este fim. Este trabalho objetivou caracterizar, por marcadores microssatélites, 84 genótipos de Musa, a partir do estabelecimento de uma metodologia de detecção do polimorfismo em géis de seqüenciamento, por meio da coloração com prata. Os genótipos foram analisados em dois experimentos distintos. No primeiro experimento, as relações genéticas existentes entre 35 genótipos, compreendendo cultivares triplóides, raças locais (landraces) e híbridos tetraplóides foram investigadas empregando-se 11 primers SSRs. A análise fenética obtida mostrou concordância com a caracterização baseada em descritores morfológicos. Os genótipos agruparam-se com base na composição genômica, grupo genômico e subgrupo. Alguns híbridos tetraplóides apresentaram distorções na proporção de alelos doados pelo genitor feminino triplóide, o que suporta constatações recentes sobre a ocorrência de recombinação durante a formação dos gametas femininos. No segundo experimento, nove primers SSRs foram empregados na caracterização de 49 genótipos diplóides, divididos em três 'subgrupos' (cultivados, selvagens e melhorados) e na determinação das relações genéticas existentes entre estes materiais e nove cultivares comerciais triplóides. A análise fenética conduzida sobre todos os genótipos, não evidenciou uma perfeita separação dos genótipos diplóides em seus respectivos subgrupos, possivelmente devido a existência de muitos alelos comuns a eles. A estatística Rst confirmou este resultado. Alguns genótipos diplóides exibiram uma forte relação com as cultivares triplóides AAA tipo exportação. Os marcadores microssatélites mostraram-se altamente eficientes na caracterização e discriminação do germoplasma de Musa, gerando fingerprinting únicos para um grande número de genótipos. Um grande número de alelos pôde ser detectado, o que comprovou a natureza multialélica deste tipo de marcador. Os genótipos diplóides foram os que apresentaram a maior diversidade, refletida pelo maior número de alelos detectados e pela baixa similaridade entre os clones. Nos dois experimentos, observou-se uma alta proporção de alelos "multiplex", bem como locos duplicados, o que resultou na perda do caráter codominante dos marcadores SSRs. As implicações decorrentes destas observações foram consideradas. A metodologia de coloração com prata apresentada mostrou ser um procedimento eficiente, rápido, simples e de baixo custo na detecção do polimorfismo SSRs. / The banana (Musa) industry has faced various disease and pest problems all over the world, and the development of resistant cultivars is the most attractive way of control. Promising tetraploid hybrids, derived from crosses between triploid cultivars and wild, cultivated or selected diploids, have been developed from different breeding programs. However, the success in a breeding program depends on the knowledge about the genetic diversity of the available germplasm. Microsattelite is an important tool for estimating the genetic diversity. This work aimed to characterize 84 Musa genotypes using microsattelite markers, based on a method for polymorphism detection with electrophoresis on sequencing gel stained with silver nitrate. The genotypes were analyzed in two experiments. In the first one, the genetic relationships between 35 genotypes, including triploid cultivars, landraces and tetraploid hybrids, were investigated using 11 microsattelite primers. The phenetic analysis disclosed a grouping in agreement with the characterization based on morphological descriptors. The genotypes clustered according to genomic composition, genomic group and subgroup. Some tetraploid hybrids presented distortion of the proportion of alleles donated by the female triploid genitor, in support to recent description about the occurrence of recombination during female gamete formation. In the second experiment, 9 microsattelite primers were used to characterize 49 diploid genotypes, divided into three subgroups (cultivated, wild and selected) and to determine the genetic relationships between these genotypes and 9 commercial triploid cultivars. The phenetic analysis of all the genotypes did not demonstrate a separation of the diploid genotypes into the respective subgroups, possibly because of the occurrence of various alleles in common The statistic Rst confirmed this result. Some diploid genotypes showed a strong relationship with export-type triploid AAA cultivars. Microsattelite markers were shown to be highly efficient for Musa germplasm characterization and discrimination, generating unique fingerprinting for a large number of genotypes. A large number of alleles was detected, demonstrating the multi-allelic nature of this marker. The diploid genotypes presented the largest diversity, reflected by the largest number of detected alleles and by the low similarity between clones. In both experiments, a large proportion of multiplex alleles was, as well as duplicated loci, resulting in the loss of the codominant character of the marker. The resulting implications were considered. The methods of silver staining showed to be a quick, simple, efficient, and low-cost procedure to detect SSR polymorphism.

Linhagens endogâmicas (F@1,0) são usualmente utilizadas para a produção de híbridos de milho. Devido a elevada depressão por endogamia no milho, as linhagens endogâmicas apresentam baixa produtividade, encarecendo o custo das sementes de híbridos simples e tornando-os inacessíveis para grande parte dos agricultores dos países em desenvolvimento. Uma alternativa para contornar o problema seria utilizar linhagens parcialmente endogâmicas (0,0 < F < 1,0), selecionadas para capacidade de combinação e uniformidade. Relatos de literatura mostram que (a) híbridos simples de linhagens S3 (F=0,875) devem apresentar performances superiores as de híbridos triplos e duplos de linhagens endogâmicas; (b) a correlação genética entre híbridos simples de linhagens S3 e de linhagens endogâmicas (F@1,0) é elevada (r=0,94); e (c) a produtividade de linhagens S3 é em média 20% superior a de linhagens endogâmicas. Entretanto, a maior dificuldade em se produzir híbridos simples de linhagens parcialmente endogâmicas refere-se à manutenção destas, por apresentarem variabilidade genética. Devido a isto, o objetivo deste estudo foi avaliar a viabilidade de se produzir e utilizar híbridos simples de linhagens parcialmente endogâmicas S3. Para isso, oito linhagens S3 da população BR-105 e dez linhagens da população BR-106, as quais estão alocadas em grupos heteróticos distintos, selecionadas para capacidade de combinação e uniformidade, originais e mantidas por intercruzamentos e seleção moderada por cinco gerações, foram utilizadas. Durante as gerações de manutenção, pelo menos 50 plantas foram usadas. Estas linhagens e cruzamentos destas com dois testadores de grupos heteróticos diferentes, foram avaliados em quatro ambientes no ano agrícola de 1999/2000. Além disso, as linhagens originais e mantidas foram genotipadas utilizando o marcador molecular AFLP para estimar a similaridade genética entre elas. Os resultados obtidos mostraram que, excetuando-se uma linhagem da população BR-105 em que provavelmente ocorreu contaminação, apenas dois caracteres nas linhagens per se e apenas um caráter nos cruzamentos apresentaram alterações positivas e significativas, de treze caracteres avaliados. Entretanto estas alterações são muito pequenas para serem detectadas visualmente. Os resultados das similaridades genéticas entre as linhagens originais e mantidas, mostraram valores elevados, sendo que o limite superior do intervalo de confiança para a maioria das linhagens atingiu o valor 1,0, indicando que a manutenção das linhagens da forma como foi conduzida as suas integridades genéticas foram mantidas. Estes resultados permitiram concluir que seria viável a utilização de linhagens parcialmente endogâmicas S3 para a produção comercial de híbridos simples de milho. / Inbred lines (F@1.0) are usually used for the production of maize single-crosses. Because of the high inbreeding depression in maize, the inbred lines are lower yielding, which causes the seed prices to be costly and then inaccessible for most of the farmers in the developing countries. One way to circumvent the problem would be the use of partly inbred lines (0.0< F<1.0) selected for combining ability and for uniformity within the lines. Reported results have shown that: (a) theoretically, single-crosses from S3 lines (F=0.875) are expected to have superior performance than that of three-way and double-crosses; (b) the genetic correlation of single-crosses from S3 lines and from their inbred lines (F@1.0) counterparts is fairly high (r=0.94); and (c) S3 lines are on the average 20% higher yielding than highly inbred lines. However, the main difficulty in the production of single-cross from partly inbred lines is the maintenance of their genetic integrity because of the variability within them. Therefore, the ob-jective of this research was to study the feasibility of the development and the production of single-crosses from S3 lines. The genetic material included eight original S3 lines from the BR-105 population, and ten original S3 lines from the BR-106 population, selected for combining ability and for uniformity within them, and their counterparts maintained by sib-mating and mild selection for five generations. During the generations of maintenance at least 50 plants per line were used. The populations BR-105 and BR-106 have been assigned to distinct heterotic groups. The original, the maintained lines and their crosses with testers from different heterotic groups were evaluated in four environments in the growing season of 1999/2000. Also, the S3 lines were genotyped with the AFLP molecular marker in order to estimate the genetic similar-ity between the original and their maintained counterparts. The results showed that out of the 13 traits evaluated only two traits in the lines per se, and only one trait in the crosses changed significantly from the original lines to the maintained counterparts. However those changes are too low to be visually detected. The estimates of the genetic similarities between the original and their maintained counterparts S3 lines were high, and the upper bound of the confidence interval for most of the lines reach the limit value, i.e., 1.0. These results showed that the ap-proach uses for the maintenance of the S3 lines was effective and thus the genetic integrity of the lines were maintained. The results of this research could allow one to expect that would be feasible the use of partly inbred S3 lines for the commercial production of maize single-crosses.