En el Banco de Germoplasma del Instituto de Conservación y Mejora de la Agrodiversidad Valenciana de la Universidad Politécnica de Valencia (COMAV) se mantienen actualmente más de 7000 entradas de especies hortícolas, incluyendo cultivares locales españoles y especies silvestres. Entre estas entradas se incluyen 3500 de la sección Lycopersicon y 144 de la sección Basarthrum del género Solanum. Para que el empleo de estos recursos fitogenéticos sea eficiente es necesario conocer su estructura genética y su taxonomía. El conocimiento de la distribución de la variabilidad existente permite establecer criterios de conservación más racionales y un uso más eficiente de estos recursos para la mejora de las especies cultivadas. Los objetivos de la presente tesis doctoral se centran en el estudio de las secciones del género Solanum mencionadas previamente. Ambas secciones incluyen especies cultivadas: tomate y pepino dulce. La clasificación y filogenia de las especies pertenecientes a cada una de estas secciones ha sido objeto de controversia durante mucho tiempo y, a pesar del esfuerzo realizado hasta el momento, todavía no se ha alcanzado un consenso definitivo. Esto puede ser debido a una separación reciente de estas especies, que permanecen estrechamente relacionadas y con capacidad de cruzamiento, o a la falta de trabajos en los que se incluya una representación adecuada de toda la variabilidad presente en estas secciones. Para analizar la taxonomía de la sección Lycopersicon se ha empleado una amplia representación de materiales de cada una de las especies abarcando todo su rango de distribución. Los análisis realizados identifican 12 especies distintas. Esta clasificación confirma algunas de las nuevas especies propuestas en la sección recientemente, pero no en todos los casos. La nueva especie S. huaylasense aparece claramente separada de S. peruvianum. / Zuriaga García, E. (2009). Análisis de la variabilidad en poblaciones naturales de Solanum, secciones Lycopersicon y Basarthrum [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/6362

El Centro de Conservación y Mejora de la Agrodiversidad (COMAV) de la Universidad Politécnica de Valencia alberga una de las colecciones más importantes de entradas del género Lycopersicon, incluyendo el tomate cultivado (Lycopersicon esculentum, L. esculentum var. cerasiforme) y sus especies silvestres relacionadas (L. cheesmanii, L. pimpinellifolium, L. hirsutum, L. pennellii, L. chmilewskii, L. parviflorum L. peruvianum y L. chilense). A pesar de ser el tomate una de las hortalizas de mayor importancia económica a nivel mundial, siguen existiendo ambigüedades en su taxonomía así como dudas sobre su domesticación. De hecho, se observan en muchas ocasiones formas intermedias entre el tomate cultivado y la variedad botánica cerasiforme, así como entre la forma cerasiforme y la especie L. pimpinellifolium. Igualmente se han detectado formas intermedias entre L. pimpinellifolium y la especie L. cheesmanii, endémica de las islas Galápagos. Estas especies constituyen el subgénero Eulycopersicon, interfértiles con el tomate cultivado. De ellas, la variedad botánica cerasifrome está considerada como el ancestro del tomate y se ha comprobado la existencia de fenómenos de introgresión entre L. pimpinellifolium y el tomate. Las teorías sobre la domesticación del tomate no son únicas, oponiéndose las teorías de Jenkins (1948) y Rick (1958) frente a las más recientes de Rick y Fobes (1975) y Rick y Holle (1990). Para contribuir a la clarificación de estos aspectos, en la presente Tesis Doctoral se persiguen los siguientes objetivos: 1.- Estudio de la variabilidad morfológica y molecular de estas especies 2.- Esclarecimiento de las relaciones filogenéticos entre las especies del subgénero Eulycopersicon. 3.- Establecimiento de estrategias de conservación de estas especies y en especial de Lycopersicon pimpinellifolium, para la que se han descrito diferencias importantes en el grado de alogamia. 4.- Inicio de la formación de una colección nuclear en la colección de entradas de L. pimpinellifolium del COMAV / Domingos, JP. (2003). Análisis de la variabilidad en las especies del subgénero Eulycopersicon más relacionadas con el tomate cultivado [Tesis doctoral]. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/10914

[EN] The genus Crocus belonging to the family Iridaceae, is known for its cultivated species, saffron (Crocus sativus L.). The genus includes about 100 species, many of which are of interest as ornamentals for their products or secondary metabolism, and others are exclusively wild. On the whole, they are a source of genetic variability of enormous interest. The rapid disappearance of the culture of saffron in Europe due to the significant amount of manpower required, has led to significant genetic erosion. In order to slow down and improve this situation, several national and European programs for the collection, multiplication, and characterization of germplasm of saffron and related species were initiated. In this context, this Thesis aims to complete the existing collections and characterize the available germplasm of the Spanish wild species of the genus Crocus, conserved in the Plant Germplasm Bank of the Center for Research in Agroforestry in Albaladejito (Cuenca). Seven wild species of this genus can be found in Spain, which are both autumn flowering species (C. serotinus, C. clusii, C. nudiflorus and C. cambessedesii) and spring flowering species (C. nevadensis, C. carpetanus and C. vernus), and in this work a morphological, physiological, biochemical and molecular characterization of them has been carried out. After a thorough review of the locations of these species in Spain, we have collected accessions from different locations in which their presence was described. We have developed location maps, and the description of the ecosystems these species inhabit. Of this set of accessions, a maximum of 60, which form a representation of the observed variability, were characterized morphologically. It should be noted that a microscopic characterization of the anatomy of the leaves and seed coat also identifies most species. A total of 115 accessions, representing different populations of each species collected, have been characterized phenologically. In addition, 1-2 accessions of each autumn flowering species, C. serotinus and C. nudiflorus (with hysterantia), and the spring-flowering species, C. nevadensis, C. carpetanus and C. vernus (this last species has the latter flowering date), have been characterized physiologically. We have studied the influence of temperature on the development of floral meristems in flowering, in the vegetative development, set and development of fruit and leaf senescence. These physiological studies have also allowed developing methods to break dormancy and germination, which allow a percentage of germination of the Spanish species of Crocus of around 81-95%. The biochemical characterization of 15 accessions belonging to 5 species of Spanish wild Crocus has revealed the lower content of crocins in its styles. Two of these species, C. carpetanus and C. nevadensis, have no crocins in the style. The analysis of the absence and presence of main peaks corresponding to crocins and flavonoids has enabled to separate each species which has crocins, but has provided no separation between C. nevadensis and C. carpetanus. The molecular characterization of 133 individuals, corresponding to 26 different accessions of the 7 species, using RAPDs, indicates that these markers can be a useful tool for differentiating species that share ecological niche, or with very similar vegetative morphological features. Microsatellite markers have proved to be a complementary tool for the distinction of materials which cannot be distinguished by the use of RAPDs. / [ES] El género Crocus perteneciente a la familia de las Iridáceas, es conocido por su especie cultivada, el azafrán (Crocus sativus L.). El género incluye aproximadamente 100 especies, muchas de las cuales tienen interés como ornamentales o por sus productos de metabolismo secundario, y otras son exclusivamente silvestres. En su conjunto, constituyen una fuente de variabilidad genética de enorme interés. La rápida desaparición del cultivo del azafrán en Europa, debido a la importante cantidad de mano de obra que requiere, ha conducido a una importante erosión genética. Con el fin de frenar y mejorar esta situación, se han iniciado varios programas de ámbito nacional y europeo para la recolección, multiplicación, y caracterización de germoplasma de azafrán y especies afines. En ese contexto, se enmarca esta Tesis que tiene como objetivo completar las colecciones existentes y caracterizar el germoplasma disponible de especies silvestres españolas del género Crocus, del Banco de Germoplasma Vegetal del Centro de Investigación Agroforestal de Albaladejito (Cuenca). En España pueden encontrarse 7 especies silvestres de este género, que son tanto de floración otoñal (C. serotinus, C. clusii, C. nudiflorus y C. cambessedesii) como primaveral (C. nevadensis, C. carpetanus y C. vernus), y en este trabajo se ha llevado a cabo una caracterización morfológica, fisiológica, bioquímica y molecular de las mismas. Tras una revisión minuciosa de las citas sobre la localización de estas especies en España, se han conseguido entradas de distintas áreas de las zonas en las que se ha descrito su presencia. Se han elaborado mapas de localización, así como la descripción de los ecosistemas que habitan estas especies. De este conjunto de entradas, un máximo de 60, que configuran una representación de la variabilidad observada, fueron caracterizadas morfológicamente. Hay que destacar una caracterización microscópica de la anatomía de las hojas y de la cubierta de las semillas que permite también identificar la mayoría de las especies. Un total de 115 entradas, que representan las diferentes poblaciones recolectadas de cada especie, se han caracterizado fenológicamente. Asimismo, se han caracterizado fisiológicamente 1-2 entradas de las especies de floración otoñal C. serotinus y C. nudiflorus (con histerantia), y de tres especies de floración primaveral C. nevadensis, C. carpetanus y C. vernus (esta última con floración más tardía). Se ha estudiado la influencia de la temperatura en el desarrollo de los meristemos florales, en la floración, en el desarrollo vegetativo, el cuajado y desarrollo del fruto y sobre la senescencia de las hojas. Estos estudios fisiológicos también han permitido poner a punto métodos de rotura de latencia y germinación que permiten un porcentaje de germinación de entre un 81-95%. La caracterización bioquímica de 15 entradas correspondientes a 5 de las especies analizadas, ha revelado el menor contenido en crocinas de los estilos de estas especies silvestres, dándose la ausencia total de las mismas en C. carpetanus y C. nevadensis. El análisis de la ausencia y presencia de los principales picos que corresponden a crocinas y a flavonoides, ha permitido separar entre sí las especies que presentan crocinas, pero no ha facilitado la separación entre C. nevadensis y C. carpetanus. La caracterización molecular de 133 individuos que corresponden a 26 entradas diferentes mediante RAPD, indica que estos marcadores pueden ser una herramienta útil para la diferenciación de especies que comparten nicho ecológico, o con rasgos morfológicos vegetativos muy similares. Los marcadores microsatélites se han mostrado como una herramienta complementaria que permite la distinción de materiales que no es posible llevar a cabo mediante el empleo de marcadores tipo RAPD. / [CA] El gènere Crocus pertanyent a la família de les Iridaceae, és conegut per la seua espècie conreada, el safrà (Crocus sativus L.). El gènere inclou aproximadament 100 espècies, moltes de les quals tenen interès com a ornamentals o pels seus productes de metabolisme secundari, i altres són exclusivament silvestres. El seu conjunt, constitueix una font de variabilitat genètica d'enorme interès. La ràpida desaparició del cultiu del safrà a Europa, a causa de la important quantitat de mà d'obra que requereix, ha conduït a una important erosió genètica. Per tal de frenar i millorar aquesta situació, s'han iniciat diversos programes d'àmbit nacional i europeu per a la recol·lecció, multiplicació, i caracterització de germoplasma de safrà i espècies afins. En aquest context, s'emmarca aquesta Tesi que té com a objectiu completar les col·leccions existents i caracteritzar el germoplasma disponible d'espècies silvestres espanyoles del gènere Crocus, del Banco de Germoplasma Vegetal del Centro de Investigación Agroforestal de Albaladejito (Cuenca). A Espanya es poden trobar 7 espècies silvestres d'aquest gènere, que són tant de floració tardoral (C. serotinus, C. clusii, C. nudiflorus i C. cambessedesii) com primaveral (C. nevadensis, C. carpetanus i C. vernus), i en aquest treball s'ha dut a terme una caracterització morfològica, fisiològica, bioquímica i molecular de les mateixes. Després d'una revisió minuciosa de les cites sobre la localització d'aquestes espècies a Espanya, s'han aconseguit entrades de diferents àrees de les zones en què s'ha descrit la seua presència. S'han elaborat mapes de localització, així com la descripció dels ecosistemes que habiten aquestes espècies atenent: tipus de sòl, altitud, clima, comunitat vegetal i els estressos abiòtics o biòtics més freqüents. D'aquest conjunt d'entrades, un màxim de 60, que configuren una representació de la variabilitat observada, van ser caracteritzades morfològicament. Cal destacar una caracterització microscòpica de l'anatomia de les fulles i de la coberta de les llavors que permet també identificar la majoria de les espècies. Un total de 115 entrades, que representen les diferents poblacions recol·lectades de cada espècie, s'han caracteritzat fenológicament. Així mateix, s'han caracteritzat fisiològicament 1-2 entrades de les espècies de floració de tardor C. serotinus i C. nudiflorus (amb histerantia), i de tres espècies de floració primaveral C. nevadensis, C. carpetanus i C. vernus (aquesta última amb floració més tardana). S'ha estudiat la influència de la temperatura en el desenvolupament dels meristemes florals, en la floració, en el desenvolupament vegetatiu, el quallat i desenvolupament del fruit i sobre la senescència de les fulles. Aquests estudis fisiològics també han permès posar a punt mètodes de trencament de latència i germinació que permeten un percentatge de germinació de llavors de les espècies espanyoles de Crocus entre un 81-95%. La caracterització bioquímica de 15 entrades corresponents a 5 de les espècies analitzades, ha revelat el menor contingut en crocinas d'aquestes espècies silvestres, donant-se l'absència total de les mateixes en C. carpetanus i C. nevadensis. L'anàlisi de l'absència i presència dels principals pics que corresponen a crocinas i flavonoides, ha permès separar entre si les espècies que presenten crocinas, però no ha facilitat la separació entre C. nevadensis i C. carpetanus. La caracterització molecular de 133 individus que corresponen a 26 entrades diferents mitjançant RAPD, indica que aquests marcadors poden ser una eina útil per a la diferenciació d'espècies que comparteixen nínxol ecològic, o amb trets morfològics vegetatius molt similars. Els marcadors microsatèl·lits s'han mostrat com una eina complementària que permet la distinció de materials que no és possible dur a terme mitjançant l'ús de marcadors tipu / Pastor Férriz, MT. (2016). Caracterización fenológica, morfológica, fisiológica, fitoquímica, y molecular de las especies silvestres españolas del género Crocus [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/62827

Tesis por compendio / La vid es un cultivo de propagación vegetativa y de gran importancia económica cuyo cultivo se distribuye mundialmente por zonas templadas. Su producción va destinada principalmente a la elaboración de vino, seguido de la producción de uva de mesa. Aunque existen miles de variedades, una decena de ellas son las que se utilizan mayoritariamente a nivel mundial lo que conlleva a una pérdida de variabilidad. Desde la llegada de la filoxera, el cultivo de la vid se realiza mediante injerto en pies resistentes a este áfido. Según la Comisión Directiva 2005/43/EC el material de propagación de vid debe estar libre de los siguientes virus: GFLV, GLRaV-1, GLRaV-3, GFkV y ArMV. En este trabajo se han evaluado y desarrollado distintas metodologías relacionadas con el cultivo in vitro de plantas encaminadas al saneamiento, multiplicación y conservación de germoplasma de vid. La conservación de variedades de vid in vitro es muy importante para complementar la conservación de germoplasma de las colecciones de campo. Para ello es importante seleccionar el material a conservar, determinar su estado sanitario, sanear si es el caso y establecer las condiciones adecuadas para su conservación. En un primer capítulo de esta tesis (Capítulo 1) se describen los ensayos realizados para inducir la embriogénesis somática en 16 variedades de vid que incluyen seis variedades infectadas con los virus GFLV, GLRaV-3 y GFkV. La embriogénesis somática ha sido descrita en vid como una metodología útil para el saneamiento de plantas infectadas con virus y es la vía común de regeneración adventicia.. En este trabajo se utiliza como material de partida semillas cortadas y se han obtenido plantas libres de virus y porcentajes de regeneración elevados en todas las variedades evaluadas. La utilización de marcadores microsatélites nos ha servido para seleccionar entre las plantas regeneradas aquellas que muestran el mismo genotipo que las plantas de partida. Por otra parte, en este trabajo se ha desarrollado un protocolo de micropropagación a partir de planta sana de la variedad 'Monastrell' cultivada in vitro obteniéndose tasas de multiplicación elevadas y plantas que se han aclimatado a condiciones de campo (Capítulo 2). El medio de cultivo MW, utilizado para el desarrollo de las plantas, se ha evaluado en otras 16 variedades y también se ha comparado el crecimiento en este medio y en variaciones de éste, como son la disminución de la concentración de azúcar a la mitad y la eliminación del ácido indolbutírico. La finalidad de estos ensayos ha sido determinar para cada variedad qué condiciones son las más adecuadas para mantener el germoplasma vegetal en cultivo in vitro activo, pero alargando el tiempo entre subcultivos optimizando costes (Capítulo 3). En el Capítulo 4 se incluye un trabajo para localizar, identificar, descartar o detectar la presencia de los virus anteriormente comentados, sanear si es el caso, y conservar in vitro las variedades de interés en las que se lleva a cabo una identificación utilizando marcadores SSR y un análisis de variabilidad genética cuando se dispone de varias accesiones. A modo de ejemplo, en este trabajo se publica el perfil de marcadores microsatélites para dos de las variedades colectadas y/o conservadas, la variedad 'Esclafacherre' ('Esclafagerres') y accesiones de 'Valencí Blanc' en las que se ha detectado diferencias para el marcador VVMD32 que agrupa las accesiones de Alicante por una parte, y al resto de accesiones por otra. También se ha validado un protocolo de crioconservación en la variedad 'Esclafacherre'. Por último, el Capítulo 5 hace referencia a un estudio llevado a cabo para determinar el estado actual de la aplicación de la transformación genética en vid, centrándonos en los factores limitantes de las metodologías empleadas. La transformación genética es una herramienta de gran potencial para la mejora de los cultivos, principalmente en plantas de p / Grapevine is a crop of vegetative propagation with great economical importance which is distributed worldwide in temperate zones. It is mainly used for wine and table grape production. Despite the fact thousands of varieties exist only few are commonly used, producing a loss of variability. Since the arrival of the phylloxera aphid the grapevine culture is performed using resistant rootstocks. The Directive Commission 2005/43/EC amending the Directive Council annexes 68/193/EEC, indicates that grapevine material should be free of these viruses: Grapevine fanleaf virus (GFLV), Grapevine leafroll associated virus 1 (GLRaV-1), Grapevine leafroll associated virus 3 (GLRaV-3), Grapevine fleck virus (GFkV) and Arabis mosaic virus (ArMV). In this work different methodologies related with in vitro culture were evaluated and developed with the aim of sanitate, mutiplicate and preserve grapevine germplam. In vitro preservation of grapevine varieties is a complementary stratregy of field preservation. In a preservation program it is important the selection of the starting material, determine its sanitary status, sanitate if it is necessary and, establish the appropriate in vitro conditions for its preservation. In the first chapter of this thesis (Chapter 1) the assays carried out for inducing somatic embryogenesis in 16 grapevine varieties which include six that were infected by the viruses GFLV, GLRaV-3 and GFkV are described. In grapevine, somatic embryogenesis has been described as a usefull methodology for virus sanitation and is the common pathway to adventitious regeneration. Efficient regeneration prototocols are necessary to address breeding by genetic transformation. In this work, cut seed are used as starting material and virus-free plants and high precentages of regeneration were obtained in all the varieties evaluated. The use of microsatellite markers has been useful to select those plants with the same genotype than the mother plant. From the other side, in this work, a micropropagation protocol starting from a healthy plant of the cultivar 'Monastrell' was developed and high multiplication rates with good adaptation to field conditions were obtained (Chapter 2). The culture medium MW was evaluated in 16 grapevine varieties as well as the following modifications: reduction in a half of the sugar content and elimination of the Indolebutyric Acid. The aim of these assays was to determine for each variety which conditions are the most appropiate to maintain in active in vitro culture this germplasm, lengthen the time between subcultures for reducing costs (Chapter 3). In Chapter 4 it is included a divulgation report that summarized the steps followed in the MINECO proyect CGL2015-70843-R for localizing and identifying grapevine varieties; discard or detect the presence of the viruses, sanitizing if it is necessary and, conserve in vitro the most interesting accessions. Microsatellite markers were used for genotyping. Analysis of variability were performed when several accessions were available. As an example, in this work it is published the microsatellite profile for two accessions of the endangered cultivar 'Esclafacherre' ('Esclafagerres') localized in two fields of the Valencian Community, and those of several accessions of 'Valencí Blanc' which differed for the VVMD32 marker, grouping the Alicante accessions and the rest of accessions from other origins. It was also validated a cryoconservation protocol for the 'Esclafacherre' variety. By last, Chapter 5 makes reference to a review performed with the goal to know the state of the art of genetic transformation in grapevine focusing on the main limiting factors of the employed methodologies. Genetic transformation is a potential tool for crop breeding, mainly in vegetative propagation plants. / La vinya és un cultiu de propagació vegetativa i de gran importància econòmica que es distribueix mundialment per zones temperades. La seua producció va destinada principalment a l'elaboració de vi, seguit de la producció de raïm de taula. Encara que existeixen milers de varietats, una desena d'elles son les que s'utilitzen majoritàriament a nivell mundial, el que comporta una pèrdua de variabilitat. Des de l'arribada de la fil·loxera, el cultiu de vinya es realitza mitjançant l'ampelt en peus resistents a aquest àfid. Segons la Comissió Directiva 2005/43/EC, el material de vinya ha d'estar lliure dels següents virus: GFLV, GLRaV-1, GLRaV-3, GFkV i ArMV. En este treball s'han avaluat i desenvolupat diferents metodologies relacionades amb el cultiu in vitro de plantes encaminades al sanejament, multiplicació i conservació de germoplasma de raïm. La conservació de varietats de raïm in vitro és molt important per a complementar la conservació de germoplasma en les col·leccions de camp. En el primer capítol d'esta tesi (Capítol 1) es descriuen els assaigs realitzats per a induïr l'embriogènesi somàtica en 16 varietats de raïm que inclouen sis varietats infectades amb els virus GFLV, GLRaV-3 i GFkV. En vinya, l'embriogènesi somàtica ha sigut descrita com una metodologia útil per al sanejament de plantes infectades amb virus i és la via comú de regeneració adventícia. En este treball s'utilitza com a material de partida llavors tallades i s'han obtingut plantes lliures de virus i percentatges de regeneració elevats en totes les varietats avaluades. La utilització de marcadors microsatèl·lits ens ha servit per a seleccionar entre les plantes regenerades aquelles que mostren el mateix genotip que les plantes de partida. Per altra banda, en este treball s'ha desenvolupat un protocol de micropropagació a partir de planta sana de la varietat 'Monastrell' cultivada in vitro, obtenint-se taxes de multiplicació elevades i plantes que s'han aclimatat a condicions de camp (Capítol 2). En el medi de cultiu MW, utilitzat per al desenvolupament de les plantes, s'han avaluat un total de 16 varietats i també s'ha comparat el creixement en este medi i en variacions d'este, com son la disminució de la concentració de sucre a la meitat i la eliminació de l'àcid indolbutíric. La finalitat d'estos assaigs ha sigut determinar per a cada varietat quines condicions són les més adequades per a mantindre el germoplasma vegetal en cultiu in vitro actiu però allargant el temps entre subcultius i optimitzant costos (Capítol 3). En el Capítol 4 s'inclou un treball de divulgació per a localitzar, identificar, descartar o detectar la presència dels virus anteriorment comentats, sanejar si cal, i conservar in vitro les varietats d'interés en les que es porta a cap una identificació utilitzant marcadors SSR i l'anàlisi de la variabilitat genètica quan es disposa de diverses accessions. A mode d'exemple, en estre treball es publica el perfil de marcadors microsatèl·lits per a dos de les accessions col·lectades de la varietat en perill d'extinció 'Esclafacherre' ('Esclafagerres'). També, es mostra el genotipat d'accessions de 'Valencí Blanc' en les que s'han detectat diferències per al marcador VVMD32 que agrupa les accessions d'Alacant per una banda, i a la resta d'accessions per altra. També s'ha validat un protocol de crioconservació en la varietat 'Escalfacherre'. Per últim, el Capítol 5 fa referència a un estudi portat a terme per a determinar l'estat actual de l'aplicació de la transformació genética en raïm, centrant-nos en els factors limitants de les metodologies empleades. La transformació genética és una ferramenta de gran potencial per a la millora dels cultius, principalment en plantes de propagació vegetativa. / San Pedro Galán, TM. (2017). Desarrollo y aplicación de técnicas biotecnológicas para el saneamiento, multiplicación, caracterización y conservación de germoplasma de vid (Vitis vinifera L.) [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/94622 / Compendio

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:16:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Patricia Ribeiro dos Santos.pdf: 1037396 bytes, checksum: e99d81a176db1d0496423b4ece2cefbd (MD5) Previous issue date: 2010-03-03 / Biological control is a natural process that regulates the number of individuals existing in a population, by the action of another individual called "natural enemies or biological control agent (parasitoids, predators and pathogens), causing biotic mortality. Fungi that act as antagonists of phytopathogenic fungi have been used to control the disease, and 90% of these applications have been made using strains of fungi of the genus Trichoderma. The genus Trichoderma (Ascomycetes) Hypocreales, belonging to the class and brings Hifomicetos species that are among the soil fungi most commonly found in nature. There are several problems related to the nomenclature of individuals of this gender. Molecular tools such as markers and DNA Barcode has been used in identification of Trichoderma but also another fungi. The objective of this work was to identify isolates of Trichoderma spp. using only molecular tools. Analysis using markers make possible the observation of the high degree of genetic variability between these individuals, but proved problematic when the sample size was increased. The identification of individuals using DNA Barcode was possible only for a few individuals who show the need for the high quality sequences obtained by sequencing. The phylogenetic analysis was extremely difficult because is time consuming and required much time to perform the analysis. However by Neighbor-joining analysis was observed that when using databases such as BLAST error rate in identifying these species is high due to deposition of sequences of isolates incorrectly identified. / Controle biológico é um processo natural, que regula o número de indivíduos existentes em uma população, pela ação de outro indivíduo chamado de inimigo natural ou agente de controle biológico (parasitóides, predadores e patógenos), causando mortalidade biótica. Fungos que atuam como antagonistas de fungos fitopatogênicos têm sido usados para controlar a doença, sendo que 90% dessas aplicações tem sido feitas utilizando-se linhagens de fungos do gênero Trichoderma. O gênero Trichoderma (Ascomycetes), ordem Hypocreales, pertencente à classe dos hifomicetos e reúne espécies que se encontram entre os fungos de solo mais comumente encontrados na natureza. Vários são o problemas relacionados à nomeclatura de indivíduos desses gênero. Ferramentas moleculares, como marcadores e DNA Barcode tem sido usadas na identificação não só de Trichoderma mas também de outro fungos. Esses trabalho teve como objetivo identificar isolados de Trichoderma spp. Utilizando somente ferramentas moleculares. A análise utilizando marcadores RAPD posiibilitaram uma observação do alto grau de variabilidade genética existente entre esses indivíduos, ma se mostrou problemática quando o número amostral foi aumentado. A identificação de indivíduos utilizando DNA Barcode só foi possível para poucos indivíduos o que demonstra a necessidade de que as sequências obtidas sejam de alta qualidade. A análise filogenética se mostrou extremamente difícil, devido a demanda de tempo necessária para a realização das análises. Entretanto através da análise de Neighbor-joining foi possível observar que quando se utiliza bancos de dados como o BLAST a taxa de erro na identificação dessas espécies é grande devido ao depósito de sequências de isolados incorretamente identificados.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:16:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AnaClaraferraz.pdf: 1870286 bytes, checksum: d17e1fe96ee32ca1852c51743beff160 (MD5) Previous issue date: 2010-01-12 / The progress of Molecular Biology and Genetics provided the appearance of several molecular markers that detect the genetic polymorphism directly at DNA. Among these markers are the microsatellites (SSR), which are distinguished by their high degree of polymorphism. The use of these markers for individual genotyping has evolved into multiplex systems, which allow many SSR fragments to be detected and analyzed simultaneously. Currently there are several articles in literature discussing the criteria to be used in the primer design for use in PCR, as well as various softwares are available for this end. However, there are few studies and tools for the analysis of compatibility between pairs of primers for use in multiplex systems, where multiple fragments are simultaneously amplified using PCR. This paper evaluated different criteria for compatibility between pairs of primers. A set of 74 combinations of pairs of primers, involving the amplification of 94 SSR loci were evaluated in duplex systems. The same combinations were evaluated according to different criteria, including the degree of complementarity between primers, the magnitude of differences of denaturation temperatures (Tm) and the tendency to annealing between pairs of primers based on the Gibbs free energy resulting from the association between them. The comparison between the different criteria allowed the identification of a set of criteria with positive predictive value equal to 94%. These criteria were implemented for use in a software called Multiplexer, which from the analysis in sequence of pairs of primers, suggests compatible combinations for use in multiplex genotyping systems. Using this tool can significantly reduce the costs related to laboratory activities for genotyping using PCR. / Os avanços da Biologia Molecular e da Genética proporcionaram o surgimento de diversos marcadores moleculares que detectam o polimorfismo genético diretamente no DNA. Entre estes marcadores se encontram os microssatélites (SSR), que se destacam pelo seu elevado grau de polimorfismo. O uso desses marcadores para fins de genotipagem individual tem evoluído para sistemas multiplex, os quais permitem que vários fragmentos SSR sejam detectados e analisados simultaneamente. Atualmente são abundantes na literatura artigos que discutem os critérios a serem utilizados no desenho de pares de primers para aplicação em PCR, bem como estão disponíveis diversos softwares para este fim. No entanto, ainda são escassos os estudos e ferramentas destinados à análise de compatibilidade entre pares de primers para aplicação em sistemas multiplex, onde vários fragmentos são amplificados simultaneamente por PCR. Neste trabalho são avaliados diferentes critérios de compatibilidade entre pares de primers. Um conjunto de 74 combinações de pares de primers, envolvendo a amplificação de 94 locos SSR foram avaliados em sistemas duplex. As mesmas combinações foram avaliadas segundo diferentes critérios, incluindo o grau de complementariedade entre primers, magnitude das diferenças de temperaturas de desnaturação (Tm) e a tendência ao anelamento entre pares de primers com base na energia livre de Gibbs resultante da associação entre eles. A comparação entre os diferentes critérios permitiu a identificação de um conjunto de critérios com valor preditivo positivo igual a 94%. Estes critérios foram implementados para utilização em um software denominado Multiplexer, que a partir da análise de sequências de pares de primers, sugere combinações compatíveis para a utilização em sistemas de genotipagem multiplex. O uso dessa ferramenta pode reduzir consideravelmente os custos laboratoriais relativos às atividades de genotipagem utilizando PCR.

Em mamíferos, a espermatogênese é mantida pela autorrenovação e diferenciação das células-tronco espermatogoniais (SSC). Apesar da grande importância do SSC para a fertilidade masculina, em Bos taurus pouco se sabe sobre a sua identificação e biologia celular. Para roedores, mais de 30 marcadores para células germinativas indiferenciadas já foram descritos. No entanto, ainda não é conhecido um marcador específico apenas para SSC. Quase todos são também expressos por gonócitos, espermatogônias mais diferenciadas ou mesmo células somáticas. Yin Yang 2 (YY2) é um factor de transcrição expresso nas células com a morfologia de gonócitos e SSC, sendo um candidato a marcador de SSC. Assim, a identificação de novos marcadores para SSC e factores que afectam a sua expressão, tais como a idade, são fundamentais para o desenvolvimento da biotecnologia como transgenia e tratamento de infertilidade, nos quais as SSC poderiam ser ferramentas biológicos importantes. Assim, nesta tese temos duas hipóteses principais: 1) a idade do dador afeta a expressão de marcadores moleculares específicos de SSC bovinas assim como potencial de células-tronco dessas células e que as sequências de DNA em que se associa YY2 regulam a expressão génica de SSC em camundongos. Os objetivos específicos, organizados em 4 artigos científicos, foram: identificar a melhor plaqueamento diferencial para enriquecer SSC bovina (artigo 1), verificar se a expressão de marcadores moleculares de SSC bovina difere entre adultos pré-púberes (artigo 2 e 3), identificar novos marcadores específicos para SSC em Bos taurus (artigo 3), verificar que a idade afeta o potencial de célula-tronco de SSC bovinas (artigo 3), descrever YY2 como um marcador específico para SSC em camundongos e verificar se as sequências DNA associadas YY2 são loci de importância para SSC. Assim, definimos o melhor plaqueamento diferencial para o enriquecimento de SSC bovinas, que idade afeta a expressão marcadores já estabelecidos assim como genes específicos do transcriptoma de SSC bovinas e que idade também afeta o seu potencial de células-tronco (ensaio de repopulação). Concluímos também que YY2 é um marcador para SSC de camundongo em cultivo, em animais adultos e que as sequências do genoma que se associam YY2 possivelmente tem capacidade de regulação génica em SSC murina. / Mammalian spermatogenesis is sustained by self-renewal and differentiation of spermatogonial stem cells (SSC). Despite the importance of the SSC for male fertility, in Bos taurus líttle is known about their identification identity and cell biology. For rodents, more than thirty markers for undifferentiated germ cells have already been described. However, none of these represents a marker specific for SSC, as most are also expressed in gonocytes, differentiated spermatogonia or even somatic cells. Yin Yang 2 (YY2) is a transcription factor specifically expressed in cells with the morphology of gonocytes and SSC in the mouse, being a candidate marker for SSC. For the use of SSC as an important biological tool in the development of biotechnology such as transgenesis and the treatment of infertility, it is important to identify new markers for SSC and factors that affect their expression, such as the age of donors. Therefore, the experimental work described in this thesis was based on two main hypothesis: (1) the donor age affects the expression of specific molecular markers in SSC as well their potential as stem cells and 2) YY2 exerts important functions in SSC and genomic targets correspond to loci relevant for gene regulation or genome management in SSC. The specific goals have been organized in 4 manuscripts as follows: optimization of differential plating to enrich for bovine SSC (Article 1), check if the expression of molecular markers of bovine SSCs differs between prepubertal and adult donors (Article 2 and 3), identify new markers specific for SSC in Bos taurus (Article 3), continuation of the initial description of YY2 as a specific marker for SSC in mice and check if sequences bound by YY2 in vivo harbor the capacity to influence gene expression in SSC. As conclusions, we present an optimized differential plating protocol for the enrichment of bovine SSC, we conclude that age effects the expression of SSC markers, the expression of specific genes of bovine SSC and that age also affects their potential as stem cells (measured in repopulation assays). We also contribute to the description of the restricted expression of YY2 in prepuberal and adult SSC in mice and we show that YY2 binding sites represent genomic sequences relevant for control of gene expression.

A doença vassoura-de-bruxa do cacaueiro (Theobroma cacao), causada pelo basidiomiceto Crinipellis perniciosa, levou a total destruição da lavoura sul-baiana, previamente cultivada principalmente com variedades altamente suscetíveis, tornando o Brasil, um país tipicamente exportador de cacau em importador em poucos anos. A perda da resistência do genótipo ?Scavina 6?, única fonte de resistência reconhecida contra C. perniciosa, está associada à variabilidade genética do patógeno. Diante disto, o objetivo deste estudo foi caracterizar a diversidade genética de isolados de C. perniciosa derivados de tecido infectado de Theobroma cacao (vassoura vede), originalmente coletados na Amazônia (Amazonas, Pará e Rondônia), uma região de ocorrência endêmica do fungo, usando marcadores moleculares. A identificação de relações genéticas entre isolados amazônicos e da Bahia e a possível existência de isolados geográficos também foram objetos deste trabalho. Primeiramente, a confirmação de identidade dos isolados Amazônicos foi conduzida usando amplificação e digestão da região ITS do rDNA e marcadores teloméricos. Todos os isolados avaliados foram confirmados como C. perniciosa. O primer telomérico TeloC1, previamente apresentado para discriminar o biótipo C, permitiu a separação do biótipo C dos biótipos S e L, porém, revelou variabilidade genética nos isolados de Cametá, PA e Cacaulândia, RO. Usando marcadores telomérico amplificado com o primer TeloA1R e ERIC, uma grande diversidade foi encontrada para os isolados da Região Amazônica em comparação àqueles da Bahia. Dentro dos isolados Amazônicos, a maior diversidade foi detectada para os isolados de Rondônia (Ji-Paraná, Cacaulândia e Ariquemes) e Pará (Cametá), áreas com 11 ocorrência endêmica ou de instalação histórica (mais de 300 anos) do cacaueiro, respectivamente. Isolados coletados em municípios localizados na regiãoTransamazônica, tais como Anapú, Altamira, Brasil Novo, Medicilândia e Uruará apresentaram maior similaridade com aqueles de Santarém e municípios relacionados à Belém, como Cametá, Baião e Mocajuba. Estes resultados sugerem que isolados da região Transamazônica pode ter sido originados de Belém ou Santarém, Pará. Na Bahia, houve a formação de dois grupos de isolados como previamente demonstrado. Os marcadores moleculares Microssatélites, ERIC e teloméricos foram eficientes na detecção da variabilidade genética em C. perniciosa. A diversidade genética observada auxiliará na identificação e escolha de regiões com maior diversidade de isolados para serem usados na seleção para resistência à vassoura-de-bruxa em programas de melhoramento do cacau / Witches broom disease of cacao (Theobroma cacao L.), caused by the basidiomycete Crinipellis perniciosa, devastated the producing region of Southern Bahia, previously cultivated mainly with highly susceptible cultivars, forcing Brazil, a typical exporter country to become a cocoa importer. The loss of resistance of the genotype ?Scavina 6?, the unique source of resistance against C. perniciosa has been associated with pathogen genetic variability. Thus, the objective of this study was to characterize the genetic diversity of C. perniciosa isolated derived from infected tissues of T. cacao (green-brooms), originally collected in the Amazon (Amazonas, Pará and Rondônia states), a region with endemic occurrence of the fungus, using molecular markers. The identification of the genetic relationships among the Amazonian and Bahian isolates, and the possible existence of geographical isolates were also objectives of this work. First, the identification confirmation of the Amazonian isolates was conducted using amplification and digestion of the ITS region of the rDNA and telomeric markers. All isolates evaluated were confirmed as C. perniciosa. The telomeric primer TeloC1, previously shown to discriminate the C biotype, allowed the separation of biotype C from biotypes S and L, but it revealed genetic diversity for isolates from Cametá, PA and Cacaulândia, RO. Using another telomeric marker amplified with TeloA1 primer and ERIC, a large genetic diversity was detected for isolates from the Amazon in comparison to Bahian. Within the Amazonian isolates, more diversity was detected for isolates from Rondônia (Ji-Paraná, Cacaulândia and Ariquemes) and Pará (Cametá), areas with endemic occurrence of wild cacao or historical introduction and cultivation (over 300 years), respectively. Isolates colletected at the Transamazônica roadway, such as from Anapú, Altamira, Brasil Novo, Medicilândia and Uruará presented more similarity with those from Santarém and locales nearer to Belém, such as Cametá, Baião and Mocajuba. These results suggested that isolates from the Transamazônica region might have originated from Belém or Santarém, Pará. In Bahia, there were two groups of isolates as previously demonstrated. Microsatellite, ERIC and telomeric markers were efficient in detecting the genetic variability of C. perniciosa. The genetic diversity observed will help in identifying and choosing regions with more diverse isolates to be used to screen for witches? broom resistance in cacao breeding programs

Doenças tireoideanas são bastante comuns, sendo sua maioria benigna. A relação entre os diversos tipos de doenças tireoideanas, bem como seus aspectos moleculares, são pouco conhecidos. O bócio (hiperplasia), por exemplo, é descrito por alguns como relacionado com carcinoma (tumor maligno) papilífero, enquanto que outros afirmam não haver relação causal entre as duas doenças. A questão mais desafiante, porém, refere-se à distinção entre adenoma (tumor benigno) e carcinoma folicular, que atualmente é feita apenas após à cirurgia, não permitindo tratamento diferenciado para os dois tipos de tumor. Este trabalho buscou identificar genes diferencialmente expressos entre tecido tireoideano normal, bócio, adenoma e carcinoma papilífero utilizando microarrays. Carcinomas foliculares não foram incluídos devido ao número e tamanho reduzidos das amostras. Dois tipos de array foram utilizados: arrays em membranas de nylon, contendo 213 clones obtidos por DDRT-PCR de amostras de tireóide, e arrays em vidro, contendo 3800 clones ORESTES. Experimentos utilizando o primeiro tipo de array identificaram três genes diferencialmente expressos, cuja expressão foi analisada por RT-PCR em 10 amostras de cada tipo de tecido. Dois deles foram capazes de diferenciar carcinomas papilíferos de tecido normal e bócio com 89% de precisão para o tumor maligno e 80% para os tecidos não malignos. Os arrays em vidro foram utilizados para avaliar o perfil de expressão de aproximadamente 10 amostras de cada tipo de tecido tireoideano. Foram identificados 160 clones diferencialmente expressos entre quaisquer dois tipos de tecido, cujas seqüências foram determinadas e comparadas com as dos bancos de dados. Dentre os genes mais interessantes destacam-se o correspondente à ATPase Na/K, cuja expressão está reduzida nos carcinomas em relação a tecidos normais e adenomas, o da proteína PDCD4, envolvida em morte celular programada, mais expresso em adenomas e tecidos normais em comparação com carcinomas e bócios, e os da calgizzarin (S100A11) e da α1-anti-tripsina, ambos mais ativos nos carcinomas do que nos demais tecidos. Todos esses genes já foram descritos como diferencialmente expressos em algum tipo de tumor. Este trabalho levou à padronização da metodologia de microarray em lâminas de vidro em nosso laboratório, bem como à identificação de genes que podem elucidar as alterações envolvidas na formação do bócio, adenoma e carcinoma papilífero. A implantação da técnica de amplificação de mRNA em nosso laboratório viabilizou a utilização de 10 amostras de carcinoma folicular, cuja massa de RNA total era insuficiente para as hibridizações. Essas amostras serão hibridizadas, juntamente com 10 amostras de adenoma, com microarrays contendo 4800 genes humanos conhecidos para a busca de genes diferencialmente expressos, de grande interesse diagnóstico. / Thyroid diseases are very common and are usually benign. The causal relationships among the different types of disease, as well as their molecular aspects, are not well understood. The goiter (hyperplasia), for instance, is described by some as related to papillary carcinoma (a malignant tumor), while others say there is no causal relationship between the two diseases. The most defying question, however, concerns the distinction between adenoma (benign tumor) and follicular carcinoma, which is currently made only after surgery, not allowing distinct treatments for the two kinds of tumor. This work aimed to identify differentially expressed genes among normal thyroid tissue, goiter, adenoma and papillary carcinoma using microarrays. Follicular carcinomas were not included due to the reduced number and size of the samples. Two kinds of array were used: arrays in nylon membranes, with 213 clones isolated from thyroid samples by differential display (DDRT-PCR); and glass slide arrays containing 3800 ORESTES clones.Experiments using the first type of array identified three differentially expressed genes, whose expression was analyzed by RT-PCR in 10 samples of each kind of tissue. Two of these genes were able to differentiate papillary carcinomas from goiters and normal tissues with precisions of 89% for the malignant tumor and 80% for the non-malignant tissues. Glass slide arrays were used to evaluate gene expression profile of approximately 10 samples of each type of thyroid tissue. 160 clones differentially expressed between any two tissues were identified, and their sequences were determined and compared with databases. Among the most interesting genes are Na/K ATPase gene, whose expression is reduced in carcinomas compared to normal tissues and adenomas, the gene corresponding to PDCD4 protein, involved in program cell death, with elevated expression in adenomas and normal tissues than carcinomas and goiters, and the genes of calgizzarin (S100A11) and α1-antitrypsin, both more active in carcinomas than the other tissues. All these genes have already been described as differentially expressed in at least one type of human cancer. This work led to the standardization of glass slide microarray technology in our laboratory, and to the identification of genes that may clarify the alterations involved in the formation of goiter, adenoma and follicular carcinoma. The implementation of mRNA amplification technique in our laboratory allowed the utilization of 10 samples of follicular carcinoma, whose mass was insufficient for microarray hybridizations. These samples will be hybridized along with 10 samples of adenomas, with microarrays containing 4800 known human genes to search for differentially expressed genes, of great diagnostic interest.

A raiva é uma doença aguda, progressiva e infecciosa do sistema nervoso central de mamíferos, causada pelo vírus da raiva (RABV). Embora possa ser prevenida por vacina, continua sendo um grave problema de saúde pública, além de ser responsável pela morte de seres humanos e muitos outros animais, incluindo os de interesse econômico. Este estudo teve como objetivo avaliar a relação entre polimorfismos dos genes que codificam as proteínas P e L de amostras de RABV pertencentes a variantes antigênicas 2 e 3 e períodos de incubação e títulos em camundongos. Para isso, foram selecionadas amostras isoladas de diferentes reservatórios de raiva de mamíferos das Ordens Carnivora e Chiroptera e amostras de bovinos, de áreas endêmicas para o vírus da raiva. As sequências obtidas foram utilizadas para a construção de árvores filogenéticas para procurar os padrões de segregação de linhagens. Os resultados mostraram que não houve marcadores ou polimorfismos que explicam as variações nos períodos de incubação e de letalidade entre cepas pertencentes a variantes antigênicas 2 e 3. Esta informação pode ser usada para discussões sobre a importância de reservatórios de raiva, a dinâmica do vírus da manutenção e evolução das diferentes formas desta zoonose entre os animais infectados, contribuindo para um estudo mais aprofundado sobre a busca de marcadores moleculares para patogênese. / Rabies is an acute, progressive and infectious disease of the central nervous system of mammals, caused by Rabies virus (RABV). Although preventable by vaccine, it remains a serious public health problem, and is responsible for the death of humans and many other animals, including those of economic interest. This study aimed to assess the relationship between polymorphisms in genes encoding the P and L proteins of RABV samples belonging to antigenic variants 2 and 3 and incubation periods and titers in mice. For this, samples isolated from different mammalian rabies reservoirs of the Orders Carnivora and Chiroptera and samples of cattle from endemic areas for rabies virus were selected. The sequences obtained were used to construct phylogenetic trees to search for the segregation patterns of strains. The results showed that there were no markers or polymorphisms that explain variations in incubation periods and lethality amongst strains belonging to antigenic variants 2 and 3. This information might be used for discussions about the importance of rabies reservoirs, the dynamics of the virus maintenance and evolution of the different forms of this zoonotic disease among infected animals, contributing to further study about the search for molecular markers for pathogenesis.