Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Aquicultura, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-01-17T03:14:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 343389.pdf: 1265772 bytes, checksum: f8e0467914422603b26d65beb8773554 (MD5) Previous issue date: 2016 / Foram produzidas no Laboratório de Moluscos Marinhos da Universidade Federal de Santa Catarina durante os meses de dezembro de 2014, janeiro e abril de 2015, 50 famílias de meios-irmãos e irmãos completos da ostra Crassostrea gigas. Durante as etapas de larvicultura e assentamento, os animais foram cultivados em laboratório em sistema de recirculação de água com duas repetições por família. Com aproximadamente 50 dias de idade, as famílias foram distribuídas em andares de lanternas e transferidas para espinheis localizados na praia de Sambaqui (Baía Norte da Ilha de Santa Catarina) para desempenho em campo. Aos 180, 165 e 158 dias de cultivo, foram estimados componentes de variância e parâmetros genéticos para crescimento (peso fresco individual, altura, rendimento e peso fresco individual médio) e sobrevivência. A herdabilidade para peso fresco individual, altura, rendimento, peso fresco individual médio e sobrevivência na despesca foram, respectivamente, 0,26 ± 0,05, 0,34 ± 0,05, 0,54 ± 0,09, 0,58 ± 0,08, 0,16 ± 0,07. As correlações genéticas entre peso fresco individual e altura foram de 0,88 ± 0,03, entre rendimento e peso fresco individual médio 0,98 ± 0,03, entre rendimento e sobrevivência 0,58 ± 0,39, entre peso fresco individual médio e sobrevivência 0,47 ± 0,36. Os valores de herdabilidade e correlações sugerem que ganhos genéticos podem ser obtidos para os caracteres estudados através de seleção; sendo preferível a utilização das características rendimento e/ou peso fresco individual médio como critério de seleção.<br> / Abstract : Families (50) of the oyster Crassostrea gigas were produced in the Laboratory of Marine Mollusks, Federal University of Santa Catarina, during the months of December 2014, January and April 2015. The larvae were reared under recirculation system conditions with two repetitions of each family. With about of 50-day-old seeds were put placed into on lanterns nets and transferred to loglines on experimental farm located at the beach of Sambaqui Beach (North Bay, Santa Catarina Island). Variance components and genetic parameters were estimated for growth (individual weight, height, yield and mean individual weight) and survival at 180, 165 and 158 days of culture cultivation. The heritability for individual weight, height, yield, mean individual weight and survival at harvest were, respectively, 0.26 ± 0.05, 0.34 ± 0.05, 0.54 ± 0.09, 0.58 ± 0.08, 0.16 ± 0.07. Genetic correlations between individual weight and height was 0.88 ± 0.03, between yield and mean individual weight was 0.98 ± 0.03, between yield and survival was 0.58 ± 0.39, between mean individual weight and survival was 0.47 ± 0.36. The heritability and correlations values suggest that genetic gains can be obtained for the studied traits by selection; also it is preferable to the use of yield and/or mean individual weight to selection.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Departamento de Biologia Celular, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2017. / Submitted by Patrícia Nunes da Silva (patricia@bce.unb.br) on 2018-05-04T16:36:40Z No. of bitstreams: 1 2017_BárbaraMüllerSalomãodeFaria.pdf: 7857359 bytes, checksum: 1add6e6244a6621a34c2191694ccfd8b (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva (patricia@bce.unb.br) on 2018-05-04T16:43:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_BárbaraMüllerSalomãodeFaria.pdf: 7857359 bytes, checksum: 1add6e6244a6621a34c2191694ccfd8b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-04T16:43:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_BárbaraMüllerSalomãodeFaria.pdf: 7857359 bytes, checksum: 1add6e6244a6621a34c2191694ccfd8b (MD5) / Esta tese de doutorado apresenta resultados de pesquisa em seleção genômica ampla (GS) e estudos de associação genômica ampla (GWAS) em seis populações de melhoramento de Eucalyptus, com o objetivo de avaliar o potencial destas abordagens em explicar a herdabilidade, detectar associações significativas e predizer fenótipos de características de crescimento. No primeiro capítulo foram comparadas as abordagens de predição genômica e associação genômica ampla para características de crescimento em populações de melhoramento de Eucalyptus benthamii ( = 505) e Eucalyptus pellita ( = 732). Ambas as espécies são de crescente interesse comercial para o desenvolvimento de germoplasma adaptado a estresses ambientais. A capacidade preditiva atingiu 0,16 em E. benthamii e 0,44 em E. pellita para crescimento em diâmetro. As capacidades preditivas usando BLUP genômico ou diferentes métodos Bayesianos atingiram resultados semelhantes, indicando que as características de crescimento se ajustam adequadamente ao modelo infinitesimal. Nenhuma diferença foi detectada na capacidade preditiva quando diferentes conjuntos de SNPs foram utilizados, com base na posição (equidistantes no genoma, dentro de genes, podados considerando o desequilíbrio de ligação ou em cromossomos individuais), desde que o número total de SNPs utilizados fosse superior a 5.000. As capacidades preditivas obtidas pela remoção de parentesco entre as populações de treinamento e validação caíram para quase zero em E. benthamii e foram reduzidas pela metade em E. pellita. Esses resultados corroboram a visão atual de que o parentesco é o principal motor da predição genômica, embora algum desequilíbrio de ligação histórico provavelmente tenha sido capturado para E. pellita. Um estudo de associação genômica identificou apenas uma associação significativa para volume em E. pellita, ilustrando o fato de que, embora a predição genômica seja capaz de explicar grandes proporções da herdabilidade, muito pouco ou quase nada é capturado em associações significativas usando a abordagem de GWAS nas populações de melhoramento do tamanho avaliado neste estudo. Este estudo forneceu dados experimentais adicionais que indicam perspectivas positivas de usar dados genômicos para capturar grandes proporções de herdabilidade e predizer características de crescimento em espécies florestais com acurácias iguais ou melhores do que aquelas capturadas pela seleção fenotípica convencional. Adicionalmente, esses resultados documentaram a superioridade da abordagem de GS na capacidade de capturar grandes proporções da variância genética para crescimento, em comparação com o valor limitado da abordagem de GWAS ao se considerar aplicações no melhoramento operacional. A maioria dos estudos de GWAS em plantas, no entanto, assim como este descrito acima, tem sofrido com um poder estatístico limitado, especialmente para características complexas. Tamanhos amostrais maiores são necessários no sentido de aumentar a capacidade de detecção de variantes, especialmente aquelas de baixa frequência e de pequeno efeito. Devido aos desafios logísticos e altos custos para aumentar o tamanho das populações em estudos de associação, uma alternativa tem sido a implementação de Joint-GWAS, utilizando informações combinadas de populações independentes. Joint-GWAS utiliza diferentes abordagens estatísticas para combinar os resultados de múltiplos estudos em um esforço para aumentar o poder de detecção em relação a estudos individuais, melhorar as estimativas do tamanho dos efeitos e/ou resolver a incerteza quando resultados dos estudos individuais não concordam. No segundo capítulo desta tese de doutorado foi realizado um estudo de associação genômica ampla utilizando dados de quatro populações independentes para características de crescimento, montando assim uma população de associação consideravelmente maior do que estudos anteriores em espécies florestais. Dados de um total de 3.373 árvores de quatro populações híbridas de Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla não relacionadas, cada uma delas com 758 a 979 indivíduos, foram utilizados. Estas populações haviam sido genotipadas com uma plataforma de SNP comum desenvolvida para Eucalyptus permitindo assim a implementação de Joint-GWAS. O impacto da correção para estrutura de população e/ou parentesco sobre a capacidade de detecção de associações significativas foi explorado utilizando seis modelos estatísticos com base na análise de SNPs individuais. Uma redução drástica no número de associações significativas foi observada ao se adotar correções mais rigorosas. Foi avaliado ainda o desempenho de diferentes abordagens de mapeamento de associação utilizando segmentos genômicos contendo vários SNPs em contrates com SNPs individuais. A abordagem de mapeamento de herdabilidades regionais, nas quatro populações analisadas de forma independente, identificou regiões genômicas que explicaram individualmente 3-13% da herdabilidade genômica. Variantes raras foram detectadas usando abordagens de Joint-GWAS baseadas em conjuntos de SNPs dentro de genes e em segmentos específicos. Associações foram detectadas em genes relacionados à biossíntese da parede celular e resistência à doença, sugerindo potenciais efeitos pleiotrópicos no crescimento da árvore. De maneira geral, o aumento do tamanho amostral e a aplicação de diferentes abordagens de análise combinada de populações ainda revelaram um número limitado de associações, corroborando a complexidade de características de crescimento e a provável participação de um grande número de variantes de pequeno efeito de difícil detecção no controle de crescimento. Entretanto, estes resultados indicam ainda que à medida que mais programas de melhoramento de Eucalyptus adotarem genômica para predizer fenótipos com base em uma plataforma SNP comum, conjuntos de dados cada vez maiores ficarão disponíveis e Joint-GWAS como descrito neste estudo de forma inédita em espécies florestais, será capaz de contribuir para a identificação de SNPs ou segmentos genômicos que controlam proporções relevantes da herdabilidade. / This doctoral thesis presents results of research in genomic selection (GS) and genome-wide associations studies (GWAS) in six Eucalyptus breeding populations, with the objective of evaluating the potential of these approaches in explaining heritability, detecting significant associations and predicting phenotypes of growth traits. In the first chapter, genomic prediction approaches and association studies for growth traits in Eucalyptus benthamii ( = 505) and Eucalyptus pellita ( = 732) breeding populations were compared. Both species are of increasing commercial interest for the development of germplasm adapted to environmental stresses. Predictive ability reached 0.16 in E. benthamii and 0.44 in E. pellita for diameter growth. Predictive abilities using either Genomic BLUP or different Bayesian methods reached similar results, indicating that growth adequately fits the infinitesimal model. No difference was detected in predictive ability when different sets of SNPs were utilized, based on position (equidistantly genome-wide, inside genes, linkage disequilibrium pruned or on single chromosomes), as long as the total number of SNPs used was above ~5,000. Predictive abilities obtained by removing relatedness between training and validation sets fell near zero for E. benthamii and were halved for E. pellita. These results corroborate the current view that relatedness is the main driver of genomic prediction, although some historical linkage disequilibrium was likely captured for E. pellita. A genome-wide association study identified only one significant association for volume growth in E. pellita, illustrating the fact that while genome-wide regression is able to account for large proportions of the heritability, very little or none is captured into significant associations using GWAS in breeding populations of the size evaluated in this study. This study provided further experimental data supporting positive prospects of using genome-wide information to capture large proportions of trait heritability and predict growth traits in trees with accuracies equal or better than those attainable by phenotypic selection. Additionally, our results documented the superiority of the wholegenome regression approach in accounting for large proportions of the heritability of complex traits, such as growth, in contrast to the limited value of the local GWAS approach toward breeding applications. Most GWAS in plants, like the one described above, have suffered from limited statistical power especially for complex traits. Larger sample sizes are needed to enhance the ability to identify variants, especially those of low-frequency and small effect. Due to the challenges and high costs of increasing sample size in GWAS, an alternative has been to implement Joint-GWAS, using the combined information from independent populations. Joint-GWAS use different statistical approaches to combine the results from multiple studies in an effort to increase detection power over individual studies, improve estimates of the size of the effect and/or to resolve uncertainty when reports from individual studies disagree. In the second chapter of this doctoral thesis, a GWAS for growth traits was performed by assembling a considerably larger association population than any previous GWAS in forest trees. Data for a total of 3,373 trees across four unrelated Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla hybrid breeding populations, with samples sizes varying between 758 and 979 individuals, were used. These populations had been genotyped with a common SNP platform for Eucalyptus species, thus allowing a Joint-GWAS implementation. The impact of correcting for population structure and/or relatedness on the detection of significant associations was explored using six single-SNP GWAS models. A drastic reduction in the number of significant associations detected was observed when more stringent correction was adopted. We also evaluated the performance of different segment-based GWAS approaches involving several SNPs simultaneously in comparison to single-SNP analyses. Regional heritability mapping, in these four populations independently, pinpointed genomic regions that individually explained 3-13% of the genomic heritability. Rare variants were detected using gene and region-based Joint-GWAS approaches. Associations were detected into genes related to cell wall biosynthesis and disease resistance, suggesting potential pleiotropic effects on tree growth. In general, the increase in sample size and the application of different approaches of Joint-GWAS still revealed a limited number of associations, corroborating the complexity of growth traits and the likely participation of a large number of variants of small effect of difficult detection in the control of growth traits. However, these results further indicate that as more Eucalyptus breeding programs adopt genomics to predict phenotypes based on a common SNP platform, increasing datasets will be available and Joint-GWAS as described in this study for the first time in forest trees, will be able to contribute to the identification of SNPs or genomic segments controlling relevant portions of trait heritability.

As plantas estão expostas a uma gama de patógenos que utilizam diversas estratégias para infectar seus hospedeiros. Em resposta, as plantas expressam diferentes mecanismos de defesa, onde ocorre o reconhecimento de moléculas conservadas do patógeno por receptores específicos das plantas, desencadeando as respostas de defesa. A descoberta de sinais endógenos e exógenos que regulam a expressão de genes de defesa em Arabidopsis thaliana tem auxiliado a compreensão dos mecanismos de defesa. O desenvolvimento de uma estratégia de superexpressão para avaliação do papel do peptídeo endógeno AtPep1 na resistência a isolados de diferentes espécies do gênero Pythium é importante para a compreensão do mecanismo de defesa e a futura utilização do mesmo em cultivares resistentes ao patógeno. Nesse sentido, foram realizados experimentos que consistiram da inoculação de A. thaliana com isolados das espécies de P. graminicola, P. inflatum, P. deliense e P. ultimum. As plantas foram avaliadas quanto à presença de sintomas da doença. Paralelamente, o gene codificante do peptídeo AtPep1, PROPEP1, foi isolado de A. thaliana, ligado nos vetores binários pGSA1427 ou pEGAD, e transformados em Agrobacterium tumefaciens. Células de A. tumefaciens contendo os plasmídeos com e sem PROPEP1 foram usadas para transformação floral de A. thaliana. As plantas transformadas foram selecionadas pela presença do gene que confere tolerância ao herbicida glufosinato de amônio e, no caso da planta transformada com o vetor pEGAD, também pela presença da GFP (proteína verde fluorescente). A presença dos genes inseridos foi confirmada por PCR seguido de seqüenciamento. As plantas transformadas foram avaliadas quanto ao acúmulo de mRNA de PROPEP1 e a resistência aos isolados do gênero Pythium. Os resultados indicam que plantas tipo selvagem de A. thaliana são suscetíveis aos isolados das diferentes espécies do gênero Pythium. As plantas pEGAD-AtPep apresentaram um aumento na expressão relativa de PROPEP1 de até 4.000 vezes a encontrada nas plantas controle. Este alto acúmulo de PROPEP1 nas plantas pEGAD-AtPep e pGSAAtPep revelou ser importante na resistência ao isolado de P. deliense. As evidências suportam o papel do peptídeo AtPep1 como um elicitor endógeno que é gerado em resposta aos patógenos e suas PAMPs. / Plants are exposed to a range of pathogens that use several strategies to infect their host. In response, the plants express different mechanisms of defense, in which the recognition of conserved pathogen molecules by plant specific receptors triggers the defence responses. The discovery of exogenous and endogenous signals that regulate the expression of defense genes in Arabidopsis thaliana has helped the understanding of the mechanisms of defense. The development of a strategy of overexpression for evaluating the role of endogenous peptide AtPep1 in resistance to isolates of different species of the genus Pythium is important for understanding the mechanism of defense and its future use in resistant cultivars to the pathogen. Therefore, experiments that were performed consisted in the inoculation of A. thaliana with isolates of the of P. graminicola, P.inflatum, P. deliense, and P. ultimum species. The plants were evaluated for the presence of disease symptoms. In addition to that, the gene coding the peptide AtPep1, PROPEP1 was isolated from A. thaliana, ligated in the binary vectors pGSA1427 or pEGAD, and transformed in Agrobacterium tumefaciens. Cells of A. tumefaciens containing the plasmids with or without PROPEP1 were used to floral transformation of A. thaliana. The transformed plants were selected for the presence of the gene that confers tolerance to the herbicide ammonium glufosinate and, in the case of plants transformed with the vector pEGAD, they were also selected for the presence of GFP (green fluorescent protein). The presence of the inserted gene was confirmed by PCR followed by sequencing. The transformed plants were evaluated on the accumulation of mRNA from PROPEP1 and resistance to isolates of the genus Pythium. The results indicate that A. thaliana wild type plants are susceptible to isolates from various species of the genus Pythium. The pEGAD-AtPep plants showed an increase in the expression of PROPEP1 of up to 4.000 times more than that was found in control plants. Such high accumulation of PROPEP1 in pEGAD-AtPep and pGSA-AtPep plants was shown to be important in resistance to the isolate of P. deliense. The evidences support the role of the peptide AtPep1 as an endogenous elicitor that is generated in response to pathogens and their PAMPs.

As condições ambientais do subtrópico brasileiro favorecem o desenvolvimento da ferrugem da folha da aveia de maneira que a severidade torna-se alta e extremamente danosa. O desenvolvimento de variedades com resistência parcial (RP), tem sido sugerido como uma estratégia para tornar a efetividade da resistência à ferrugem da folha mais durável. Este trabalho teve por objetivos determinar a variabilidade, quantificar a herdabilidade e identificar as regiões genômicas (QTLs) associadas à expressão da RP, em linhagens do cruzamento UFRGS 7 x UFRGS910906, avaliadas na média de parcelas. Oitenta e três linhagens F6:7 e F6:8 e os genitores UFRGS 7 (suscetibilidade) e UFRGS 910906 (parcialmente resistente) foram avaliados, em 2002 e 2003, quanto à severidade da ferrugem da folha da aveia no decorrer do ciclo da cultura, em parcelas experimentais. A partir desses dados, foi calculada a área sob a curva do progresso da doença (ASCPD), a severidade máxima (SM) e o tempo em dias para atingir 12,5% da SM (T12,5). O rendimento de grãos (REND) e o peso de hectolitro (PH) das linhagens com RP foram comparados nos tratamentos com e sem fungicida. Uma análise por intervalo simples foi utilizada para identificar em mapa molecular F6, anteriormente desenvolvido, QTLs associados à ASCPD, SM e T12,5. A população de UFRGS 7 X UFRGS 910906 apresentou variabilidade para os parâmetros da RP, com as linhas 211, 238, 241, 243 e 245 apresentando os menores valores de ASCPD, SM e T12,5, nos dois anos. As estimativas de herdabilidade de ASCPD (0,87), SM (0,86), T12,5 (0,76), REND (0,99) e PH (0,64) foram altas. Seis QTLs foram identificados para as características ASCPD, SM e T12,5, avaliadas com base em parcelas experimentais, nos dois anos de estudo. Os resultados permitem concluir que a avaliação em parcelas da RP à ferrugem da folha de UFRGS 910906 é efetiva na distinção de genótipos resistentes. O nível de RP conferido por UFRGS 910906 não fornece proteção suficiente para manter o rendimento e qualidade de grãos, na presença de alta severidade da moléstia. A RP de UFRGS 910906 apresenta um QTL identificado pelo marcador AFLP PaaMtt340 com consistência de expressão em diferentes ambientes, capaz de ser detectado na avaliação de parcelas experimentais e com potencial para ser explorado através do uso de seleção assistida por marcadores moleculares em programas de melhoramento de aveia.

Orientador: Ciro Moraes Barros / Banca: Gisele Zoccal Mingoti / Banca: Fernanda Cruz Landin-Alvarenga / Resumo: Os efeitos deletérios do estresse térmico calórico (ETC) sobre a fertilidade são menos pronunciados em raças tolerantes ao calor, devido às diferenças na capacidade de termorregulação. Para melhor compreender as diferenças entre zebuínos e taurinos em relação ao ETC, objetivou-se com o presente trabalho comparar a expressão dos genes COX2, CDX-2, IFN-τ, HSF1, HSP70 PLAC8, relacionados com o desenvolvimento embrionário inicial, em embriões bovinos produzidos in vitro (zebuínos vs. taurinos), submetidos ou não ao ETC. Oócitos de vacas Nelore (Bos indicus) e Jersey (Bos taurus) foram obtidos por aspiração folicular guiada por ultrasson (OPU) e maturados in vitro por 24 horas. Em seguida, foram fertilizados in vitro (D=0) com sêmen Nelore e Jersey, respectivamente. Doze horas após a fertilização, os prováveis zigotos (zebuínos e taurinos) foram cultivados in vitro em temperatura de 38,5oC. Noventa e seis horas após a fertilização, os embriões ≥ 16 células, de ambas as raças, foram divididos aleatoriamente em dois grupos experimentais: controle, cultivado continuamente a 38,5 oC, e ETC, exposto a 41 oC por 6 horas, retornando a seguir para 38,5 oC. No D7, "pools" contento 5 blastocistos para cada grupo experimental foram submetidos à extração de RNA total (RNAesay-Qiagen). A expressão gênica dos genes-alvo foi analisada por RT-PCR em tempo real com oligo-dT na transcrição reserva (RT) e primers bovinos específicos na PCR. A expressão de ciclofilina A (CYC-A) foi utilizada como controle interno. As taxas de produçaão de embriões foram analisadas por ANOVA, utilizando o Proc GLM do SAS. As médias dos níveis de mRNA dos genes alvo entre os grupos foram comparadas por ANOVA paramétrica, seguido de contraste ortogonal. O ETC reduziu significativamente... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Not available / Mestre

Os solos de várzea ou hidromórficos têm como principal característica a drenagem natural defi lente. No Rio Grande do Sul, este tipo de solo representa 20% da ár a, sendo cultivado principalmente em um sistema de arroz e pecuária de corte. O milho pode ser uma alternativa para rotação de culturas em áreas de várzea, entretanto é indispensável o desenvolvimento de genótipos tolerantes ao encharcamento do solo. Este trabalho teve por objetivo avaliar a variabilidade enética da tolerância ao encharcamento do solo em milho, bem como avalia a complexidade de fatores envolvidos na tolerância ao encharcamento. Uma série de experimentos foi realizada em casa de vegetação para testar a reação de 105 genótipos de milho sob estresse e foram feitas análises de tecido da parte aérea das plantas para avaliar os diferentes fatores en olvidos. Os resultados indicaram a presença de variabilidade genética para a tolerância ao estresse. Em torno de 4% dos genótipos testados de onstraram tolerância, apresentando-se mais verdes e mais vigorosos em rel ção aos demais no decorrer de cada experimento. A temperatura foi um f tor decisivo na avaliação da tolerância, sendo que temperaturas mais altas aumentaram os efeitos nocivos ocasionados pelo encharcamento. O alagamento do solo determinou uma elevação drástica na concentração de ferre e uma redução nos elementos nitrogênio, fósforo, potássio e boro no tccido das plantas. As plantas sensíveis apresentaram teores de sódio signifi ativamente maiores no tecido em comparação com as plantas tolerantes. Co o conclusão, é possível selecionar genótipos de milho adaptados às condiço:s de encharcamento do solo, entretanto a análise deste estresse é complexa • evido à interação com diversos fatores do ambiente, especialmente a temperatura. / Lowland or hydromorphic soils present naturally poor drainage. In Rio Grande do Sul this type of soil represents 20% of the total cultivated area. R is cultivated under a rice and livestock succession system. Maize may be an alternative to crop rotation in these areas, however it is essential to develop waterlogging tolerant genotypes. This study aimed to evaluate the genetic variability for waterlogging tolerance in maize, and to assess the complexity of factors involved in waterlogging tolerance. Several experiments were conducted in greenhouse to test the reaction of 105 maize genotypes. Tissue analysis was additionally performed to evaluate different factors involved. Results indicated genetic variability for stress tolerance. About 4% genotypes showed tolerance, presenting greener leaves and more vigorous during each experiment. Temperature was a decisive factor for tolerance evaluation, where higher temperatures increased stress by fiooding. Waterlogging caused an elevation in iron tissue concentration. At the same time nitrogen, phosphorus, potassium, and boron concentration were decreased. Sensitive plants showed significantly higher levels of sodium on the tissues when compared to tolerant plants. As a conclusion, it is possible to select maize genotypes adapted to waterlogging conditions, however stress analysis is complex due to interaction with several environmental factors, especially temperature.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Botânica, 2013. / Submitted by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2014-10-16T17:31:58Z No. of bitstreams: 1 2013_JeronimoMoisesMendozaFlores.pdf: 2327618 bytes, checksum: e8d12593cfffd2a7d110cbaceeabef2e (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2014-10-17T20:24:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_JeronimoMoisesMendozaFlores.pdf: 2327618 bytes, checksum: e8d12593cfffd2a7d110cbaceeabef2e (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-17T20:24:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_JeronimoMoisesMendozaFlores.pdf: 2327618 bytes, checksum: e8d12593cfffd2a7d110cbaceeabef2e (MD5) / Oito taxas da mandioca Manihot esculenta Crantz: seis variedades denominadas UnB 032, UnB 318, UnB 530, UnB 567, UnB 110, UnB 122, e dois escapees, foram estudados citogenética e morfologicamente. Avaliou-se o comportamento cromossômico meiótico, em que cinco das seis variedades (UnB 032, UnB 318, UnB 530, UnB 567, UnB 110) registraram pareamento regular. Na metáfase I, o pareamento apresentou uma variação de 18 bivalentes até 17 bivalentes, e um par de univalentes, com uma frequência média de bivalentes de 17,7-18. Tal pareamento refletiu na formação de tétrades – apresentando variação de 94,2-96.1% de regularidade – e na viabilidade do pólen, que esteve entre 79-94.5%, conforme cada variedade e idade. Entre as cultivares, a exceção foi a variedade UnB 122, que apresentou pareamento irregular de 16 bivalentes e dois pares de univalentes – o que comprometeu a formação das tétrades, observando-se 31,3% de regularidade e, consequentemente, baixa fertilidade de pólen: 19,8%. Este fato pode ser interpretado devido a natureza híbrida entre mandioca e Manihot anomala Pohl. Os escapees apresentaram características morfológicas que permitem ser reconhecidas nos espécimes dos herbários e em habitat natural, mesmo não sendo suficientemente robustos para serem distinguidos como espécies. O registro dos referidos escapees – algo novo para a cultura da mandioca – merece especial atenção, devendo ser ação de futuras pesquisas, uma vez que estes podem facilitar o cruzamento com a espécie cultivada, tornando-se uma questão de interesse relevante para o melhoramento da cultura. ______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Eight taxa of cassava - Manihot esculenta Crantz: six varieties namely UnB 032 e UnB 318, UnB 530, UnB 567, UnB 110, UnB 122 and two escapee, were studied cytogenetic and morphologically. Meiotic behaviour was evaluated, where five of the six varieties (UnB 032 e UnB 318, UnB 530, UnB 567 and UnB 110) registered regular pairing. In metaphase I pairing varied from 18 bivalent to 17 bivalent and a pair of univalent, with a frequency of bivalents is ranging from 17.7-18. This pairing reflected tetrad formation that ranged from 94.2-96.1% of regularity, and consequently pollen viability achieving 79-94.5%, due the variety and time that sample was synthesized. Within the cultivars the exception was the variety UNB 122 which presented irregular pairing of 16 bivalents and two pairs of univalent. This committed the formation of tetrads with only 31.3% of regularity and consequently low pollen fertility, only 19.8%. This fact can be interpreted due to its hybrid nature between cassava and Manihot anomala Pohl. The escapee showed a morphological feature that allows it to be recognized in specimens from herbaria and natural habitat, but these are not sufficiently robust to distinguish them as independent species. The register of these two escapes, new for cassava crop, deserves special attention and should be the subject of future research. Mainly because it has the benefit of being able to easily cross with cultivated species, fact of high interest for cassava improvement.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Departamento de Biologia Celular, 2012. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-06-24T14:51:11Z No. of bitstreams: 1 2012_CarolinaPaolaSansaloni.pdf: 5318992 bytes, checksum: dde47187b1abc046f14521cb2bd0972f (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-06-24T15:28:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_CarolinaPaolaSansaloni.pdf: 5318992 bytes, checksum: dde47187b1abc046f14521cb2bd0972f (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-24T15:28:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_CarolinaPaolaSansaloni.pdf: 5318992 bytes, checksum: dde47187b1abc046f14521cb2bd0972f (MD5) / Espécies de Eucalyptus tem sido utilizadas com sucesso para plantios florestais devido ao seu rápido crescimento, sua capacidade de adaptação às diversas condições edafo-climáticas e pelo seu potencial econômico na produção de energia, fibra e madeira sólida, reduzindo assim a pressão sobre as florestas tropicais e a biodiversidade associada. Marcadores moleculares tais como RAPD, AFLP, microssatélites, e mais recentemente SFP e SNPs têm contribuído para a caracterização e conservação dos recursos genéticos do gênero Eucalyptus, auxiliando também na compreensão da evolução do gênero, além de permitir a construção de mapas de ligação e identificação de QTLs (Quantitative trait loci). Entretanto, estas técnicas são lentas, laboriosas, apresentam limitações de cobertura genômica e envolvem custos elevados para a análise de muitos indivíduos. Diversity Arrays Technology (DArT) é um método baseado em hibridização que permite genotipar centenas a milhares de marcadores num simples ensaio. Esta tecnologia gera um perfil genômico com um alto rendimento e um grande poder de transferibilidade entre espécies. Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento da primeira plataforma de genotipagem de alto desempenho de marcadores DArTs em microarranjo para o gênero Eucalyptus, e demonstrada sua eficiência em estudos de diversidade genética, filogenia e mapeamento genético. Foram desenvolvidas 18 bibliotecas genômicas de complexidade reduzida a partir de 64 espécies diferentes do gênero. Um total de 23.808 fragmentos de DNA foram avaliados para revelação de polimorfismos DArT, e 13.300 (56%) destes declarados polimórficos entre um painel de triagem composto por 284 indivíduos. Destes, 7.680 marcadores foram selecionados para a construção de um microarranjo de genotipagem para uso em rotina. Em um estudo de diversidade intra-específica, 4.752 marcadores foram polimórficos e 5.013 mostraram segregação mendeliana em seis populações segregantes não relacionadas, com uma média de 2.211 marcadores polimórficos por população. Na etapa seguinte do trabalho, foi otimizada a tecnologia de genotipagem por sequenciamento DArT-seq para a construção de um mapa genético de alta densidade para uma população segregante do cruzamento entre árvores elite de E. grandis (BRASUZ1 x M4D31). A população foi genotipada com o microarranjo DArT e com a técnica DArTseq. Enquanto o microarranjo DArT forneceu 1.088 marcadores, a genotipagem DArT-seq forneceu 2.449. No total, um mapa de ligação integrado por 564 marcadores DArT, 1.930 marcadores DArTseq e 29 microssatélites foi construído. Além destes marcadores, mais de 1.500 SNPs derivados da metodologia DArT-seq foram obtidos proporcionando uma vantagem adicional pela inclusão de marcadores co-dominantes no mapa. O desenvolvimento de metodologias de genotipagem por sequenciamento (GbS) via enzimas de restrição como DArT-seq ou captura com sondas, representa uma aplicação adicional das tecnologias de "next generation sequencing" além do sequenciamento, 2 potencializando a análise genética com marcadores moleculares. A combinação do elevado número de marcadores, baixo custo, metodologia relativamente accessível e uso de reagentes universais, aponta para um uso crescente de GbS nos próximos anos nas mais diversas aplicações em estudos de genética de populações, investigações evolutivas e em apoio ao melhoramento acelerando e aumentando a precisão da seleção direcional de características multifatoriais complexas. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Species of Eucalyptus have been successfully used for forest plantations due to its rapid growth, its ability to adapt to various soil and climatic conditions and its economic use in energy, fiber and solid wood, reducing pressure on tropical forests and associated biodiversity. Molecular markers such as RAPD, AFLP, microsatellites, and more recently SFP and SNPs have contributed to the characterization and conservation of genetic resources of the genus, to the understanding of the evolution of the genus, and allowing the construction of linkage and QTLs maps. However, these techniques are slow, laborious, provide limited genome coverage and are costly for the analysis of large sample sizes. Diversity Arrays Technology (DArT) is a hybridization-based method that allows genotyping hundreds to thousands of markers in a single assay. This technology generates a genomic profile with high throughput and transferability between species. This study presents the development of the first high throughput genotyping platform for species of Eucalyptus based on a DArT microarray and demonstrates its use for diversity, phylogeny and mapping studies. A total of 18 reduced representation genomic libraries from 64 different species of the genus were developed. A total of 23,808 DNA fragments were screened for polymorphism and 13,300 (56%) of them declared polymorphic in a panel of 284 individuals. Out of these, 7,680 markers were selected to populate a routine DArT genotyping microarray. In an inter-specific diversity study, 4,752 were deemed polymorphic while 5,013 showed Mendelian segregation when assessed in six inter-specific mapping pedigrees, with an average of 2,211 polymorphic markers per pedigree. The subsequent step of the study, involved the optimization of the genotyping-by-sequencing technology called DArT-seq to construct a high density genetic map for a segregating population derived from the E. grandis elite trees (BRASUZ1 x M4D31). The population was genotyped both with the DArT microarray and with DArT-seq. While the DArT microarray yielded 1,088 markers, the DArT-seq method supplied 2,449 markers. In total, an integrated linkage map with 564 DArT markers, 1,930 DArT-NGS markers and 29 microsatellites was built. Besides these mapped markers, an additional set of over 1,500 SNPs derived from DArT-seq were scored providing an additional advantage by the inclusion of co-dominant markers on the map. The development of genotyping by sequencing (GBS) 3 methods via restriction enzymes as DART-seq or capture probes, represents a further application of the technologies of "next generation sequencing" beyond sequencing, empowering the genetic analysis with molecular markers. The combination of the large number of markers, low cost, relatively accessible methodology and use of universal reagents, points to an increased use of GBS in the coming years in several applications in studies of population genetics, evolutionary investigations and in support to plant breeding accelerating and increasing accuracy of directional selection for complex multi-factorial traits.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, 2008. / Submitted by Kelly Marques (pereira.kelly@gmail.com) on 2009-11-04T19:19:01Z No. of bitstreams: 1 2008_AlineRodriguesRabello.pdf: 891755 bytes, checksum: 8d12b640b6d0853a9e04749d8a346d45 (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Maia(luanna@bce.unb.br) on 2011-01-27T13:09:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_AlineRodriguesRabello.pdf: 891755 bytes, checksum: 8d12b640b6d0853a9e04749d8a346d45 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-01-27T13:09:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_AlineRodriguesRabello.pdf: 891755 bytes, checksum: 8d12b640b6d0853a9e04749d8a346d45 (MD5) Previous issue date: 2008-12 / O arroz é cultivado sob diferentes formas, no entanto seu cultivo em condições de sequeiro apresenta perdas consideráveis de quantidade e qualidade dos grãos produzidos. A ocupação de novas áreas como o Cerrado, aliado à preferência de grãos, tem exigido o desenvolvimento de novas cultivares mais adaptadas e resistentes a estresses bióticos e abióticos. A disponibilidade da sequência do genoma de arroz torna os estudos de genômica funcional sob condições de estresse hídrico incontestavelmente necessários. Neste estudo, bibliotecas subtrativas de cDNA de raiz de arroz de genótipos contrastantes para a tolerância à seca foram construídas. Foi realizada também uma análise proteômica para a identificação de proteínas diferencialmente expressas. Os resultados obtidos revelaram vários genes possivelmente envolvidos com a tolerância à seca, principalmente os relacionados com a manutenção da integridade da célula, além de proteínas expressas sob estresse hídrico. A identificação desses genes e proteínas contribui para a compreensão do funcionamento global de tolerância a seca em arroz de sequeiro. Atualmente, as variedades de sequeiro têm sido submetidas a intensos trabalhos de melhoramento com o objetivo de transformá-las em variedades adaptáveis e altamente atrativas para o cultivo sob condições aeróbicas. A compreensão dos mecanismos de tolerância a seca em arroz de sequeiro contribuem para auxiliar os programas de melhoramento visando a obtenção de genótipos melhor adaptados a condições de restrição hídrica. ________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Rice is cultivated under different systems, and when it is cultivated in dry conditions, considerable losses in terms of quantity and quality of grain produced are obtained. The occupation of new areas such as Cerrado, combined with grain preferences, has called attention for the need to develop new varieties more adapted and resistent especially to biotic and abiotic stresses. The availability of the genome sequence of rice makes the study of functional genomics under conditions of water stress unquestionably important. In this study, cDNA subtractive libraries of rice roots of genotypes contrasting for the tolerance to drought were constructed. A proteomic analysis to identify proteins differentially expressed was also performed. The results revealed several genes possibly involved in the tolerance to drought, especially those related to maintainance of cell integrity, and proteins expressed under water stress. The identification of these genes and proteins contribute to a better understanding of the global functioning of tolerance to drought in upland rice. Currently the uplands varieties have been subjected to intense genetic improvement aiming to obtain more adapted varieties for the cultivation under aerobic conditions. The understanding of the mechanisms of drought tolerance in upland rice can contribute to the genetic improvement programs to obtain genotypes better adapted to conditions of water restriction.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular, 2006. / Submitted by Alexandre Marinho Pimenta (alexmpsin@hotmail.com) on 2009-11-16T20:16:00Z No. of bitstreams: 1 2006_MárciodeCarvalhoMoretzsohn.pdf: 1215656 bytes, checksum: f2e2c88e48af0d2dda769d96b02350f0 (MD5) / Approved for entry into archive by Carolina Campos(carolinacamposmaia@gmail.com) on 2009-12-07T19:35:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_MárciodeCarvalhoMoretzsohn.pdf: 1215656 bytes, checksum: f2e2c88e48af0d2dda769d96b02350f0 (MD5) / Made available in DSpace on 2009-12-07T19:35:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_MárciodeCarvalhoMoretzsohn.pdf: 1215656 bytes, checksum: f2e2c88e48af0d2dda769d96b02350f0 (MD5) Previous issue date: 2006 / O amendoim cultivado (Arachis hypogaea) é uma cultura importante, amplamente cultivada nas regiões tropicais e subtropicais do mundo. É bastante susceptível a diversos estresses bióticos e abióticos, para os quais muitas das espécies silvestres são resistentes. Como um primeiro passo visando a introgressão desses genes de resistência no amendoim cultivado, um mapa de ligação foi construído, usando uma população F2, obtida do cruzamento entre duas espécies silvestres diplóides de genoma AA (A. duranensis e A. stenosperma). Esse mapa foi baseado em marcadores microssatélites e marcadores âncoras, ambos codominantes e transferíveis entre espécies aparentadas. Um total de 271 novos marcadores microssatélites foi desenvolvido no presente trabalho, a partir de bibliotecas genômicas enriquecidas para microssatélites, de bibliotecas de etiquetas de seqüências expressas (ESTs ou “expressed sequence tags”) e por mineração (“data mining”) de seqüências disponíveis no GenBank. Para facilitar o desenvolvimento dos marcadores a partir de um grande número de seqüências, foi utilizado um módulo de programas desenvolvido em parceria com a Universidade Católica de Goiás e com a Universidade Católica de Brasília. Esse módulo integra um programa para busca de microssatélites (TROLL), um conjunto de programas para agrupamento e processamento das seqüências (Staden package) e um terceiro programa, para desenho de primers (Primer3). Com isso, o desenvolvimento dos marcadores pôde ser automatizado, tornando o processo bem mais rápido e eficiente. Dos 271 novos marcadores microssatélites, 66 mostraram-se polimórficos para o amendoim cultivado e 62 deles foram utilizados para análise das relações genéticas entre acessos representando as seis variedades botânicas descritas de A. hypogaea. Os resultados obtidos foram consistentes com a classificação taxonômica atual, exceto para as variedades fastigiata/peruviana e fastigiata/aequatoriana, que formaram um grupo separado e distante das outras duas variedades da subespécie fastigiata. Os 271 novos marcadores microssatélites, além de outros 218 publicados ou em publicação para o amendoim foram testados, usando-se os dois progenitores. Desses 489 marcadores microssatélites, 215 (44,0%) mostraram-se polimórficos, sendo 181 codominantes e 34 dominantes (amplificaram alelos nulos em um dos progenitores). Os 99 marcadores microssatélites codominantes que não apresentaram distorções da segregação 1:2:1 esperada (p<0,05), junto aos 40 2 marcadores âncoras não distorcidos (de um total de 72), foram utilizados para o estabelecimento dos grupos de ligação. Em seguida, os marcadores distorcidos e os dominantes foram incluídos no mapa. Usando um LOD escore mínimo de 11, 182 marcadores microssatélites, 66 marcadores âncoras e 12 RGAs foram mapeados em 10 grupos de ligação, como esperado, uma vez que Arachis duranensis e A. stenosperma são espécies diplóides com 2n=20 cromossomos. Um comprimento de mapa total igual a 1645,1 cM foi obtido, com uma distância média de 6,32 cM entre marcadores. Esse mapa foi utilizado para o mapeamento de QTLs que controlam três características de interesse para o melhoramento do amendoim. Dez QTLs que controlam o peso de sementes, oito QTLs que controlam o número de sementes produzidas por planta e dois QTLs para resistência ao fungo causador da mancha preta (Cercosporidium personatum) foram significativamente identificados pelo método de mapeamento por intervalo múltiplo. Esse é o primeiro mapa baseado em marcadores microssatélites desenvolvido para Arachis. Além disso, os primeiros QTLs para componentes da produtividade e para resistência à mancha preta foram mapeados em Arachis spp. Uma vez que a maioria dos marcadores microssatélites utilizados foi desenvolvida a partir de ESTs e de bibliotecas genômicas digeridas com enzimas de restrição sensíveis a metilação, mais da metade dos marcadores mapeados, incluindo os marcadores âncoras, são provavelmente gênicos. Os grupos de ligação identificados nesse trabalho, as ordens dos marcadores obtidas e os QTLs mapeados estão sendo validados em outras populações de mapeamento, visando a construção de um mapa de referência para Arachis e a obtenção de estimativas mais robustas sobre os QTLs identificados, para uso dessas informações nos programas de melhoramento do amendoim. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Cultivated peanut (Arachis hypogaea) is an important crop, widely grown in tropical and subtropical regions of the world. It is highly susceptible to several biotic and abiotic stresses to which wild species are resistant. As a first step towards the introgression of these resistance genes into cultivated peanut, a linkage map was constructed, using an F2 population obtained from a cross between two diploid wild species with AA genome (A. duranensis and A. stenosperma). The map was based on microsatellite and anchor markers that are both codominant and transferable among related species. A total of 271 new microsatellite markers were developed in the present study from SSR-enriched genomic libraries, ESTs, and by “data-mining” sequences available in GenBank. To aid the development of microsatellite markers from a great number of sequences, a module, developed in collaboration with the Catholic University of Goiás and the Catholic University of Brasília, was used. This module integrates a program for the detection of microsatellites (TROLL), the Staden Package for the assembly and processing of sequences, and a software for primer design (Primer3). By using this module, the SSR marker development was automated, and the process proved to be fast and efficient. Of the 271 new SSR markers, 66 were polymorphic for cultivated peanut and 62 were used for the genetic relationship analysis of accessions representing the six described botanical varieties of A. hypogaea. Results were consistent with the actual taxonomic classification, except for the fastigiata/peruviana and fastigiata/aequatoriana varieties, which formed a separated group, distant from the other two fastigiata varieties. The 271 new markers plus another 218 published or being published for peanut were screened against both progenitors. A total of 215 (44.0%) were polymorphic, with 181 codominant and 34 dominant markers (amplified null alleles in one of the progenitors). The 99 codominant markers segregating 1:2:1 (p<0.05) plus the 40 non-distorted anchor markers (of a total of 72 markers) were initially used to establish the linkage groups. Distorted and dominant markers were subsequently included in the map. By using a minimum LOD score of 11 and a maximum recombination fraction of 0.35, 182 microsatellite markers, 66 anchor markers and 12 RGAs mapped in 10 linkage groups, as expected, since A. duranensis and A. stenosperma are diploid species with 2n=20 chromosomes. A total map distance of 1645.1 cM was obtained, with an average distance of 6.32 cM between markers. This map was used 4 for the mapping of QTL for three traits of interest for the peanut breeding programs. Ten QTL controlling seed weight, eight QTLs for seed number and two QTLs for resistance against the fungus C. personatum were significantly mapped by using the multiple interval mapping method. This is the first microsatellite-based map published for Arachis. Moreover, the first QTLs for yield components and for resistance to late leafspot were mapped in Arachis spp. Because most markers used were derived from ESTs and genomic libraries made using methylation sensitive restriction enzymes, more than a half of the markers, including the anchor markers, are genic. Linkage group ordering and the mapped QTL are being validated in other mapping populations, with the aim of constructing a transferable reference map for Arachis and to obtain more robust estimates about the mapped QTL for use in the peanut breeding programs.