Orientadores: Anete Pereira de Souza, Luciana Lasry Benchimol / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-13T02:30:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Campos_Tatianade_D.pdf: 8389045 bytes, checksum: 6f77299744a0d3b5f2c74f0f37700d38 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O melhoramento genetico do feijoeiro busca responder ou atender demandas especificas dos produtores. Um cultivar de feijoeiro deve atender as caracteristicas de produtividade, de resistencia as principais doencas da cultura, e de qualidade tecnologicas, tais como tempo de cozimento, qualidades nutricionais e tipo de caldo. A escolha de criterios racionais e eficientes para a identificacao de linhagens superiores a serem utilizadas em cruzamentos facilita o trabalho do melhorista. Alem disso, a escolha dos genitores com maior potencial genetico para recombinacao aumenta as chances de obtencao de cultivares mais produtivos e estaveis para o comercio, bem como facilita a selecao dos genotipos nos ensaios de competicao. O feijoeiro e uma das culturas de destaque no Brasil com potencial a ser explorado e requer esforcos para o manejo adequado. Neste sentido, o investimento em tecnicas moleculares pode ser associado ao auxilio no melhoramento classico, como para a realizacao de programas de selecao assistida por marcadores. Os microssatelites sao marcadores moleculares definidos por sequencias repetitivas abundantes nos genomas de eucariotos, transferiveis e informativas. Os microssatelites sao marcadores amplamente utilizados em estudos geneticos e no desenvolvimento de mapas geneticos. Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de marcadores moleculares do tipo microssatelites para feijoeiro para a construcao de um mapa genetico molecular. Foram desenvolvidos 488 novos microssatelites, sendo que 183 estao disponiveis em 3 publicacoes sobre caracterizacao destes locos e, 64 estao descritos no artigo referente ao mapa genetico. Os demais locosapresentaram-se monomorficos dentre os genotipos utilizados, mas tambem serao divulgados na forma de manuscrito. O mapa genetico foi estabelecido com base em uma populacao F10 segregante, composta de 380 linhagens endogamicas, derivadas do cruzamento entre IAC-UNA e CAL143. Foram analisados no total 871 microssatelites, entre eles 265 (30,4%) foram polimorficos e 247 (28,4%) apresentaram padrao adequado de leitura de genotipagem. Para a construcao do mapa, alem dos marcadores moleculares, foram utilizados tres marcadores fenotipicos: cor de flor, formato do apice da vagem e habito de crescimento. Foi possivel mapear 198 microssatelites e os 3 marcadores fenotipicos. Dentre os marcadores mapeados, 131 tinham a posicao ate entao desconhecida em grupos de ligacao. O mapa resultante cobre 1865.9 cM, com uma distancia media entre marcadores de 9.4 cM. A cobertura de mapa e considerada de saturacao moderada e pode servir de base para o mapeamento de outras caracteristicas fenotipicas e de QTLs. / Abstract: The common bean breeding programs are meant to attend specific demands of bean producers. A common bean genotype of commercial interest must present desirable productivity characteristics; resistance to the main diseases and technological quality, like cooking time, nutritional value and type of broth. The choice of efficient criteria for identification of superiors inbred lines to be used in crosses supports breeders work. Moreover, the use of genitors with higher genetic potential increases the chances to reach more stable and productive cultivars, as well as facilitates genotypes selection in competitive assays. The common bean is one of the most important crops in Brazil and it has potential to be explored, but, the current productivity is low and requires efforts to improve the field performance. In this way, the search for molecular techniques can be associated to assist the classic breeding, like to perform marker-assisted selection. Microsatellites are repetitive sequences present in eukaryotes genomes, transferable, and informative. The microsatellite markers are widely used in genetic studies, and one of the main uses is to construct genetic maps. The objective of the present work was to develop new microsatellite markers to common bean and to construct a genetic map. Up to new 488 microsatellites were developed, of which 183 are available in 3 articles about loci characterization and, 64 are described in genetic map article. The remaining loci were monomorphic for the genotypes used, and they will be described in an article too. The genetic map was based on a mapping population F10, formed by 380 recombinant inbred lines derived of IAC-UNAF and CAL143 crosses. We tested 871 microssatellites, of which 265 (30,4%) were polymorphic and 247 (28,4%) presented adequate genotyping standard. Beyond the molecular markers, weevaluated three phenotypic markers: flower color, pod tip shape, and growth habit. It was possible to map 198 microssatellites and the 3 phenotypic markers. Amongst the mapped microsatellite markers, 131 have never been located before in any known linkage group. The resulting map covers a total of 1865.9 cM in length and average distance between markers was 9.4 cM. The coverage of the generated map is considered to have a moderate saturation, which makes it useful for mapping other qualitative traits and QTLs. / Doutorado / Genetica Vegetal e Melhoramento / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

No presente trabalho foram desenvolvidos estudos genético-moleculares em três famílias com três síndromes distintas de defeitos dos membros. A ectrodactilia ou SHFM (split-hand/split-foot malformation) é uma malformação congênita da extremidade dos membros caracterizada por fenda mediana profunda das mãos e/ou pés devido à ausência dos raios centrais. A hemimelia tibial é um defeito caracterizado por hipoplasia, aplasia ou agenesia de tíbia, em que a fíbula permanece intacta. A síndrome da hemimelia tibial associada à ectrodactilia é uma condição rara de herança dominante. Em uma publicação do nosso grupo foi mapeado um novo loco (SHFLD3 OMIM #612576) de hemimelia tibial associada à ectrodactilia (Lezirovitz e col. 2008. Am J Hum Genet 123:625-31) na região 17q13.1-17p13.3 em uma família com nove indivíduos afetados por essa síndrome. Nesse estudo foram sequenciados seis genes localizados na região candidata, mas nenhuma mutação patogênica foi encontrada. Em pesquisa colaborativa com grupo no exterior identificou-se uma duplicação de cerca de 114 Kb nessa região cromossômica. Ela estava presente em todos os indivíduos afetados e por meio de PCR de longo alcance e seqüenciamento foi possível identificar os pontos de quebra da duplicação. Os resultados indicaram que essa é a provável causa da síndrome na família. A agenesia/hipoplasia fibular é um defeito que ocorre ao longo do desenvolvimento e extensão da fíbula. Ela é encontrada isolada ou associada com outros sinais clínicos como malformações em membros superiores, como a ectrodactilia, e defeitos na ulna e fêmur. Em uma família em que segrega uma nova síndrome, uma forma de agenesia ou hipoplasia fibular associada à ectrodactilia de aparente herança autossômica dominante (Santos e col. 2008. Am J Med Genet A. 146A: 3126-31) foram realizados estudos de mapeamento por meio de marcadores de microssatélites e sequenciamento dos genes nas regiões candidatas. Após a exclusão de ligação com algumas regiões já conhecidas associadas a defeitos de membros, foram sequenciados alguns genes candidatos selecionados a partir da literatura sobre defeitos de membros (SHH, ZRS, WNT7a, WNT10b, GREM1). Dado que mutações não foram identificadas nesses genes, foi realizada a varredura genômica com o kit Affymetrix GeneChip® Human Mapping 50K Array. Foi observado que em quatro cromossomos (5, 6, 10 e 11) não foi possível a exclusão completa de ligação. Nesses cromossomos foram utilizados marcadores de microssatélites próximos às regiões que apresentaram lod score sugestivo de ligação. As análises dos cromossomos 6 e 10 não confirmaram evidências de ligação. No cromossomo 5 e no cromossomo 11 não foi possível a exclusão completa de ligação. A terceira família é composta por três indivíduos afetados por um quadro variável de defeitos de membros, entre eles, polissindactilia, sindactilia, camptodactilia e defeitos ungueais. O heredograma sugere um padrão de herança do defeito compatível com herança autossômica dominante e penetrância completa. Realizaram-se estudos preliminares de ligação com microssatélites próximos as regiões cromossômicas já conhecidas associadas a malformações de membros. Na região candidata 17p13.1-17p13.3 não foi possível a exclusão completa de ligação, já que os lod scores chegaram a mostrar valores positivos e sugestivos. Também foram sequenciados alguns genes candidatos (SHH, ZRS, WNT7a, WNT10b, GREM1). Dado que mutações não foram identificadas, foi realizada a varredura genômica com o kit Affymetrix GeneChip® Human Mapping 50K Array. A análise dos SNPs dos cromossomos 19, 20 e 21 permitiu a exclusão completa de ligação com esses cromossomos. Já em relação aos demais cromossomos, não se pode excluir completamente a ligação, já que vários deles apresentaram lod scores muito próximos do lod máximo possível calculado para a família. A dificuldade decorre do fato da família ser pequena e possuir somente duas gerações com indivíduos afetados. As regiões mais interessantes para aprofundar a investigação seriam as do cromossomo 17, pois houve sugestão de ligação também na análise de microssatélites. O gene YWHAE no cromossomo 17 foi sequenciado por se mostrar um bom candidato. No entanto, nenhuma mutação foi encontrada. / Here we report our genetic and molecular studies performed on three different families affected by three different syndromes with limb defects. Ectrodactyly or SHFM (Split Hand/Foot Malformation) is a congenital limb malformation characterized by median cleft of hands or feet (absence of the central rays). Tibial Hemimelia is a malformation characterized by tibial hypoplasia, aplasia or agenesis without fibular involvement. Ectrodactyly associated with tibial hemimelia is a rare autosomal dominant condition. In a previous publication of our team, we reported the mapping of a novel locus (SHFLD3 OMIM #612576) for ectrodactyly associated with tibial hemimelia (Lezirovitz e col. 2008. Am J Hum Genet 123:625-31) to chromosome region 17q13.1-17p13.3 in a large family with nine affected individuals. Six genes in the candidate region were sequenced, but no pathogenic mutation was found. In a collaborative study with another Center, a 114 Kb duplication, detected in all affected individuals, was found in this same region. Duplication breakpoints were identified after long range PCR and sequencing. Our results indicated indicating that this is the causative mutation in the family. Fibular agenesis/hypoplasia is a fibular developmental defect, occurring either as an isolated defect or associated with other clinical signs, such as hand ectrodactyly, ulnar and femoral defects. Mapping studies with microsatellite markers were performed on a family with some affected individuals presenting fibular agenesis or fibular hypoplasia associated with ectrodactyly, a novel defect that segregates with a possible autosomal dominant mode of inheritance (Santos e col. 2008. Am J Med Genet A. 146A:3126-31). Linkage with markers mapped to some well known chromosome regions related with limb malformations was excluded. Some candidates genes possibly related to limb malformations were selected from the literature for sequencing (SHH, ZRS, WNT7a, WNT10b, GREM1). Since no mutation was found, we proceeded to genomic scanning with Affymetrix GeneChip Human Mapping 50k Array. Linkage with markers from four chromosomes (5, 6, 10 and 11) could not be completely excluded. Microsatellite markers were used to confirm linkage to regions presenting the higher lod scores and markers on chromosomes 6 and 10 did not confirm linkage. Analyses with markers on chromosomes 5 and 11 (in which there are no good candidate genes reported in the literature) were inconclusive and linkage could not be completely ruled out. There are three affected individuals in the third family here reported, each one of them presenting with a different set of distal limb defects (such as syndactyly, polysyndactyly, camptodactyly, or nail malformation); the defect is transmitted with an autosomal dominant mode and complete penetrance. Linkage studies with microsatellite markers close to well-known limb malformation related regions were performed. Linkage with region 17p13.1-17p.13.3 could not be ruled out since some of the lod scores were positive and suggestive. Some candidates genes have been selected for sequencing (SHH, ZRS, WNT7a, WNT10b, GREM1). Since no mutation was found, genomic scanning was performed with the Afflymetrix GeneChip Human Mapping 50k Array. SNP analysis of chromosomes 19, 20 and 21 allowed us to rule out linkage completely. However, linkage could not be excluded for some regions on other chromosomes, since their lod scores were close to the maximum possible score estimated for this small-sized family. The most interesting regions are located in chromosome 17, in which the gene YWHAE, which seemed to be a good candidate, was sequenced, but no mutation was found.

No presente trabalho foram desenvolvidos estudos genético-moleculares em três famílias com três síndromes distintas de defeitos dos membros. A ectrodactilia ou SHFM (split-hand/split-foot malformation) é uma malformação congênita da extremidade dos membros caracterizada por fenda mediana profunda das mãos e/ou pés devido à ausência dos raios centrais. A hemimelia tibial é um defeito caracterizado por hipoplasia, aplasia ou agenesia de tíbia, em que a fíbula permanece intacta. A síndrome da hemimelia tibial associada à ectrodactilia é uma condição rara de herança dominante. Em uma publicação do nosso grupo foi mapeado um novo loco (SHFLD3 OMIM #612576) de hemimelia tibial associada à ectrodactilia (Lezirovitz e col. 2008. Am J Hum Genet 123:625-31) na região 17q13.1-17p13.3 em uma família com nove indivíduos afetados por essa síndrome. Nesse estudo foram sequenciados seis genes localizados na região candidata, mas nenhuma mutação patogênica foi encontrada. Em pesquisa colaborativa com grupo no exterior identificou-se uma duplicação de cerca de 114 Kb nessa região cromossômica. Ela estava presente em todos os indivíduos afetados e por meio de PCR de longo alcance e seqüenciamento foi possível identificar os pontos de quebra da duplicação. Os resultados indicaram que essa é a provável causa da síndrome na família. A agenesia/hipoplasia fibular é um defeito que ocorre ao longo do desenvolvimento e extensão da fíbula. Ela é encontrada isolada ou associada com outros sinais clínicos como malformações em membros superiores, como a ectrodactilia, e defeitos na ulna e fêmur. Em uma família em que segrega uma nova síndrome, uma forma de agenesia ou hipoplasia fibular associada à ectrodactilia de aparente herança autossômica dominante (Santos e col. 2008. Am J Med Genet A. 146A: 3126-31) foram realizados estudos de mapeamento por meio de marcadores de microssatélites e sequenciamento dos genes nas regiões candidatas. Após a exclusão de ligação com algumas regiões já conhecidas associadas a defeitos de membros, foram sequenciados alguns genes candidatos selecionados a partir da literatura sobre defeitos de membros (SHH, ZRS, WNT7a, WNT10b, GREM1). Dado que mutações não foram identificadas nesses genes, foi realizada a varredura genômica com o kit Affymetrix GeneChip® Human Mapping 50K Array. Foi observado que em quatro cromossomos (5, 6, 10 e 11) não foi possível a exclusão completa de ligação. Nesses cromossomos foram utilizados marcadores de microssatélites próximos às regiões que apresentaram lod score sugestivo de ligação. As análises dos cromossomos 6 e 10 não confirmaram evidências de ligação. No cromossomo 5 e no cromossomo 11 não foi possível a exclusão completa de ligação. A terceira família é composta por três indivíduos afetados por um quadro variável de defeitos de membros, entre eles, polissindactilia, sindactilia, camptodactilia e defeitos ungueais. O heredograma sugere um padrão de herança do defeito compatível com herança autossômica dominante e penetrância completa. Realizaram-se estudos preliminares de ligação com microssatélites próximos as regiões cromossômicas já conhecidas associadas a malformações de membros. Na região candidata 17p13.1-17p13.3 não foi possível a exclusão completa de ligação, já que os lod scores chegaram a mostrar valores positivos e sugestivos. Também foram sequenciados alguns genes candidatos (SHH, ZRS, WNT7a, WNT10b, GREM1). Dado que mutações não foram identificadas, foi realizada a varredura genômica com o kit Affymetrix GeneChip® Human Mapping 50K Array. A análise dos SNPs dos cromossomos 19, 20 e 21 permitiu a exclusão completa de ligação com esses cromossomos. Já em relação aos demais cromossomos, não se pode excluir completamente a ligação, já que vários deles apresentaram lod scores muito próximos do lod máximo possível calculado para a família. A dificuldade decorre do fato da família ser pequena e possuir somente duas gerações com indivíduos afetados. As regiões mais interessantes para aprofundar a investigação seriam as do cromossomo 17, pois houve sugestão de ligação também na análise de microssatélites. O gene YWHAE no cromossomo 17 foi sequenciado por se mostrar um bom candidato. No entanto, nenhuma mutação foi encontrada. / Here we report our genetic and molecular studies performed on three different families affected by three different syndromes with limb defects. Ectrodactyly or SHFM (Split Hand/Foot Malformation) is a congenital limb malformation characterized by median cleft of hands or feet (absence of the central rays). Tibial Hemimelia is a malformation characterized by tibial hypoplasia, aplasia or agenesis without fibular involvement. Ectrodactyly associated with tibial hemimelia is a rare autosomal dominant condition. In a previous publication of our team, we reported the mapping of a novel locus (SHFLD3 OMIM #612576) for ectrodactyly associated with tibial hemimelia (Lezirovitz e col. 2008. Am J Hum Genet 123:625-31) to chromosome region 17q13.1-17p13.3 in a large family with nine affected individuals. Six genes in the candidate region were sequenced, but no pathogenic mutation was found. In a collaborative study with another Center, a 114 Kb duplication, detected in all affected individuals, was found in this same region. Duplication breakpoints were identified after long range PCR and sequencing. Our results indicated indicating that this is the causative mutation in the family. Fibular agenesis/hypoplasia is a fibular developmental defect, occurring either as an isolated defect or associated with other clinical signs, such as hand ectrodactyly, ulnar and femoral defects. Mapping studies with microsatellite markers were performed on a family with some affected individuals presenting fibular agenesis or fibular hypoplasia associated with ectrodactyly, a novel defect that segregates with a possible autosomal dominant mode of inheritance (Santos e col. 2008. Am J Med Genet A. 146A:3126-31). Linkage with markers mapped to some well known chromosome regions related with limb malformations was excluded. Some candidates genes possibly related to limb malformations were selected from the literature for sequencing (SHH, ZRS, WNT7a, WNT10b, GREM1). Since no mutation was found, we proceeded to genomic scanning with Affymetrix GeneChip Human Mapping 50k Array. Linkage with markers from four chromosomes (5, 6, 10 and 11) could not be completely excluded. Microsatellite markers were used to confirm linkage to regions presenting the higher lod scores and markers on chromosomes 6 and 10 did not confirm linkage. Analyses with markers on chromosomes 5 and 11 (in which there are no good candidate genes reported in the literature) were inconclusive and linkage could not be completely ruled out. There are three affected individuals in the third family here reported, each one of them presenting with a different set of distal limb defects (such as syndactyly, polysyndactyly, camptodactyly, or nail malformation); the defect is transmitted with an autosomal dominant mode and complete penetrance. Linkage studies with microsatellite markers close to well-known limb malformation related regions were performed. Linkage with region 17p13.1-17p.13.3 could not be ruled out since some of the lod scores were positive and suggestive. Some candidates genes have been selected for sequencing (SHH, ZRS, WNT7a, WNT10b, GREM1). Since no mutation was found, genomic scanning was performed with the Afflymetrix GeneChip Human Mapping 50k Array. SNP analysis of chromosomes 19, 20 and 21 allowed us to rule out linkage completely. However, linkage could not be excluded for some regions on other chromosomes, since their lod scores were close to the maximum possible score estimated for this small-sized family. The most interesting regions are located in chromosome 17, in which the gene YWHAE, which seemed to be a good candidate, was sequenced, but no mutation was found.