A teca (Tectona grandis) é uma das principais espécies madeireiras do mundo, com alto valor econômico, muito famosa por sua beleza, resistência e durabilidade. A espécie ocorre naturalmente na Índia, Mianmar, Tailândia, Laos e Indonésia, onde estudos de diversidade têm sido realizados no que tange à conservação de recursos genéticos. Entretanto, existe a necessidade de estudos de diversidade genética de teca no Brasil que poderiam ser utilizados, principalmente, para a proteção de cultivares e para o melhoramento genético. Visto isso, o objetivo deste trabalho foi caracterizar a diversidade genética de genótipos de teca utilizados nos plantios brasileiros. Para tanto foram testados 10 primers de microssatélites, obtidos na literatura, para a avaliação de 60 genótipos, 33 provenientes de sementes de plantios de teca em Cáceres, 14 correspondentes a clones obtidos em Cáceres e 13 genótipos referentes a clones de procedências fora do Brasil, sendo estas, Honduras, Malásia, Índia, Indonésia, Costa do Marfim e Ilhas Salomão. Os genótipos foram divididos em oito grupos, de acordo com sua procedência, para a análise da diversidade genética. Foram realizadas análises multivariadas pelo método bayesiano no programa STRUCTURE, análises de agrupamento e coordenadas principais. Dos 10 primers testados, nove se mostraram polimórficos, sendo então utilizados para as análises estatísticas. Elevada variabilidade genética para os genótipos de teca foi detectada, sendo o número médio de alelos por loco igual a 5,22. Os genótipos de Cáceres apresentaram 100% de polimorfismo, seguido pelos clones da Índia com 90% de polimorfismo. A heterozigosidade média observada ( o= 0,352) foi menor que a heterozigosidade média esperada ( e =0,443). Coerentemente com outros estudos em teca, a maior parte da variabilidade genética concentrou-se dentro dos grupos (Hs = 0,436). Com as análises do programa STRUCTURE foi possível definir a divisão dos genótipos em três grupos, sendo 73,4% dispostos em um único grupo (vermelho) representado pela maioria dos genótipos de Cáceres, 13,3% alocados no grupo verde compostos por alguns clones da Índia, Ilhas Salomão, um clone da Malásia, um de Honduras e os clones da Costa do Marfim e os 13,3% dos genótipos restantes possuíram uma mistura dos dois grupos (vermelho e verde). A análise de agrupamento, utilizando índice de Jaccard, indicou a separação dos genótipos em seis grupos distintos: grupo I pertencente ao clone da Indonésia, grupo II possuindo dois clones da Índia, grupo III com os genótipos de Cáceres e dois clones de fora (um da Índia e outro da Malásia), grupo IV possuindo os genótipos de Honduras e Malásia, grupo V com clones da Índia e grupo VI pertencente aos clones da Costa do Marfim e das Ilhas Salomão, sendo coerente com a análise de coordenadas principais. Através do agrupamento utilizando distância de Nei, foi possível inferir duas possíveis origens da teca implantada no Brasil: Malásia e Índia. Após a avaliação das divergências genéticas, sugestões são feitas no que tange a utilização de genótipos contrastantes para o uso como parentais em programas de melhoramento genético. / Teak (Tectona grandis) is one of the main timber species in the world with high economic value, famous for its beauty, strength and durability. The species occurs naturally in India, Myanmar, Thailand, Laos and Indonesia, where diversity studies have been conducted with regard to the conservation of genetic resources. However, there is a need for studies of genetic diversity of teak in Brazil that could be used mainly for the protection of plant varieties and for breeding. Therefore, the objective of this study was to characterize the genetic diversity of teak genotypes used in Brazilian plantations. We tested 10 microsatellite primers, obtained in the literature, to assess 60 teak genotypes, 33 genotypes from seeds of plantations in Caceres, 14 clones obtained in Caceres and 13 clones originated from Honduras, Malaysia, India, Indonesia, Ivory Coast and Solomon Islands. The genotypes were divided in eight groups, in accordance to its origin, for the genetic diversity analysis. Multivariate analysis were conducted using the Bayesian method implemented in the program STRUCTURE, as well as cluster and principal coordinates analysis. Of the 10 primers tested, 9 showed polymorphism, and were then used for statistical analysis. High genetic variability for the teak genotypes was detected, with the average number of alleles per locus equal to 5.22. Caceres genotypes showed 100% polymorphism, followed by the clones from India with 90% polymorphism. The average observed heterozygosity ( o = 0.352) was lower than the average expected heterozygosity ( e = 0.443). Consistent with other studies in teak, most of the genetic variability was concentrated within groups (Hs = 0.436). With the analysis of the STRUCTURE software it was possible to define the division of the genotypes into three groups, 73.4% placed in one group (red) represented the majority of the genotypes of Caceres, and 13.3% allocated in the green group composed of some clones from India, a clone from Solomon Islands, Malaysia and Honduras and the clones of the Ivory Coast. The 13.3% of the remaining genotypes possessed a mixture of the two groups (red and green). Cluster analysis using Jaccard index indicated the separation of the genotypes into six distinct groups: group I belonging to the clone from Indonesia, group II having two clones from India, group III with genotypes from Caceres and two clones from India and Malaysia, group IV having the Honduras and Malaysia genotypes, group V with clones from India and group VI with clones belonging to the Ivory Coast and the Solomon Islands. This result was consistent with the principal coordinate analysis. From the results described above, together with the cluster analysis using Neis distance, it was possible to infer two probable origins of teak implemented in Brazil: India and Malaysia. After assessing the genetic divergences, suggestions were made concerning the use of contrasting genotypes as parents in breeding programs.

Embora já existam estudos anteriores a respeito da estrutura de população em cana-deaçúcar, até o momento nenhum estudo foi feito usando marcadores SNPs gerados a partir de plataformas de genotipagem de larga escala, como por exemplo, Sequenom iPLEX MassARRAY. No presente trabalho, foi investigada a estrutura populacional no painel brasileiro de variedades de cana-de-açúcar. Esse painel é formado por materiais elites, ancestrais importantes e cultivares utilizados em programa de melhoramento. Um total de 1033 marcadores SNPs foram utilizados para genotipar os acessos do painel. A classificação dos dados feita usando o software SuperMASSA. A estrutura de população foi analisada por meio de análise de componentes principais (ACP), análise de agrupamentos e usando o software STRUCTURE. Devido ao fato que no software STRUCTURE não é possível dados de marcadores moleculares provenientes de espécies poliploides com aneuplodia frequente, o conjunto de dados foi separado e analisado de acordo com nível de ploidias dos SNPs. Com a finalidade de comparar os resultados, foi feita uma análise de coordenadas principais na matriz de distância, com os elementos definidos por 1 - coeficiente de parentesco. A análise de componentes principais revelou presença de estrutura de população. O primeiro componente separou o acesso IN84-58 (S. spontaneum) dos outros acessos que por sua vez estão separados em três grupos: o primeiro grupo formado pelos acessos que são S. sinense, o segundo grupo formado pelos cultivares modernos de cana-de-açúcar e o terceiro grupo formado por acessos que são espécies S. officinarum. Resultados da análise de agrupamento usando distância de alelos compartilhados são condizentes com resultados da ACP. Por outro lado, análise de coordenadas principais e método de agrupamento UPGMA usando o coeficiente de parentesco mostraram uma maior dissimilaridade genética entre os acessos separando as progênies do cultivar RB72454 do grupo formado pelos genitores e ou progenies do cultivar NA56-79. A diferença entre os resultados da análise de componentes principais e de coordenadas principais é devido principalmente a pressuposições nas estimativas do coeficiente de parentesco que são irrealísticas. Com relação a análise feita com o software STRUCTURE, o número de subpopulações e a matriz Q estimada variou de acordo com nível de ploidia dos marcadores. De um modo geral, as análises de estrutura de população mostrou que há evidências de estreitamento da base genética dos acessos devido a cruzamentos recorrentes de indivíduos aparentados. Espera-se que estas informações sejam importantes para o mapeamento associativo e melhoramento genético da espécie. / Although there are several studies inferring population structure in sugarcane, none of them have yet used SNP markers generated from high-throughput platforms, such as, Sequenom iPLEX MassARRAY platform. In this study, it was investigated the population structure in a Brazilian panel of sugarcane varieties. This panel is comprised by elite breeding materials, important ancestors, and cultivars mostly used by breeding programs. 1,033 SNP markers were scored. SNP genotype calling was made using software SuperMASSA. The population structure was analyzed via principal components analysis (PCA), cluster analysis and using the software STRUCTURE. Due to the fact that STRUCTURE is not possible to analyze molecular markers data scored on species withmixed ploidy level, the dataset was separated and analyzed according to SNPs level ploidy estimates. With purpose of comparing the results, it was made a principal coordinate analysis (PCO) of distance matrix, with elements defined by 1 - kinship coefficient. The principal components analysis revealed some structure. The first component separated out IN84-58 (Saccharum spontaneum) from the others acessions, whereby these others acessions were allocated in three groups, comprised by S. sinense species, sugarcane modern cultivars and S. officinarum species. Results from cluster analysis using allele shared distance are in agreement with PCA results. On the other hand, principal coordinates analysis and UPGMA hierarchical clustering method based on kinship coefficient showed a broader genetic dissimilarity between acessions, allocating RB72454 progenies apart from its parents and/or progenies of NA56-79. The difference of results between PCA and PCO are mainly due to irrealistics assumptions in the calculation of kinship. Regarding analysis from the STRUCTURE, the number of subpopulations and Q matrix estimated varied with level ploidy. In general, the study of population structure showed some evidence of narrow genetic distances between accessions, due to recurrent crosses between related individuals. The information presented hereby could be important for association mapping and sugarcane breeding program.

Triatoma sordida é considerada de importância secundária no ciclo da Doença de Chagas humana, uma vez que vem ocupando o lugar de Triatoma infestans no peri-domicílio das casas. Triatoma costalimai é considerada uma espécie silvestre e endêmica do cerrado brasileiro. Recentemente tem ocorrido um aumento do número de invasões domiciliares por T. sordida e T. costalimai, devido ao impacto causado pelo homem no meio ambiente. Ambas as espécies já foram encontradas naturalmente infectadas por Trypanosoma cruzi e, portanto, contribuem para o ciclo antropozoótico da doença. O presente trabalho teve como objetivo verificar a variabilidade genética e morfológica dessas duas espécies, por morfometria geométrica alar e da cabeça e marcadores moleculares mitocondriais sendo T. sordida coletado nos estados de Mato Grosso do Sul (5 populações), Goiás (4 populações) e Minas Gerais (3 populações); e T. costalimai coletados nos estados da Bahia (1 população), Goiás (2 populações) e Minas Gerais (1 população). A hipótese Os resultados mostram que as populações de T. sordida encontram-se altamente estruturadas geneticamente, e que a morfologia alar apresenta uma heterogeneidade, o que permite concluir que mesmo estruturadas geneticamente, não há um processo de especiação ocorrendo para essa espécie. As populações de T. costalimai apresentam alta variabilidade morfológica do conexivo, embora as asas e cabeças apresentam certa similaridade entre as populações estudadas. Os marcadores genéticos indicam distinção entre espécimes que apresentam uma linha laranja continua no conexivo daqueles que apresentam manchas laranjas triangulares. As diferenças encontras sugerem que T. costalimai compreende duas subespécies, com diferenças morfológicas e cromáticas. / Triatoma sordida is considered of secondary importance in the cycle of Human Chagas Disease, since it has occupied the place of Triatoma infestans in the peri-domicile of the houses. Triatoma costalimai is a wild and endemic species of Brazilian cerrado. Recently there has been an increase in the number of home invasions by these species, due to the impact caused by man in the environment. Both species have already been found naturally infected by Trypanosoma cruzi and, therefore, contribute to the antropozootic cycle of the disease. The present work had as objective to verify the genetic and morphological variability of these two species, through the geometric morphometry of the head and mitochondrial molecular markers. The results show that the populations of T. sordida are highly structured genetically, and that the wing morphology shows heterogeneity in the wing shape, which allows to conclude that even if genetically structured, there is no speciation process occurring for this species. The populations of T. costalimai have high morphological variability of the connexivum, although the wings and heads present some similarity between the populations studied. Genetic markers indicate a distinction between specimens with a continuous orange line in the connexivum of those with triangular orange spots. The differences found suggest that T. costalimai comprises two subspecies, with morphological and chromatic differences.

Orientadores: Anete Pereira de Souza, Antonio Augusto Franco Garcia / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-25T14:06:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mantello_CamilaCampos_D.pdf: 14575904 bytes, checksum: 3588e88f982780fe09718e2b837d7824 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Aproximadamente 2.500 espécies são conhecidas por produzirem borracha natural e a seringueira, [Hevea brasiliensis (Willd. ex Adr. de Juss.) Muell-Arg.], espécie nativa da Amazônia e pertencente ao gênero Hevea, é a maior fonte de borracha natural do mundo. A borracha natural é matéria prima para fabricação de mais de 40.000 produtos tendo importância fundamental na indústria de pneus. Apesar de a região Amazônica oferecer condições climáticas adequadas para seu crescimento e desenvolvimento, esta área também possui condições favoráveis à ocorrência do mal-das-folhas (Microcyclus ulei P. Henn v. Arx), doença também conhecida como mal sulamericano das folhas (South American Leaf Bligth ¿ SALB). Dessa maneira, a heveicultura se expandiu para áreas de escape que propiciam novas condições de estresse, limitando o seu crescimento e a produção de látex. O melhoramento genético vem buscando cultivares adaptados a estas regiões de escape, porém o ciclo de melhoramento da seringueira é longo e não permite o rápido desenvolvimento de novos cultivares. O desenvolvimento de ferramentas na biologia molecular permite o melhor entendimento da espécie e pode diminuir o tempo gasto nos ensaios de campo. O presente trabalho desenvolveu novos marcadores microssatélites (SSRs) a partir de bibliotecas enriquecidas em microssatélites. A caracterização destes marcadores mostrou a alta variabilidade alélica dentro de H. brasiliensis e o teste de transferibilidade dos SSRs em outras seis espécies do gênero Hevea mostrou alelos exclusivos para as mesmas e taxas de amplificação superior a 80%. Com o objetivo desenvolver novos marcadores SSRs e single nucleotide polymorphisms (SNPs) em larga escala, foi sequenciado na plataforma Illumina GAIIx o transcriptoma de painel de dois cultivares importantes para a heveicultura (GT1 e PR255). A montagem e a caracterização do transcriptoma permitiu o melhor entendimento da dinâmica do transcriptoma em H. brasiliensis e identificou novos transcritos para a espécie. As sequências do transcriptoma foram submetidas à busca de SSRs e SNPs. No transcriptoma, foram identificados 1.709 novas sequências contendo SSRs para seringueira, a uma frequência de um SSR a cada 2,8 kb. Já a busca de SNPs identificou 404.114 SNPs com frequência de um SNP a cada 125 pb. Através da anotação no Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG), foram identificadas sequências anotadas a todas as enzimas referentes às duas vias de síntese de látex (mevalonato - MVA e C-metileritritol 4-fosfato -MEP). Apesar de as vias MVA e MEP serem muitos estudadas, esta foi a primeira vez que SNPs foram identificados e validados. Os marcadores SSRs e SNPs foram então mapeados em uma população segregante F1. O mapa genético obtido contém 383 marcadores mapeados em 20 grupos de ligação. Neste trabalho foram desenvolvidos 52 SSRs e 51 SNPs do total de marcadores mapeados. Como o número de grupos de ligação esperado é 18 (2n=36), conclui-se que o mapa genético obtido mostra que ainda há uma cobertura incompleta do genoma. Devido à alta frequência de SNPs no genoma, o desenvolvimento de novos marcadores poderá saturar o mapa de forma homogênea, permitindo o agrupamento dos marcadores nos 18 grupos de ligação esperados / Abstract: Approximately 2.500 species are known to produce natural rubber. Hevea brasiliensis (Willd. ex Adr. de Juss.) Muell-Arg. also known as rubber tree is a species native to the Amazon rainforest and is the largest source of natural rubber in the world. Natural rubber has been used in more than 40,000 products and has great importance in the tire industry. Although the Amazon rainforest offers optimal conditions for growth and rubber yields due to its warm and humid climate, this region also provides optimal conditions for the fungus Microcyclus ulei P. Henn v. Arx which causes the South American Leaf Blight (SALB) disease. Thus, rubber tree plantations have expanded to escape areas that provides new stress conditions limiting their growth and latex production. The rubber tree breeding is trying to create a new cultivar that is resistant to these new conditions but the rubber tree cycle breeding is long and does not allow a rapid cultivar development. Thus, molecular biology techniques could provide a greater knowledge of H. brasiliensis genetic and could optimize field evaluation and, thus, reduce the time and area required for experiments. The present work developed new microsatellites (SSRs) markers for rubber tree from genomic enriched libraries. The new microsatellites were characterized and demonstrated a high allelic variability within H. brasiliensis genotypes. The transferability rate in other six species of the genus Hevea was greater than 80%. To develop new SSRs and single nucleotide polymorphisms (SNPs) markers, the panel transcriptome from two important cultivars (GT1 and PR255) was sequenced in Illumina GAIIx platform. The transcriptome obtained allowed a better knowledge about H. brasiliensis transcriptome and identified new transcripts for rubber tree public database. The sequences were submitted to a SSR and SNP search. The SSR frequency was one SSR each 2.8 kb and it was identified 1.709 new sequences with new SSRs for rubber tree database. A total of 404.114 putative SNPs were detected with a frequency of one SNP every 125 bp. Through Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) annotation, it was identified contigs corresponding to all the enzymes of mevalonate (MVA) and -C-methyl-D-erythritol 4-phosphate (MEP). Despite MVA and MEP pathways are being very well studied, since they are directly involved to rubber biosynthesis, this is the first time that molecular markers have been developed for such important pathways. The SSRs and SNPs developed were mapped in a full-sib population. The genetic linkage map has 383 molecular markers distributed in 20 linkage groups. This project contributed with 52 SSRs and 51 SNPs of the total mapped markers. Although the expected number of linkage groups are 18 (2n=36), the new genetic linkage map still has an incomplete coverage of the genome. Due to the high frequency of the SNPs in the genome, the development of new markers can saturate this map homogeneously / Doutorado / Genetica Vegetal e Melhoramento / Doutora em Genética e Biologia Molecular

Orientadores: Anete Pereira de Souza, Ronan Xavier Corrêa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-25T14:19:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CerqueiraSilva_CarlosBernardMoreno_D.pdf: 123175108 bytes, checksum: 668158b424ffa91922546922a5837ce2 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O gênero Passiflora, cujas espécies são popularmente conhecidas como maracujazeiros, destaca-se na família Passifloraceae tanto pelo número de espécies (aproximadamente 520) quanto pela importância econômica associada à parte destas espécies. Os maracujazeiros ocorrem em diferentes países, sendo sua diversidade amplamente representada nas Américas, onde a Colômbia e o Brasil se destacam com aproximadamente 170 e 150 espécies de Passiflora, respectivamente. Economicamente os maracujazeiros despertam interesse pela beleza de suas flores, presença de princípios ativos medicinais, extração de óleos essenciais para indústria de cosméticos, produção de frutos para consumo in natura ou produção de derivados. O Brasil se destaca como maior produtor de maracujá, embora a produtividade nacional seja baixa (média de 14 T/ha-1 ano-1), quando comparada ao potencial da passicultura (± 50 T/ha -1 ano-1). Em parte essa baixa produtividade é ocasionada pela ausência de cultivares adaptadas às diferentes regiões produtoras e pela suscetibilidade das cultivares às principais enfermidades que acometem a cultura. Embora crescente, os programas de melhoramento genético do maracujazeiro apresentam resultados modestos frente às demandas existentes. Entre os obstáculos enfrentados pelos melhoristas, está a reduzida representatividade do gênero Passiflora em bancos de germoplasma, bem como a escassez de informações biológicas e agronômicas para maioria dos acessos. Assim, foi objetivo desta tese gerar informações genéticas e moleculares que contribuam para o melhoramento do maracujazeiro. Inicialmente foram construídas revisões críticas relacionadas aos avanços obtidos no melhoramento e na conservação das Passiflora com o uso de marcadores moleculares, bem como a cerca da principal doença que acomete a passicultura (virose do endurecimento dos frutos). Posteriormente foram obtidos, a partir de bibliotecas genômicas enriquecidas de microssatélites, 25, 17 e 52 novos pares de primers para P. cincinnata, P. edulis e P. setacea respectivamente, sendo observado um percentual de locos polimórficos inferior a 30% e um número médio de cinco alelos por loco. Testes de amplificação cruzada foram realizados para 14 espécies de maracujazeiros, sendo observada uma média de 70% de amplificação cruzada. De posse destes marcadores, foi estimada a distância e quantificada a estrutura genética entre 116 acessos (representados por 364 plantas distribuídas em três espécies). A partir dos dados de genotipagem e das análises estatísticas (descritivas, frequentistas e Bayesianas) foi observado baixa diversidade entre os acessos, e níveis moderado a alto de estruturação (com 0,08 ? Gst ? 0,38) e percentuais de alelos privados variando entre 20 e 40% entre os grupos sugeridos pelas estimativas Bayesianas (K=2 para P. cincinnata; K=3 ou 5, para P. edulis, e; K=2 ou 3 para P. setacea). Coleções nucleares representativas para até 100% da diversidade alélica amostrada foram sugeridas. Com base na caracterização de locos microssatélites e na avaliação de sintomas associadas à virose do endurecimento, verrugose e antracnose, observados em 36 acessos de P. edulis (amarelo e roxo), foi possível identificar grupos de acessos a serem priorizados em programas de (pré) melhoramento dedicados ao incremento de resistência em variedades cultivadas. Os resultados obtidos contribuem para o desenvolvimento dos programas de pré-melhoramento e melhoramento genético do maracujazeiro, além de auxiliarem no manejo e na conservação da variabilidade genética do gênero / Abstract: The genus Passiflora, whose species are popularly known as passion fruits, stands out in the family Passifloraceae both by the number of species (about 520) as well as the associated economic importance of some of these species. Passion fruits occur in different countries, with their diversity widely represented in the Americas, where Colombia and Brazil stand out with approximately 170 and 150 species of Passiflora, respectively. Economic interest in passion fruit emerged from the beauty of their flowers, presence of active medicinal principles, extraction of essential oils for cosmetics industry, fruits production for fresh consumption or derivatives production. Brazil is considered the largest producer of passion fruit, although national productivity is low (average 14 T/ha-1 year-1) when compared to passion fruit culture potential (± 50 T/ha -1 year-1). This low productivity is caused in part by the lack of adapted cultivars to the different production regions and due cultivars susceptibility to passion fruit major diseases. Despite an increasing rate, passion fruit breeding programs shows modest results versus existing demands. Among the obstacles faced by breeders, stand out the genus Passiflora reduced representation in germplasm banks, as well as the scarcity of biological and agronomic information for most accessions. Thus, the aim of this thesis was to generate information genetics and molecular that contributes to the passion fruit genetic breeding. Initially, critical reviews related to advances in Passiflora breeding and conservation using molecular markers, as along with information about the main disease affecting the passiculture (passion fruit woodiness disease) were presented. Novel primer pairs for P. cincinnata, P. edulis and P. setacea, in number of 25, 17 and 52 respectively, were subsequently obtained from microsatellite enriched genomic libraries, being observed a less than 30% polymorphic loci and an average number of five alleles per locus. Cross-amplification tests were performed for 14 species of passion fruit and an average of 70% cross-amplification was observed. Using these markers, genetic distance and structure were estimated among 116 accessions (represented by 364 plants distributed among three species). From genotyping and statistical analyzes data (descriptive, frequentist and Bayesian), low genetic diversity among accessions was observed. Also, Bayesian estimated suggested groups (K=2 for P. cincinnata, K=3 or 5 for P. edulis, and, K=2 or 3 for P. setacea) showed moderate to high levels of structuring (0.08 ? Gst ? 0.38) along with private alleles percentage ranging from 20 to 40%. Representative core collections ensuring up to 100% of the sampled allelic diversity were suggested. Based on microsatellite loci characterization and symptoms evaluation of associated woodiness virus, scab and anthracnose, observed in 36 accessions of P. edulis (yellow and purple), it was possible to identify groups of accessions to be prioritized in (pre) breeding programs dedicated to resistance improving in cultivars. These results contribute to the passion fruit pre-breeding and breeding programs development, and assist the genus genetic variability management and conservation / Doutorado / Genetica Vegetal e Melhoramento / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

Orientador: Luciana Bolsoni Lourenço Morandini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-20T20:53:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigues_DeboraSilva_M.pdf: 3296545 bytes, checksum: 2a2ccc454f9a1df9f09173c2127af330 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O gênero Engystomops apresenta ampla distribuição geográfica e constitui um interessante grupo de anuros para estudos cariotípicos. As populações de Engystomops encontradas na Amazônia têm sua identificação taxonômica ainda controversa. Análises genéticas e citogenéticas apoiam hipóteses que sugerem a existência de um complexo de espécies crípticas e especiação incipiente. Muitas vezes a variação citogenética observada entre diferentes populações estudadas dificultou o reconhecimento de homeologias cromossômicas entre os cariótipos. Uma caracterização cromossômica mais detalhada poderia auxiliar no possível reconhecimento de homeologias cromossômicas e, dessa forma, contribuir para o estudo dos processos envolvidos na divergência desses anuros. Já que o gene do DNAr 5S tem sido importante marcador genético e citogenético para estudos evolutivos e para a identificação e comparação de espécies em diversos grupos, no presente trabalho o DNAr 5S de Engystomops freibergi e de exemplares de Engystomops petersi de duas localidades Equatorianas (Puyo e Yasuní) foi estudado. Em todos os casos, dois tipos de DNAr 5S, facilmente diferenciados pelo tamanho e composição da sequência do seu espaçador não transcrito, foram isolados. A provável região promotora do gene do RNAr 5S (ICR) foi localizada nos dois tipos de sequências de DNAr 5S e a presença de possíveis sequências regulatórias adicionais foi discutida. No cariótipo de E. freibergi, sonda contendo a unidade repetitiva do DNAr 5S tipo I hibridou na região pericentromérica do braço curto dos cromossomos do par 3, e o DNAr 5S tipo II foi mapeado na região distal do braço longo dos cromossomos do par 6. A sonda formada somente pela região de NTS do DNAr 5S tipo I claramente detectou a região pericentromérica de 3p nos cariótipos de E. freibergi e E. petersi (Puyo) e de 5p no cariótipo de E. petersi (Yasuní), porém nenhum sinal distal ou intersticial foi observado. A sonda formada pela região de NTS do DNAr 5S tipo II detectou apenas a região distal de 6q nos três cariótipos estudados, corroborando a distribuição diferencial dos dois tipos de DNAr 5S nesses cariótipos. Tais sítios de DNAr 5S constituem novos marcadores cromossômicos, os quais permitem sugerir a homeologia entre o cromossomo 6 dos cariótipos de E. freibergi e de E. petersi, e entre o cromossomo 5 do cariótipo de E. petersi de Yasuní e o cromossomo 3 dos cariótipos de E freibergi e de E. petersi de Puyo. Já que os dois tipos de DNAr 5S encontrados em Engystomops são relacionados àqueles de Physalaemus tanto quanto à composição nucleotídica quanto à localização cromossômica, é ainda possível inferir que a origem desses dois tipos de sequências tenha antecedido a divergência evolutiva desses gêneros / Abstract: The Engystomops genus is widely distributed geographically and constitutes an interesting group for karyotypic studies. The taxonomic identifications of Amazonian populations of Engystomops is still controversial. Genetic and cytogenetic analyses suggest the existence of a complex of cryptic species and incipient speciation. The cytogenetic variations found among some populations prevent the recognition of chromosomal homeologies between the described karyotypes. A more detailed chromosomal characterization could help in the recognition of chromosome homeologies and, therefore, could contribute to the study of the processes involved in the divergence of these anurans. Since the 5S rDNA gene has been an important genetic and cytogenetic marker for evolutionary studies and even for the identification and comparison of species in diverse groups, in the present work the 5S rDNA of Engystomops freibergi and exemplars of Engystomops petersi from two Ecuadorian locations (Puyo and Yasuní) was studied. In all cases, two types of 5S rDNA, easily differed by size and compositon of their non-transcribed spacer, were isolated. A putative promoting region of the 5S rRNA gene (ICR) was recognized in the two types of 5S rDNA sequences and the presence of possible additional regulatory sequences was discussed. In the E. freibergi karyotypes, the entire type I 5S rDNA repeating unit hybridized to the pericentromeric region of 3p, whereas the entire type II 5S rDNA repeating unit mapped to the distal region of 6q, suggesting a differential localization of these sequences. The type I NTS probe clearly detected the 3p pericentromeric region in the karyotypes of E. freibergi and E. petersi from Puyo and the 5p pericentromeric region in the karyotype of E. petersi from Yasuní, but no distal or interstitial signals were observed. Interestingly, this probe also detected many centromeric regions in the three karyotypes, suggesting the presence of a satellite DNA family derived from 5S rDNA. The type II NTS probe detected only distal 6q regions in the three karyotypes, corroborating the differential distribution of the two types of 5S rDNA. Because the 5S rDNA types found in Engystomops are related to those of Physalaemus with respect to their nucleotide sequences and chromosomal locations, their origin likely preceded the evolutionary divergence of these genera. In addition, our data indicated homeology between chromosome 5 in E. petersi from Yasuní and chromosomes 3 in E. freibergi and E. petersi from Puyo. In addition, the chromosomal location of the type II 5S rDNA corroborates the hypothesis that the chromosomes 6 of E. petersi and E. freibergi are homeologous despite the great differences observed between the karyotypes of the Yasuní specimens and the others / Mestrado / Biologia Celular / Mestre em Biologia Celular e Estrutural

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:32:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_alexandre_zanardo_carvalho.pdf: 599901 bytes, checksum: 46bcadb2c2ae2efc2be1d2eb92a5f846 (MD5) Previous issue date: 2007-12-29 / Fusarium head blight (FHB) is one of the most important diseases known to affect wheat crop. FHB, caused mainly by Fusarium graminearum, results in severe losses of productivity and grain quality besides its harmful effects to human and animal health due to the accumulation of mycotoxins in infected grains. Genetic resistance is the best way to control FHB which affects crops in several parts of the world. FHB resistance shows a quantitative heritage, hence are QTLs (quantitativetrait- loci) that have a weak effect on character. Studies with microsatellite markers have generated a great number of information related to the position of those QTLs in the genome, in addition to the development of new varieties to be used in breeding programs. The microsatellites are short sequence repeats, spread thoroughly in the organism s genome. For amplification of those sequences it is used specific primers to each loco. Due to the genetic relation between species, information generated from the study in one species can be used successfully when studying related species. Therefore, primers designed for microsatellites in one species can be used to detect markers in related species and to associating those markers with characteristics of interest. Here, the main objective of my work was to verify the transferability of microsatellites from rice to wheat in search of markers related to FHB resistance. It was tested different wheat genotypes showing different levels of resistance to Fusarium and was verified the existence of polymorphism among those genotypes. A number of 55 primer pairs of microsatellites isolated from the rice genome were tested in 13 wheat cultivars classified as susceptible, moderately susceptible, moderately resistant and resistant. In my results, the rate of microsatellite transferability was of 76.4%, where from these, 23.8% showed polymorphism and 76.2% showed monomorphism. In spite of the high rate of the microsatellite transferability observed in my results, the analysis of polymorphism did not allow the identification of markers that could be possibly associated with resistance to Fusarium head blight in wheat. / A fusariose do trigo, causada principalmente pelo fungo Fusarium graminearum, é uma das principais doenças nessa cultura, ocasionando perda de produtividade e de qualidade de grãos, além dos efeitos nocivos à saúde do homem e de animais devido ao acúmulo de micotoxinas nos grãos infectados. A resistência genética é a melhor forma para o controle dessa patologia que atinge a cultura em várias regiões do mundo. Ela exibe herança quantitativa, ou seja, são QTLs que tem um pequeno efeito sobre o caráter. Estudos com marcadores de microssatélites têm gerado um grande número de informações a respeito da posição desses QTLs no genoma e no desenvolvimento de novas variedades para cultivo em programas de melhoramento. Os microssatélites são pequenas seqüências de bases repetidas, posicionadas adjacentemente e distribuídas amplamente no genoma dos organismos. Para sua amplificação são utilizados primers específicos para cada loco. As relações genéticas entre espécies permitem que informações geradas a partir do estudo de uma delas sejam utilizadas para o estudo de espécies relacionadas. Dessa forma, primers desenhados para locos de microssatélites em uma espécie podem ser utilizados para detectar marcadores em espécies afins e serem associados a características de interesse. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi verificar a transferabilidade de locos de microssatélites de arroz para genótipos de trigo com diferentes níveis de resistência à fusariose e verificar a existência de polimorfismo entre os genótipos contrastantes que pudessem ser associados à característica de resistência. Foram testados 55 pares de primers de locos de microssatélites, isolados do genoma do arroz, em 13 cultivares de trigo, classificadas como suscetíveis, moderadamente suscetíveis, moderadamente resistentes e resistentes. Houve a transferabilidade de 76,4% desses locos de microssatélites. Destes, 23,8% apresentaram polimorfismo e o restante, 76,2%, apresentaram-se monomórficos. A análise do polimorfismo não permitiu a identificação de marcadores que pudessem ser associados à resistência para fusariose do trigo.

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:44:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_fernando_henning.pdf: 464142 bytes, checksum: dafd04da655722e31d27a17fb98fb36d (MD5) Previous issue date: 2007-04-30 / The use of quality seeds is preponderant to obtain productive success in farming. Several are the factors that influence in the quality of seeds, and among these the flotations can be mentioned in the humidity of seeds and even the use of inadequate techniques in the crop. The coat of soybean seeds is the responsible for the protection of the embryo, therefore, more resistance to you factor that they will take the quality loss, minor will be the damages for the whole productive chain of soybean seeds. The introduction of characters of larger resistance of coat of soybean seed is related to the characteristic of the permeability of coat. Several studies demonstrate to exists soybean genotypes with different permeability characteristics. Based on these information took place the crossing among to cultivate commercial CD202 (yellow and permeable coat) with a lineage TP (black and semi-permeable coat). In the population generated by the crossing, grew this work with the following objectives: i) to Build a genetic map of the coat of soybean seed using markers microssatélites, RAPD and AFLP; ii) to Relate the markers microssatélites used in the construction of the genetic map of the coat of soybean, with the possible proteins codified by the sequences anchored by these markers in the bank of ESTs of the soybean. For the construction of the genetic map of the coat of soybean 600 primers microssatélites, 50 RAPD and 64 AFLP were tested. The markers selected as polimórficos, they were submitted to the analysis of Qui-square and contained in connection groups using the program MapMaker. The alignment among the sequences of the microssatélites with the database of ESTs was made through analyses in silico being used the program BLAST. Of the total of tested markers, they were used in the construction of the map 20 markers microssatélites, 2 RAPD and 11 AFLP, which were efficient in the formation of 13 connection groups. Among the 20 markers selected microssatélites, 4 presented homology with sequences of ESTs deposited in the database of the soybean, and some of these sequences possess indirect relationship with the quality of soybean seeds. / A utilização de sementes de qualidade é preponderante para se obter sucesso produtivo em uma lavoura. Diversos são os fatores que influenciam na qualidade das sementes, sendo que dentre estes podem-se citar as flutuações na umidade das sementes e até mesmo a utilização de técnicas inadequadas na colheita. O tegumento das sementes de soja é o responsável pela proteção do embrião, logo, quanto maior sua resistência a fatores que irão levar a perda de qualidade, menores serão os prejuízos para toda a cadeia produtiva de sementes de soja. A introdução de caracteres de maior resistência do tegumento da semente de soja está relacionada à característica da permeabilidade do tegumento. Diversos estudos demonstram existir genótipos de soja com diferentes características de permeabilidade. Baseado nestas informações realizou-se o cruzamento entre a cultivar comercial CD202 (tegumento amarelo e permeável) com uma linhagem TP (tegumento preto e semi-permeável). Na população gerada pelo cruzamento, desenvolveu-se este trabalho com os seguintes objetivos: i) Construir um mapa genético do tegumento da semente de soja utilizando marcadores microssatélites, RAPD e AFLP; ii) Relacionar os marcadores microssatélites utilizados na construção do mapa genético do tegumento da soja, com as possíveis proteínas codificados pelas seqüências ancoradas por estes marcadores no banco de ESTs da soja. Para a construção do mapa genético do tegumento da soja foram testados 600 primers microssatélites, 50 RAPD e 64 AFLP. Os marcadores selecionados como polimórficos, foram submetidos à análise de Qui-quadrado e agrupados em grupos de ligação utilizando o programa MapMaker. O alinhamento entre as seqüências dos microssatélites com o banco de dados de ESTs foi feito via análises in silico utilizando-se o programa BLAST. Do total de marcadores testados, foram utilizados na construção do mapa 20 marcadores microssatélites, 2 RAPD e 11 AFLP, os quais foram eficientes na formação de 13 grupos de ligação. Dentre os 20 marcadores microssatélites selecionados, 4 apresentaram homologia com seqüências de ESTs depositadas no banco de dados da soja, sendo que algumas destas seqüências possuem relação indireta com a qualidade de sementes de soja.

Made available in DSpace on 2014-08-20T14:06:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Miriam_ Valli_ Buttow.pdf: 655385 bytes, checksum: cbce4ab7de3c20577f04fec1859f3181 (MD5) Previous issue date: 2008-04-29 / Palms (Arecaceae) are considered to be one of the most important plant resources. These plants are sources of food, fiber, building material, medicine and other products. Due its exuberance they are also used in landscaping projects. Brazil presents great diversity of palms. In Rio Grande do Sul State there are six genera, of which the most known is Butia genus for the reason that they have fruits with unique flavor and aroma. Butia palms are quite known and used mainly by rural communities. There are few references on genetic diversity and other scientific issues related to species use and conservation. On the same way, there is no currently knowledge about uses of this plant by local communities as well as on their real potential for use. Two studies were developed with the goal of contributing to knowledge related to genetic resources of Butia genus palm trees native from Rio Grande do Sul State: first, an ethnobotanical survey of rural communities knowledge about fruits and leaves uses, management and care related to these plants; second: a molecular characterization of Butia capitata plants in eight populations from three regions in Rio Grande do Sul State by AFLP molecular markers. The results of ethnobotanical survey shows a strong relationship between people and plants studied. It was verified use of Butia fruits in various types of food and beverages production (sweets, ice cream, chocolates and desserts) and handicrafts (recycled paper from fruit pulp and utilitarian objects from leaves fibers). Besides, data for plant management, like seed germination process, pruning, transplanting and methods that could increase productivity were obtained. With presence and absence data from four primer combinations, 199 polymorphic loci were found. Molecular markers were evaluated by AMOVA. Thus, it was possible to verify that 83.68% of genetic variability is attributed to variation between populations and 13.67% is attributed to differences between populations within regions. We conducted an AMOVA pair-wise analysis among eight populations. From a total of 28 comparisons, 15 populations shows significant differences, with an average of 14.72% molecular variation attributed to differences among populations, indicating the presence of genetic variability. The results obtained through this analysis indicate that AFLP molecular markers were effective for genetic divergence analysis. These studies helped to increase the existing knowledge about this genetic resource. / As palmeiras (Arecaceae) são consideradas como um dos mais importantes recursos vegetais. Essas plantas são fontes de alimento, fibra, material de construção, remédios e outros produtos. São também utilizadas em projetos paisagísticos devido à sua exuberância. O Brasil apresenta grande diversidade de palmeiras. No Rio Grande do Sul ocorrem seis gêneros, dentre os quais o mais conhecido é o gênero Butia, devido aos seus frutos de sabor e aroma peculiares. Os butiazeiros são bastante conhecidos e utilizados principalmente pelas comunidades rurais. Apesar disso, existem poucas referências sobre a diversidade genética e demais questões científicas referentes à utilização e conservação das espécies. Da mesma forma, não se tem um conhecimento sobre os usos dados atualmente à planta pela população local, assim como sobre o seu real potencial de utilização. Com o objetivo de contribuir para o conhecimento relacionado aos recursos genéticos de palmeiras do gênero Butia nativas do Rio Grande do Sul foram realizados dois estudos: primeiro, foi feito um levantamento etnobotânico em busca do conhecimento das comunidades locais a respeito do uso dos frutos e folhas e do manejo e cuidados dados a estas plantas; segundo, foi realizada a caracterização molecular de Butia capitata através da análise de oito populações de três regiões do Rio Grande do Sul por meio de marcadores moleculares do tipo AFLP. Os resultados do levantamento etnobotânico mostraram que, nos locais visitados, existe uma forte relação entre os moradores e as plantas em estudo. Foi verificada a utilização dos frutos de butiazeiros para a produção de diversos tipos de alimentos e bebidas (doces, sorvetes, bombons e sobremesas) e confecção de artesanato (papel reciclado da polpa e objetos utilitários das fibras das folhas). Também foram obtidos dados referentes ao manejo, relativos à germinação da semente, poda, transplante e métodos que poderiam aumentar a produtividade de frutos. Através dos dados de presença e ausência de marcadores obtidos com quatro combinações de primers, foram encontrados 199 locos polimórficos. A avaliação dos dados moleculares foi feita pela análise molecular da variância (AMOVA). Deste modo, foi possível verificar que 83,68% da variabilidade genética é atribuída à variação entre populações e 13,67% é atribuída a diferenças entre populações dentro de regiões. Foi feita a análise comparativa entre as oito populações estudadas, analisadas de duas a duas pela análise da AMOVA. Do total de 28 comparações, foram significativas as diferenças entre 15 populações, com média de 14,72% da variação molecular atribuída às diferenças entre populações, indicando a presença de variabilidade genética. Os resultados obtidos indicam que a técnica de AFLP foi eficiente para a caracterização molecular e análise da variabilidade genética. Estes estudos contribuíram para aumentar o conhecimento existente a respeito deste recurso genético.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The cerejeira-do-Rio-Grande (Eugenia involucrata DC.) is a Brazilian forest species with traits of economic interest, especially in the forestry, horticulture, landscape, environmental and medicinal sectors. However, it has recalcitrant seeds, which begin to lose viability after two weeks of gathering. Moreover, doesn t known how its genetic variability is distributed. This study aimed to developed methodologies for in vitro culture of E. involucrata and evaluate the genetic variability in accessions maintained in situ and ex situ. In vitro propagation, besides desinfestation, we evaluated aspects of in vitro growth and development after the inoculation of the apical and nodal segments in different nutritive media. We also analyzed the effect of introduction of different growth regulators in the optimization of in vitro multiplication. For callus induction in vitro were evaluated methods of superficial desinfestation, ways of introduction of plant growth regulators, the effect of different light regimes, of the use of antioxidants and of the different cytokinins. The formation of callus on different aspects were evaluated. We tested different methods for extraction of genomic DNA from this specie using different plant tissues. We performed analysis of acess coming from populations maintained in situ and ex situ by the use of markers. It was possible to establish aseptic cultures of E. involucrate. The establishment in vitro can be accomplished with the apical and nodal segments, however, nodal segments offer the best results. The ½ MS is the most appropriate nutritive medium and helps in rooting. The use of high concentrations of TDZ associated with ANA enables shoot multiplication and the emergence of shoots from nodal segments. GA3 does not promote the elongation of shoots and is toxic in high concentrations. Callus formation was obtained in leaf discs of E. involucrata. The best way to grow is maintaining the explants in abaxial position and in the dark. Combinations of auxins and cytokinins generate the highest percentage of callus formation. The association of 2,4-D and TDZ promotes better callus formation and callus candidates to embyogeneis. It is possible to extract good quality genomic DNA from E. involucrata leaves and cambia, using the maceration with the extraction buffer concentrate to 10%. Analysis with molecular markers was efficient in the stratification of genetic variability in accessions of cherry. It was observed that the variability is evenly distributed between the accessions in different in situ populations and that in the ex situ population assessed the variability is not satisfactory. It was possible to generate consistent information to assist in the cultivation and in planning of breeding programs of the species. / A cerejeira (Eugenia involucrata DC.) é uma espécie florestal brasileira com diversas características de interesse econômico, especialmente nos setores de silvicultura, fruticultura, paisagístico, ambiental e medicinal. No entanto, possui sementes recalcitrantes, as quais começam a perder sua viabilidade após duas semanas de coleta. Além disso, não existem informações sobre a variabilidade genética desta espécie. Este trabalho objetivou desenvolver metodologias para o cultivo in vitro de E. involucrata e avaliar a variabilidade genética existente em acessos desta espécie mantidos in situ e ex situ. Na propagação por técnicas de cultura de tecidos, avaliou-se a desinfestação de explantes, bem como foram estudados aspectos de crescimento e desenvolvimento in vitro após a inoculação de segmentos apicais e nodais em diferentes meios nutritivos. Também foi avaliado o efeito de diferentes fitorreguladores na otimização da multiplicação in vitro. Para a calogênese in vitro, foram avaliados métodos de desinfestação superficial, formas de inoculação dos explantes, introdução de reguladores de crescimento, os efeitos de diferentes regimes luminosos, do uso de antioxidantes e de citocininas. Foi analisada a formação de calos sobre diversos aspectos de desenvolvimento. Testaram-se diferentes métodos para a extração de DNA genômico da espécie, utilizando-se diferentes tecidos vegetais. Realizou-se a análise de acessos oriundos de populações mantidas in situ e ex situ por meio do uso de marcadores RAPD. Como resultados, foi possível estabelecer cultivos assépticos da espécie, além disso, o estabelecimento in vitro pode ser realizado com segmentos apicais e nodais, no entanto, segmentos nodais oferecem os melhores resultados. O meio ½ MS é o mais adequado e auxilia na rizogênese, além de outros aspectos de desenvolvimento das plantas. A utilização de concentrações elevadas de TDZ associadas à ANA permite a multiplicação de brotos e o surgimento de gemas adventícias em segmentos nodais. GA3 não promove o alongamento dos brotos e, em concentrações elevadas, apresenta-se tóxico. Para a calogênese in vitro, a melhor forma de cultivo é mantendo-se o explante em posição abaxial e na ausência de luz. Combinações entre auxinas e citocininas produzem os melhores índices de calogênese. O emprego da associação 2,4-D e TDZ promove a melhor formação de calos e de calos candidatos à embriogênese. É possível extrair DNA de boa qualidade a partir de folhas e câmbios de cerejeira, utilizando-se a maceração com o tampão de extração concentrado a 10%. A análise com marcadores moleculares RAPD mostrou-se eficiente na estratificação da variabilidade genética de acessos de cerejeira. Observou-se que a variabilidade está bem distribuída entre os acessos nas diferentes populações in situ e que, a população ex situ avaliada, não possui variabilidade satisfatória. Foi possível gerar informações consistentes que poderão auxiliar o cultivo e o planejamento de programas de melhoramento da espécie.