Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias. / Made available in DSpace on 2012-10-18T02:42:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Estudo da embriogênese somática de Feijoa sellowiana visando a micropropagação da espécie, contribuindo para o estabelecimento de um sistema-referência para a embriogênese somática in vitro de dicotiledôneas arbóreas. Estudo dos diferentes níveis de fitorreguladores e fontes de aminoácidos na indução, estabelecimento de culturas embriogênicas e maturação de embriões somáticos. Avaliação de fontes de explantes originadas de tecidos embrionários e juvenis responsivos à embriogênese somática. Avaliação da dinâmica de crescimento de culturas embriogênicas e os aspectos metabólicos, fisiológicos e bioquímicos associados. Quantificação dos níveis de poliaminas nas culturas embriogências e não embriogênicas. Caracterização das principais alterações histológicas, anatômicas e ultra-estruturais da ontogênese embrionária in vitro.

Endossimbionte muito famosa e bem sucedida, a bactéria Wolbachia pipentis vive dentro de células de artrópodes e nematoides, e é conhecida por causar manipulações reprodutivas sobre seus hospedeiros, com o objetivo de aumentar sua própria frequência nas populações. Entretanto, apesar de ser conhecida classicamente como uma parasita reprodutiva, muitas evidências recentes demonstram que ela pode desenvolver relacionamentos mais amigáveis e estáveis com seus hospedeiros, mediante alguns acordos genéticos realizados com eles. Uma das características mais importantes de qualquer relação simbiótica é a densidade de infecção, já que a replicação do simbionte dentro do hospedeiro tem consequências diretas sobre, por exemplo, o nível de manipulação reprodutiva, o grau de virulência e as principais características da relação endossimbiótica. Dentre sua vasta gama de hospedeiros, Wolbachia desenvolve relações bastante interessantes com moscas do subgrupo willistoni de Drosophila. Foram registradas infecções em populações de D. willistoni com diferenças bem acentuadas no nível de infecção, com algumas linhagens apresentando titulação muito alta, enquanto outras possuem níveis apenas detectáveis por técnicas de hibridização. Tendo em vista a importância da densidade intracelular para o desfecho da relação com o hospedeiro, a manutenção de níveis tão desiguais de infecção em populações simpátricas se torna um problema biológico bastante interessante para ser investigado. Desta forma, o objetivo desta Dissertação de Mestrado foi averiguar mais aprofundadamente algumas características deste sistema simbiótico, para tentar entender como ele está sendo mantido durante o tempo evolutivo. Os principais achados deste trabalho são que, primeiramente, as infecções em alta titulação por Wolbachia são todas causadas pela linhagem wWil, enquanto que as infecções em baixa titulação são mantidas também por esta linhagem em alguns casos, porém em sua maioria por uma outra linhagem próxima, wAu-like. Como baixas e altas infecções são mantidas segregando aproximadamente em uma proporção 1:1 em populações de moscas de D. willistoni desde a Amazônia até os Pampas, nós investigamos se existiria uma associação entre os padrões de densidade de infecção e haplótipos mitocondriais das moscas hospedeiras, o que poderia explicar o padrão observado pelo efeito de uma varredura seletiva conduzida por Wolbachia. Nossos dados contradisseram tal hipótese, porém demonstraram que o padrão de variação mitocondrial das isolinhagens avaliadas poderia ser explicada por uma expansão demográfica. Ainda, nós desenvolvemos uma série de ensaios de avaliação de caracteres adaptativos das moscas, objetivando verificar se algum dos padrões de infecção observados poderia causar algum aumento de valor adaptativo em seus hospedeiros, assim explicando sua manutenção na população. Nós verificamos que a baixa infecção pela linhagem wAu-like está associada a uma maior fecundidade das fêmeas hospedeiras, enquanto que moscas infectadas com altas e baixas infecções pela linhagem wWil mostraram uma fecundidade menor. Unindo este dado com uma série de quantificações deste endossimbionte realizadas em estágios ontogenéticos de isolinhagens infectadas com diferentes modelos de infecção, nós propusemos que os dois tipos principais de infecção (wWil em alta densidade e wAu-like em baixa densidade) estão sendo mantidos em populações através de um equilíbrio entre o a maior fecundidade das fêmeas infectadas por wAu-like a maior eficiência de transmissão materna da infecção por wWil. / A quite famous and successful endossimbiont, the bacterium Wolbachia pipientis lives inside the cells from its arthropod and nematode hosts, and it is known to cause reproductive manipulations upon them in order to increase its own frequency in host populations. However, even though it is classically known as a reproductive parasite, recent evidences have demonstrated that it may develop more friendly relationships with its hosts by genetic agreements established between them. One of the most important characteristics of any symbiotic relationship is infection density, since the within-host symbiont replication has direct consequences upon the level of reproductive manipulation, the virulence degree and the endosymbiotic relationship’s main characteristics. Among its wide range of hosts, Wolbachia establishes quite interesting relationships with flies from the willistoni subgroup of Drosophila. It was recorded outstanding differences concerning the infection density among D. willistoni populations, with some isofemale lines presenting a very high density, while others are infected with Wolbachia in such low densities that are only rescued by hybridization techniques. Considering the importance of intracelular density to the symbiosis outcome, the maintenance of such unequal levels of infection in sympatric populations establishes an interesting biological issue that should be investigated. Therefore, this Masters Thesis aimed to more deeply ascertain some characteristics of such symbiotic system, in order to understand how it has been maintained throughout the evolutionary time. The main findings from this work are, first, that high-titer infections are all held by the wWil strain, whereas low-titer infectins are, in a few cases, also maintained by this same strain, although the majority of them are maintained by a closely-related strain, wAu-like. Since low and high-titer infections are segregating in an approximately 1:1 ratio in D. willistoni populations from the Amazonian Rainforest until the Pampas, we investigated if there is an association between the infection densities and mitochondrial haplotypes from the host flies, which would explain the observed pattern by a Wolbachia-conducted selective sweep. Our data contradicted such hypothesis, although it demonstrated that the mitochondrial variation could be explained by a demographic expansion of the species. Furthermore, we developed a series of fitness experiments with the flies, aiming to verify if any of the Wolbachia infection patterns could be associated to an increased adaptative value from their hosts, which would in turn explain their maintenance in host populations. We verified that the wAu-like low-titer infection is associated with an increased fecundity in its female hosts, while flies infected with either low or high-titer wWil showed a lower fecundity. Gathering this data with a series of qPCR Wolbachia quantifications among ontogenetic estages from flies of all infection types, we proposed that the two main infection types (high-titer wWil and low-titer wAu-like) are being maintained in the host populations by an equilbrium between the higher fecundity by females infected with wAu-like and a higher efficiency of transmission by wWil-infected flies.

Eleocharis, pertencente a família Cyperaceae, é inserido na tribo Eleocharideae, da subfamília Cyperoideae. O gênero apresenta ampla distribuição geográfica e é caracterizado por apresentar inflorescência reduzida a uma única espigueta no ápice do colmo, sem brácteas involucrais e folhas reduzidas à bainha. A reprodução assexuada por propagação vegetativa, como por exemplo a pseudoviviparidade, é amplamente encontrada no gênero. A expressiva redução dos caracteres morfológicos dificulta o estabelecimento de uma classificação infragenérica que reflita a história evolutiva do gênero. Atualmente, o gênero está subdividido e quatro subgêneros: Eleocharis, Limnochloa, Scirpidium e Zinserlingia. O presente trabalho tem como finalidade ampliar o conhecimento da ontogenia floral dentro da família Cyperaceae; compreender as relações de homologias da inflorescência e da flor no gênero Eleocharis; comparar os padrões de desenvolvimento floral entre representantes de três subgêneros; e descrever a ontogenia da estrutura envolvida na pseudoviviparidade, denominada espigueta prolífera. Exemplares de 15 espécies do gênero foram analisadas em microscopia de luz e microscopia eletrônica de varredura. As inflorescências de Eleocharis são reduzidas a única espigueta e se desenvolvem na axila de uma bráctea, com dimensões reduzidas, proximal ao colmo. Ao longo do eixo da ráquila as flores se desenvolvem, em um arranjo helicoidal, na axila de brácteas florais. O padrão de desenvolvimento das flores é semelhante ao descrito para outras espécie da subfamília Cyperoideae. Porém, são encontradas variações no que diz respeito a disposição dos primórdios florais ao logo da espigueta; no número, padrão de desenvolvimento e micromorfologia dos estames; número de ramos do estigma; organização das peças periântica; e, "timing" de desenvolvimento dos verticilos. Entre as espécies pertencentes aos subgêneros Limnochloa e Scirpidium, poucas variações no padrão de desenvolvimento da flor foram encontradas, o que contribui para o estabelecimento desses subgêneros como grupos monofiléticos dentro do gênero Eleocharis. Por outro lado, diferenças significativas são encontradas entre espécies do subgênero Eleocharis, indicando um processo de especiação ativa entre alguns grupos de espécies do gênero Eleocharis. Em relação a pseudoviviparidade, nossos resultados demonstraram que a espigueta prolífera se desenvolve a partir de um meristema localizado na axila da bráctea proximal. Cada espigueta prolífera é formada por unidades simpodiais constituídas por um profilo adossado, uma bainha externa, uma interna e um colmo, que na região terminal desenvolve o primórdio de uma espigueta florífera, que pode ser abortado, e na axila da bráctea proximal ocorre desenvolvimento de uma nova espigueta prolífera. A partir do segundo entrenó de cada unidade simpodial se desenvolve um primórdio de raiz e no entrenó seguinte, um meristema intercalar, que promove o crescimento do colmo e a repetição do padrão de crescimento da planta por pseudoviviparidade. Nossos resultados indicam que a pseudoviviparidade pode coexistir com a reprodução sexuada, como uma estratégia de reprodução alternativa que permite a rápida propagação das populações.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e do Desenvolvimento, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-10-19T13:17:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337733.pdf: 2596779 bytes, checksum: c5381f2da78b8237b60b5e66535caf71 (MD5) Previous issue date: 2015 / Os decápodes representam um grupo de crustáceos que obteve sucesso evolutivo em ambientes diferentes, e apresentam características que os tornam de interesse para estudos de biologia do desenvolvimento. A espécie Macrobrachium olfersi destaca-se por ter sido estudada amplamente, desde sua distribuição geográfica até biologia reprodutiva e desenvolvimento embrionário. Foram padronizados diferentes estagiamentos para caracterizar a ontogenia dessa espécie, sendo observados alguns processos restritos ao grupo em que ela está inserida. A diferenciação da região posterior do corpo, correspondente a papila caudal, é realizada pelo mecanismo de teloblastia. Esse mecanismo forma os segmentos corporais e é controlado por genes conservados entre os artrópodes. O objetivo desse trabalho foi caracterizar a morfologia dos embriões nos estágios que compreendem o pré-nauplius (E3), nauplius (E4) e pós-nauplius inicial (E5 a E7) e relacionar esses dados com a quantificação da expressão relativa dos genes caudal, engrailed e even-skipped. Foram realizadas marcações nucleares com Hoechst nos preparados totais de ovos e de embriões nas idades que correspondem aos estágios E3 a E7, e observou-se o crescente rearranjo celular organizado pelo processo de teloblastia na região pós-naupliar, sendo visualizados os ectoteloblastos, dispostos em fileiras ao longo da papila caudal. A expressão relativa do gene caudal decresce com o avanço do crescimento da papila caudal e sua expressão também foi identificada nos ovários das fêmeas, comprovando a contribuição materna desse gene nessa espécie. Para o gene even-skipped foram identificadas duas isoformas, na primeira há decréscimo de expressão relativa com o avanço da embriogênese, o que possivelmente está relacionado com a segmentação corporal, e na segunda isoforma há aumento de sua expressão, o que pode estar relacionado com a neurogênese, outra função conhecida desse gene. engrailed se apresentou expresso linearmente entre as diferentes idades, sendo que pode atuar tanto no processo de segmentação quanto no processo de neurogênese. O presente estudo relacionou temporalmente os aspectos morfológicos com o controle a nível molecular, propiciando resultados para melhor compreender a evolução dos artrópodes.<br> / Abstract : Decapods constitute a group of crustaceans with evolutionary success in different environments, and have features that make them interesting for developmental biology studies. M. olfersi stands out for having been studied widely, since its geographical distribution to reproductive biology and embryonic development. Different stagings were standardized to characterize the ontogeny of this species, being analyzed some processes restricted to the group in which it is inserted. The differentiation of the posterior region of the body, corresponding to caudal papilla, is performed by the teloblastic mechanism. This mechanism forms the body segments and is controlled by genes whose are conserved among the arthropods. The objective of this work was to characterize the morphology of embryos in stages that comprise the pre-nauplius (E3), nauplius (E4) and post-nauplius (E5 to E7) and correlate that data with the genes relative expression quantification caudal, engrailed and even-skipped. Nuclear stainings were held with Hoechst in whole-mounted eggs and embryos in the stages E3 to E7, and noted the growth on cellular rearrangement organized by teloblastic mechanism process in the post-naupliar region, being identified the ectoteloblasts, arranged in rows along the caudal papilla. The relative gene expression of caudal decreases with the advance on the caudal papilla growth and their expression was also identified in oocytes of females, proving the maternal contribution of this gene in this species. For the gene even-skipped, two isoforms have been identified, in the first one there is a decrease on its relative expression with the advancement of embryogenesis, which possibly is related to body segmentation, and in the second isoform there is an increase on its expression, which may be related to neurogenesis, another known function of this gene. engrailed is expressed linearly between the different ages, and possibly acts on both the segmentation process as in the process of neurogenesis. The present study related temporally on the morphological aspects with the control at the molecular level, providing results to better understand the arthropods evolution.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Animal, 2012. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2012-05-24T13:53:15Z No. of bitstreams: 1 2012_JoseRenatoChagasBarbosa.pdf: 1277812 bytes, checksum: b47707cefadd08242dc4dbfa65ab7096 (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2012-05-25T11:33:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_JoseRenatoChagasBarbosa.pdf: 1277812 bytes, checksum: b47707cefadd08242dc4dbfa65ab7096 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-05-25T11:33:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_JoseRenatoChagasBarbosa.pdf: 1277812 bytes, checksum: b47707cefadd08242dc4dbfa65ab7096 (MD5) / Os térmitas apresentam indivíduos morfologicamente distintos, as castas, que realizam atividades específicas na colônia. Os padrões de diferenciação de castas variam entre famílias, gêneros e até entre espécies. Esse trabalho teve como objetivo determinar o padrão de diferenciação de castas da espécie Serritermes serrifer (Isoptera: Serritermitidae). Foram coletadas quatro colônias em 2010 e 2011, sendo os indivíduos submetidos a uma análise morfométrica, onde foram utilizadas 11 medidas. Foi realizada, posteriormente, a análise dos componentes principais, de acordo com esses parâmetros. Para a sexagem, os indivíduos foram corados com carmin clorídrico. A espécie apresentou dois ínstares larvais, três ínstares de pseudergates, pré-soldado e soldado. Na formação dos alados, foram encontrados dois ínstares de ninfas. Não foram encontrados indivíduos em muda, não sendo possível determinar a partir de qual ínstar de pseudergate são formados os soldados e as ninfas. A variável comprimento da cabeça (CC) foi a que mais respondeu pelas variações na formação dos soldados, enquanto que as larguras do mesonoto (LMS) e do metanoto (LMT) foram mais importantes na separação das ninfas. Foi observada uma proporção maior de indivíduos do sexo masculino, porém não foi verificado dimorfismo sexual em nenhum dos ínstares analisados. O padrão de castas da espécie S. serrifer corrobora o padrão de Glossotermes oculatus, mesclando características primitivas e derivadas, sendo semelhante ao descrito para algumas espécies de Rhinotermitidae. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Termites show morphologically distinct individuals which perform specific activities within the colony. The patterns of caste differentiation vary among families, genera and even between species. This study aimed to describe the process of caste differentiation in Serritermes serrifer species (Isoptera: Serritermitidae). Four colonies were collected between 2010 and 2011, subjects underwent a morphometric analysis, where 11 measures were used. A principal component analysis was performed to all the parameters. For sexing, individuals were stained with carmine chloride. The colonies presented two larval instars, three instars of pseudergates, pre-soldiers and soldiers. Two instars of nymphs were found in the formation of the alates. No individuals molting were found and it was not possible to determine from which ínstar pseudergate soldiers and nymphs came from. The variable head length responded to most of the variations in soldier formation, while the mesonotum and metanotum widths were more important in the separation of nymphs. A higher proportion of males were observed, but sexual dimorphism was not observed in any of the instars analyzed. The standard varieties of the species S. serrifer corroborates the pattern of Glossotermes oculatus, mixing primitive and derived features, similar to that described for some species of Rhinotermitidae.

Eleocharis, pertencente a família Cyperaceae, é inserido na tribo Eleocharideae, da subfamília Cyperoideae. O gênero apresenta ampla distribuição geográfica e é caracterizado por apresentar inflorescência reduzida a uma única espigueta no ápice do colmo, sem brácteas involucrais e folhas reduzidas à bainha. A reprodução assexuada por propagação vegetativa, como por exemplo a pseudoviviparidade, é amplamente encontrada no gênero. A expressiva redução dos caracteres morfológicos dificulta o estabelecimento de uma classificação infragenérica que reflita a história evolutiva do gênero. Atualmente, o gênero está subdividido e quatro subgêneros: Eleocharis, Limnochloa, Scirpidium e Zinserlingia. O presente trabalho tem como finalidade ampliar o conhecimento da ontogenia floral dentro da família Cyperaceae; compreender as relações de homologias da inflorescência e da flor no gênero Eleocharis; comparar os padrões de desenvolvimento floral entre representantes de três subgêneros; e descrever a ontogenia da estrutura envolvida na pseudoviviparidade, denominada espigueta prolífera. Exemplares de 15 espécies do gênero foram analisadas em microscopia de luz e microscopia eletrônica de varredura. As inflorescências de Eleocharis são reduzidas a única espigueta e se desenvolvem na axila de uma bráctea, com dimensões reduzidas, proximal ao colmo. Ao longo do eixo da ráquila as flores se desenvolvem, em um arranjo helicoidal, na axila de brácteas florais. O padrão de desenvolvimento das flores é semelhante ao descrito para outras espécie da subfamília Cyperoideae. Porém, são encontradas variações no que diz respeito a disposição dos primórdios florais ao logo da espigueta; no número, padrão de desenvolvimento e micromorfologia dos estames; número de ramos do estigma; organização das peças periântica; e, "timing" de desenvolvimento dos verticilos. Entre as espécies pertencentes aos subgêneros Limnochloa e Scirpidium, poucas variações no padrão de desenvolvimento da flor foram encontradas, o que contribui para o estabelecimento desses subgêneros como grupos monofiléticos dentro do gênero Eleocharis. Por outro lado, diferenças significativas são encontradas entre espécies do subgênero Eleocharis, indicando um processo de especiação ativa entre alguns grupos de espécies do gênero Eleocharis. Em relação a pseudoviviparidade, nossos resultados demonstraram que a espigueta prolífera se desenvolve a partir de um meristema localizado na axila da bráctea proximal. Cada espigueta prolífera é formada por unidades simpodiais constituídas por um profilo adossado, uma bainha externa, uma interna e um colmo, que na região terminal desenvolve o primórdio de uma espigueta florífera, que pode ser abortado, e na axila da bráctea proximal ocorre desenvolvimento de uma nova espigueta prolífera. A partir do segundo entrenó de cada unidade simpodial se desenvolve um primórdio de raiz e no entrenó seguinte, um meristema intercalar, que promove o crescimento do colmo e a repetição do padrão de crescimento da planta por pseudoviviparidade. Nossos resultados indicam que a pseudoviviparidade pode coexistir com a reprodução sexuada, como uma estratégia de reprodução alternativa que permite a rápida propagação das populações.

Endossimbionte muito famosa e bem sucedida, a bactéria Wolbachia pipentis vive dentro de células de artrópodes e nematoides, e é conhecida por causar manipulações reprodutivas sobre seus hospedeiros, com o objetivo de aumentar sua própria frequência nas populações. Entretanto, apesar de ser conhecida classicamente como uma parasita reprodutiva, muitas evidências recentes demonstram que ela pode desenvolver relacionamentos mais amigáveis e estáveis com seus hospedeiros, mediante alguns acordos genéticos realizados com eles. Uma das características mais importantes de qualquer relação simbiótica é a densidade de infecção, já que a replicação do simbionte dentro do hospedeiro tem consequências diretas sobre, por exemplo, o nível de manipulação reprodutiva, o grau de virulência e as principais características da relação endossimbiótica. Dentre sua vasta gama de hospedeiros, Wolbachia desenvolve relações bastante interessantes com moscas do subgrupo willistoni de Drosophila. Foram registradas infecções em populações de D. willistoni com diferenças bem acentuadas no nível de infecção, com algumas linhagens apresentando titulação muito alta, enquanto outras possuem níveis apenas detectáveis por técnicas de hibridização. Tendo em vista a importância da densidade intracelular para o desfecho da relação com o hospedeiro, a manutenção de níveis tão desiguais de infecção em populações simpátricas se torna um problema biológico bastante interessante para ser investigado. Desta forma, o objetivo desta Dissertação de Mestrado foi averiguar mais aprofundadamente algumas características deste sistema simbiótico, para tentar entender como ele está sendo mantido durante o tempo evolutivo. Os principais achados deste trabalho são que, primeiramente, as infecções em alta titulação por Wolbachia são todas causadas pela linhagem wWil, enquanto que as infecções em baixa titulação são mantidas também por esta linhagem em alguns casos, porém em sua maioria por uma outra linhagem próxima, wAu-like. Como baixas e altas infecções são mantidas segregando aproximadamente em uma proporção 1:1 em populações de moscas de D. willistoni desde a Amazônia até os Pampas, nós investigamos se existiria uma associação entre os padrões de densidade de infecção e haplótipos mitocondriais das moscas hospedeiras, o que poderia explicar o padrão observado pelo efeito de uma varredura seletiva conduzida por Wolbachia. Nossos dados contradisseram tal hipótese, porém demonstraram que o padrão de variação mitocondrial das isolinhagens avaliadas poderia ser explicada por uma expansão demográfica. Ainda, nós desenvolvemos uma série de ensaios de avaliação de caracteres adaptativos das moscas, objetivando verificar se algum dos padrões de infecção observados poderia causar algum aumento de valor adaptativo em seus hospedeiros, assim explicando sua manutenção na população. Nós verificamos que a baixa infecção pela linhagem wAu-like está associada a uma maior fecundidade das fêmeas hospedeiras, enquanto que moscas infectadas com altas e baixas infecções pela linhagem wWil mostraram uma fecundidade menor. Unindo este dado com uma série de quantificações deste endossimbionte realizadas em estágios ontogenéticos de isolinhagens infectadas com diferentes modelos de infecção, nós propusemos que os dois tipos principais de infecção (wWil em alta densidade e wAu-like em baixa densidade) estão sendo mantidos em populações através de um equilíbrio entre o a maior fecundidade das fêmeas infectadas por wAu-like a maior eficiência de transmissão materna da infecção por wWil. / A quite famous and successful endossimbiont, the bacterium Wolbachia pipientis lives inside the cells from its arthropod and nematode hosts, and it is known to cause reproductive manipulations upon them in order to increase its own frequency in host populations. However, even though it is classically known as a reproductive parasite, recent evidences have demonstrated that it may develop more friendly relationships with its hosts by genetic agreements established between them. One of the most important characteristics of any symbiotic relationship is infection density, since the within-host symbiont replication has direct consequences upon the level of reproductive manipulation, the virulence degree and the endosymbiotic relationship’s main characteristics. Among its wide range of hosts, Wolbachia establishes quite interesting relationships with flies from the willistoni subgroup of Drosophila. It was recorded outstanding differences concerning the infection density among D. willistoni populations, with some isofemale lines presenting a very high density, while others are infected with Wolbachia in such low densities that are only rescued by hybridization techniques. Considering the importance of intracelular density to the symbiosis outcome, the maintenance of such unequal levels of infection in sympatric populations establishes an interesting biological issue that should be investigated. Therefore, this Masters Thesis aimed to more deeply ascertain some characteristics of such symbiotic system, in order to understand how it has been maintained throughout the evolutionary time. The main findings from this work are, first, that high-titer infections are all held by the wWil strain, whereas low-titer infectins are, in a few cases, also maintained by this same strain, although the majority of them are maintained by a closely-related strain, wAu-like. Since low and high-titer infections are segregating in an approximately 1:1 ratio in D. willistoni populations from the Amazonian Rainforest until the Pampas, we investigated if there is an association between the infection densities and mitochondrial haplotypes from the host flies, which would explain the observed pattern by a Wolbachia-conducted selective sweep. Our data contradicted such hypothesis, although it demonstrated that the mitochondrial variation could be explained by a demographic expansion of the species. Furthermore, we developed a series of fitness experiments with the flies, aiming to verify if any of the Wolbachia infection patterns could be associated to an increased adaptative value from their hosts, which would in turn explain their maintenance in host populations. We verified that the wAu-like low-titer infection is associated with an increased fecundity in its female hosts, while flies infected with either low or high-titer wWil showed a lower fecundity. Gathering this data with a series of qPCR Wolbachia quantifications among ontogenetic estages from flies of all infection types, we proposed that the two main infection types (high-titer wWil and low-titer wAu-like) are being maintained in the host populations by an equilbrium between the higher fecundity by females infected with wAu-like and a higher efficiency of transmission by wWil-infected flies.

Endossimbionte muito famosa e bem sucedida, a bactéria Wolbachia pipentis vive dentro de células de artrópodes e nematoides, e é conhecida por causar manipulações reprodutivas sobre seus hospedeiros, com o objetivo de aumentar sua própria frequência nas populações. Entretanto, apesar de ser conhecida classicamente como uma parasita reprodutiva, muitas evidências recentes demonstram que ela pode desenvolver relacionamentos mais amigáveis e estáveis com seus hospedeiros, mediante alguns acordos genéticos realizados com eles. Uma das características mais importantes de qualquer relação simbiótica é a densidade de infecção, já que a replicação do simbionte dentro do hospedeiro tem consequências diretas sobre, por exemplo, o nível de manipulação reprodutiva, o grau de virulência e as principais características da relação endossimbiótica. Dentre sua vasta gama de hospedeiros, Wolbachia desenvolve relações bastante interessantes com moscas do subgrupo willistoni de Drosophila. Foram registradas infecções em populações de D. willistoni com diferenças bem acentuadas no nível de infecção, com algumas linhagens apresentando titulação muito alta, enquanto outras possuem níveis apenas detectáveis por técnicas de hibridização. Tendo em vista a importância da densidade intracelular para o desfecho da relação com o hospedeiro, a manutenção de níveis tão desiguais de infecção em populações simpátricas se torna um problema biológico bastante interessante para ser investigado. Desta forma, o objetivo desta Dissertação de Mestrado foi averiguar mais aprofundadamente algumas características deste sistema simbiótico, para tentar entender como ele está sendo mantido durante o tempo evolutivo. Os principais achados deste trabalho são que, primeiramente, as infecções em alta titulação por Wolbachia são todas causadas pela linhagem wWil, enquanto que as infecções em baixa titulação são mantidas também por esta linhagem em alguns casos, porém em sua maioria por uma outra linhagem próxima, wAu-like. Como baixas e altas infecções são mantidas segregando aproximadamente em uma proporção 1:1 em populações de moscas de D. willistoni desde a Amazônia até os Pampas, nós investigamos se existiria uma associação entre os padrões de densidade de infecção e haplótipos mitocondriais das moscas hospedeiras, o que poderia explicar o padrão observado pelo efeito de uma varredura seletiva conduzida por Wolbachia. Nossos dados contradisseram tal hipótese, porém demonstraram que o padrão de variação mitocondrial das isolinhagens avaliadas poderia ser explicada por uma expansão demográfica. Ainda, nós desenvolvemos uma série de ensaios de avaliação de caracteres adaptativos das moscas, objetivando verificar se algum dos padrões de infecção observados poderia causar algum aumento de valor adaptativo em seus hospedeiros, assim explicando sua manutenção na população. Nós verificamos que a baixa infecção pela linhagem wAu-like está associada a uma maior fecundidade das fêmeas hospedeiras, enquanto que moscas infectadas com altas e baixas infecções pela linhagem wWil mostraram uma fecundidade menor. Unindo este dado com uma série de quantificações deste endossimbionte realizadas em estágios ontogenéticos de isolinhagens infectadas com diferentes modelos de infecção, nós propusemos que os dois tipos principais de infecção (wWil em alta densidade e wAu-like em baixa densidade) estão sendo mantidos em populações através de um equilíbrio entre o a maior fecundidade das fêmeas infectadas por wAu-like a maior eficiência de transmissão materna da infecção por wWil. / A quite famous and successful endossimbiont, the bacterium Wolbachia pipientis lives inside the cells from its arthropod and nematode hosts, and it is known to cause reproductive manipulations upon them in order to increase its own frequency in host populations. However, even though it is classically known as a reproductive parasite, recent evidences have demonstrated that it may develop more friendly relationships with its hosts by genetic agreements established between them. One of the most important characteristics of any symbiotic relationship is infection density, since the within-host symbiont replication has direct consequences upon the level of reproductive manipulation, the virulence degree and the endosymbiotic relationship’s main characteristics. Among its wide range of hosts, Wolbachia establishes quite interesting relationships with flies from the willistoni subgroup of Drosophila. It was recorded outstanding differences concerning the infection density among D. willistoni populations, with some isofemale lines presenting a very high density, while others are infected with Wolbachia in such low densities that are only rescued by hybridization techniques. Considering the importance of intracelular density to the symbiosis outcome, the maintenance of such unequal levels of infection in sympatric populations establishes an interesting biological issue that should be investigated. Therefore, this Masters Thesis aimed to more deeply ascertain some characteristics of such symbiotic system, in order to understand how it has been maintained throughout the evolutionary time. The main findings from this work are, first, that high-titer infections are all held by the wWil strain, whereas low-titer infectins are, in a few cases, also maintained by this same strain, although the majority of them are maintained by a closely-related strain, wAu-like. Since low and high-titer infections are segregating in an approximately 1:1 ratio in D. willistoni populations from the Amazonian Rainforest until the Pampas, we investigated if there is an association between the infection densities and mitochondrial haplotypes from the host flies, which would explain the observed pattern by a Wolbachia-conducted selective sweep. Our data contradicted such hypothesis, although it demonstrated that the mitochondrial variation could be explained by a demographic expansion of the species. Furthermore, we developed a series of fitness experiments with the flies, aiming to verify if any of the Wolbachia infection patterns could be associated to an increased adaptative value from their hosts, which would in turn explain their maintenance in host populations. We verified that the wAu-like low-titer infection is associated with an increased fecundity in its female hosts, while flies infected with either low or high-titer wWil showed a lower fecundity. Gathering this data with a series of qPCR Wolbachia quantifications among ontogenetic estages from flies of all infection types, we proposed that the two main infection types (high-titer wWil and low-titer wAu-like) are being maintained in the host populations by an equilbrium between the higher fecundity by females infected with wAu-like and a higher efficiency of transmission by wWil-infected flies.

Eleocharis, pertencente a família Cyperaceae, é inserido na tribo Eleocharideae, da subfamília Cyperoideae. O gênero apresenta ampla distribuição geográfica e é caracterizado por apresentar inflorescência reduzida a uma única espigueta no ápice do colmo, sem brácteas involucrais e folhas reduzidas à bainha. A reprodução assexuada por propagação vegetativa, como por exemplo a pseudoviviparidade, é amplamente encontrada no gênero. A expressiva redução dos caracteres morfológicos dificulta o estabelecimento de uma classificação infragenérica que reflita a história evolutiva do gênero. Atualmente, o gênero está subdividido e quatro subgêneros: Eleocharis, Limnochloa, Scirpidium e Zinserlingia. O presente trabalho tem como finalidade ampliar o conhecimento da ontogenia floral dentro da família Cyperaceae; compreender as relações de homologias da inflorescência e da flor no gênero Eleocharis; comparar os padrões de desenvolvimento floral entre representantes de três subgêneros; e descrever a ontogenia da estrutura envolvida na pseudoviviparidade, denominada espigueta prolífera. Exemplares de 15 espécies do gênero foram analisadas em microscopia de luz e microscopia eletrônica de varredura. As inflorescências de Eleocharis são reduzidas a única espigueta e se desenvolvem na axila de uma bráctea, com dimensões reduzidas, proximal ao colmo. Ao longo do eixo da ráquila as flores se desenvolvem, em um arranjo helicoidal, na axila de brácteas florais. O padrão de desenvolvimento das flores é semelhante ao descrito para outras espécie da subfamília Cyperoideae. Porém, são encontradas variações no que diz respeito a disposição dos primórdios florais ao logo da espigueta; no número, padrão de desenvolvimento e micromorfologia dos estames; número de ramos do estigma; organização das peças periântica; e, "timing" de desenvolvimento dos verticilos. Entre as espécies pertencentes aos subgêneros Limnochloa e Scirpidium, poucas variações no padrão de desenvolvimento da flor foram encontradas, o que contribui para o estabelecimento desses subgêneros como grupos monofiléticos dentro do gênero Eleocharis. Por outro lado, diferenças significativas são encontradas entre espécies do subgênero Eleocharis, indicando um processo de especiação ativa entre alguns grupos de espécies do gênero Eleocharis. Em relação a pseudoviviparidade, nossos resultados demonstraram que a espigueta prolífera se desenvolve a partir de um meristema localizado na axila da bráctea proximal. Cada espigueta prolífera é formada por unidades simpodiais constituídas por um profilo adossado, uma bainha externa, uma interna e um colmo, que na região terminal desenvolve o primórdio de uma espigueta florífera, que pode ser abortado, e na axila da bráctea proximal ocorre desenvolvimento de uma nova espigueta prolífera. A partir do segundo entrenó de cada unidade simpodial se desenvolve um primórdio de raiz e no entrenó seguinte, um meristema intercalar, que promove o crescimento do colmo e a repetição do padrão de crescimento da planta por pseudoviviparidade. Nossos resultados indicam que a pseudoviviparidade pode coexistir com a reprodução sexuada, como uma estratégia de reprodução alternativa que permite a rápida propagação das populações.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e do Desenvolvimento, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-05-24T17:51:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337733.pdf: 2596779 bytes, checksum: c5381f2da78b8237b60b5e66535caf71 (MD5) Previous issue date: 2015 / Os decápodes representam um grupo de crustáceos que obteve sucesso evolutivo em ambientes diferentes, e apresentam características que os tornam de interesse para estudos de biologia do desenvolvimento. A espécie Macrobrachium olfersi destaca-se por ter sido estudada amplamente, desde sua distribuição geográfica até biologia reprodutiva e desenvolvimento embrionário. Foram padronizados diferentes estagiamentos para caracterizar a ontogenia dessa espécie, sendo observados alguns processos restritos ao grupo em que ela está inserida. A diferenciação da região posterior do corpo, correspondente a papila caudal, é realizada pelo mecanismo de teloblastia. Esse mecanismo forma os segmentos corporais e é controlado por genes conservados entre os artrópodes. O objetivo desse trabalho foi caracterizar a morfologia dos embriões nos estágios que compreendem o pré-nauplius (E3), nauplius (E4) e pós-nauplius inicial (E5 a E7) e relacionar esses dados com a quantificação da expressão relativa dos genes caudal, engrailed e even-skipped. Foram realizadas marcações nucleares com Hoechst nos preparados totais de ovos e de embriões nas idades que correspondem aos estágios E3 a E7, e observou-se o crescente rearranjo celular organizado pelo processo de teloblastia na região pós-naupliar, sendo visualizados os ectoteloblastos, dispostos em fileiras ao longo da papila caudal. A expressão relativa do gene caudal decresce com o avanço do crescimento da papila caudal e sua expressão também foi identificada nos ovários das fêmeas, comprovando a contribuição materna desse gene nessa espécie. Para o gene even-skipped foram identificadas duas isoformas, na primeira há decréscimo de expressão relativa com o avanço da embriogênese, o que possivelmente está relacionado com a segmentação corporal, e na segunda isoforma há aumento de sua expressão, o que pode estar relacionado com a neurogênese, outra função conhecida desse gene. engrailed se apresentou expresso linearmente entre as diferentes idades, sendo que pode atuar tanto no processo de segmentação quanto no processo de neurogênese. O presente estudo relacionou temporalmente os aspectos morfológicos com o controle a nível molecular, propiciando resultados para melhor compreender a evolução dos artrópodes.<br> / Abstract : Decapods constitute a group of crustaceans with evolutionary success in different environments, and have features that make them interesting for developmental biology studies. M. olfersi stands out for having been studied widely, since its geographical distribution to reproductive biology and embryonic development. Different stagings were standardized to characterize the ontogeny of this species, being analyzed some processes restricted to the group in which it is inserted. The differentiation of the posterior region of the body, corresponding to caudal papilla, is performed by the teloblastic mechanism. This mechanism forms the body segments and is controlled by genes whose are conserved among the arthropods. The objective of this work was to characterize the morphology of embryos in stages that comprise the pre-nauplius (E3), nauplius (E4) and post-nauplius (E5 to E7) and correlate that data with the genes relative expression quantification caudal, engrailed and even-skipped. Nuclear stainings were held with Hoechst in whole-mounted eggs and embryos in the stages E3 to E7, and noted the growth on cellular rearrangement organized by teloblastic mechanism process in the post-naupliar region, being identified the ectoteloblasts, arranged in rows along the caudal papilla. The relative gene expression of caudal decreases with the advance on the caudal papilla growth and their expression was also identified in oocytes of females, proving the maternal contribution of this gene in this species. For the gene even-skipped, two isoforms have been identified, in the first one there is a decrease on its relative expression with the advancement of embryogenesis, which possibly is related to body segmentation, and in the second isoform there is an increase on its expression, which may be related to neurogenesis, another known function of this gene. engrailed is expressed linearly between the different ages, and possibly acts on both the segmentation process as in the process of neurogenesis. The present study related temporally on the morphological aspects with the control at the molecular level, providing results to better understand the arthropods evolution.