Orientadores: Eliana Regina Forni Martins, Vidal de Freitas Mansano / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-23T00:22:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pinto_RafaelBarbosa_M.pdf: 4856945 bytes, checksum: 7af922214bf499ea2e8fe2cfb2e9e2f4 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Swarzia é um gênero basal da subfamília Papilionoideae (Leguminosae). Apesar do seu posicionamento ter gerado debate entre muitos autores no passado, estudos sistemáticos recentes confirmam a monofilia de Swartzia, compondo o clado swartzióide juntamente com mais sete gêneros. A diversidade morfológica e a ampla distribuição geográfica na região neotropical tornam o gênero um interessante objeto de estudos taxonômicos e sistemáticos. Embora Swartzia apresente centro de diversidade amazônico, também possui alta riqueza de espécies na região extra-amazônica, apresentando complexos de espécies, com difícil delimitação morfológica de alguns táxons, necessitando de ferramentas adicionais para uma melhor compreensão da evolução no grupo. A citogenética, mediante estudos cromossômicos, fornece informações importantes na elucidação de relações supra e infra genéricas e, através de uma abordagem citotaxonômica, pode contribuir para o esclarecimento de problemas sistemáticos e taxonômicos. O presente trabalho visa ampliar os estudos do gênero, contribuindo com um inédito estudo citogenético e ampliando estudos taxonômicos das Swartzia na região extra-amazônica brasileira. Para o capítulo 1 foram coletadas sementes de 18 espécies distribuídas no território brasileiro para análise cromossômica e no capítulo 2 é apresentado um estudo taxonômico de Swartzia na região extra-amazônica brasileira, com chave de identificação. Swartzia apresentou número cromossômico constante entre as espécies analisadas (2n=2x=26). Entretanto, S. leptopetala demonstrou potencial de autopoliploidização ao apresentar sementes 2n=2x=26 e 2n=4x=52 numa mesma árvore, configurando processos de poliploidização em meristemas isolados. O tamanho dos cromossomos (tamanho relativo dos cromossomos e comprimento total de cromatina - TCL) foi medido para todas as 18 espécies coletadas. No geral, os cromossomos são pequenos, sendo o menor cromossomo encontrado em S. acuminata (0.25?m), enquanto o maior foi encontrado em S. euxylophora (1.41?m). Os números de bandas CMA+/DAPI- (2) e sítios de rDNA 45S (2) e 5S (2) também não apresentaram variação interespecífica. Swartzia euxylophora, cuja inclusão no gênero havia sido anteriormente questionada, apresentou as características citogenéticas semelhantes às demais Swartzia e, somadas à morfologia observada em campo, sustentam o posicionamento do táxon dentro do gênero. Os dados cariotípicos (número e tamanho cromossômicos, e número de bandas CMA/DAPI e de genes ribossomais) não permitem a diferenciação das espécies em nível de sessão. Até o momento são disponibilizadas informações cromossômicas para cerca de 10% das Swarztia, não sendo possível sugerir mecanismos de evolução cariotípica no gênero. Mediante a análise dos dados citogenéticos fornecidos neste trabalho e disponíveis na literatura é possível afirmar que os gêneros do clado swartzióide apresentam números cromossômicos diferentes, sendo este um caráter diagnóstico. No capítulo 2, os estudos taxonômicos para as Swartzia extra-amazônicas resultaram na descrição de cinco novas espécies e na elaboração de uma chave de identificação para táxons da região. Quatro delas, S. alagoensis, S. arenophila, S. revoluta e S. submontana, pertencem à seção Acutifoliae que se destaca por possuir alta diversidade e por ser exclusivamente brasileira. Swartzia thomasii pertence à seção Glabriplantae, anteriormente uma seção exclusivamente amazônica / Abstract: Swartzia is a basal genus of subfamily Papilionoideae (Leguminosae). Although the positioning of the genus has been a controversial issue among some authors in the past, recent systematic studies confirm the monophily of Swartzia as being part of a swartzioid clade with other seven genera. The morphological diversity and the widespread geographical distribution at the Neotropical region, make the genus an interesting object of taxonomic and systematic studies. Although Swartzia present an amazonian diversity center, it also has high species richness at extra-amazonian region, presenting species complex, with hard morphological delimitation of some taxa, requiring additional tools for a better comprehension of evolution within the group. Cytogenetics, by studying chromosomes, provides important informations for elucidating supra- and infrageneric relations and, by a citotaxonomic approach, it can contribute to solve systematic and taxonomic problems. The present study aims to increase the studies of the genus, contributing with an inedit cytogentic study and extending taxonomic studies of Brazilian extra-amazonian Swartzia. For chapter 1, there were collected 18 species distributed through Brazilian territory for chromosomal analyses and in chapter 2 we presenting a taxonomic study of Swartzia in extra-Amazonian region of Brazil with a description key. Swartzia presented a conservated chromosome number among species (2n=2x=26). However, S. leptopetala demonstrated an autopolyploidization potential, presenting seeds with 2n=2x=26 and 2n=4x=52 in the same tree, being a polyploidization process in isolated meristems. Chromosome length (relative chromosome length and total chromatin length - TCL) were measured for all 18 species collected. In general, Swartzia chromosomes are small, being the shortest chromosome found in S. acuminata (0.25?m) and the longest in S. euxylophora (1.41?m). The number of CMA+/DAPI- bands (2) and rDNA sites 45S (2) and 5S (2) did not present interspecific variation too. Swartzia euxylophora, which the inclusion in the genus was questioned, presented all cytogentics characteristics similar to all other analyzed Swartzia and together with morphological features observed in the field, it supports the taxon as belonging to the genus. The karyotypic data (number and size of chromosomes, and number of CMA/DAPI and ribosomal genes) do not allow the differentiation of species at section level. Until now, there is chromosomal information for about 10% of Swartzia species available, not being possible suggest karyotypic evolution mechanisms in the genus. By analyzing cytogentic data provided by this study and available in the literature, it is possible to say that genera in swartzioid clade have different chromosome number, being a diagnostic character. In chapter 2, the taxonomic studies of extra-Amazonian Swartzia resulted in a description of five new species and the elaboration of a regional key for the regional taxa. Four of them, S. alagoensis, S. arenophila, S. revoluta and S. submontana, belong to section Acutifoliae, which stands out for having high diversity and for be exclusively Brazilian. Swartzia thomasii belongs to section Glabriplantae, otherwise an exclusively Amazonianian section / Mestrado / Taxonomia Vegetal / Mestre em Biologia Vegetal

Orientadores: Anete Pereira de Souza, Antonio Augusto Franco Garcia / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-17T01:28:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vigna_BiancaBacciliZanotto_D.pdf: 11101038 bytes, checksum: 673b1f6718032badeb8a155d352235ed (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: As pastagens cultivadas constituem a forma mais econômica de fornecer alimentação abundante e de qualidade aos animais. As gramíneas do gênero Brachiaria representam as forrageiras mais utilizadas no Brasil, dentre as quais a espécie B. humidicola caracteriza-se por ser tolerante à solos úmidos, à cigarrinha-das-pastagens, principal praga das pastagens, e apresentar elevada produção. O conhecimento da extensão da variabilidade genética contida dentro dos bancos de germoplasma pode auxiliar no planejamento de estratégias para maximizar os ganhos genéticos em programas de melhoramento. Além disso, a construção de mapas de ligação é uma importante fonte de informações a respeito da estrutura do genoma e da genética de características de interesse agronômico. Nesse contexto, foram isolados e caracterizados marcadores microssatélites para a espécie como ferramenta para o estudo da diversidade genética de acessos do banco de germoplasma de B. humidicola e a construção de um mapa genético e posterior mapeamento do modo de reprodução por apomixia do tipo aposporia Foram desenvolvidos 154 marcadores microssatélites para a espécie. Os resultados da análise do banco de germoplasma revelaram quatro grupos de acessos que apresentam diferenças significativas entre si, além do único acesso sexual, o qual ficou isolado dos demais acessos, mostrando-se bem distante geneticamente. Esses dados fornecem importantes subsídios para o programa de melhoramento da espécie, orientando cruzamentos e futuras coletas de acessos. O mapa genético desenvolvido conta com 124 marcas em dose-única (geradas a partir de 79 locos microssatélites polimórficos na população de mapeamento) distribuídas em 38 grupos de ligação, com uma cobertura de 1.543,8cM do genoma hexaplóide (2n=6x=36) da espécie, com uma densidade de 12,3cM. O modo de reprodução por aposporia foi mapeado em um único grupo de ligação, de acordo com o esperado, por provavelmente estar associada a uma região genômica específica associada à aposporia (ASGR). Com base no perfil de amplificação dos locos microssatélite e em dados sobre o comportamento meiótico de 45 desses híbridos, pode-se sugerir que os genótipos hexaplóides desta espécie tenham origem autoalopoliplóide, corroborando alguns estudos citogenéticos e moleculares para a espécie / Abstract: Cultivated pastures are the most economic way to produce quality feed in abundance to the animal herd. Grasses from the genus Brachiaria are the ones most plants for pastures in Brazil. Among those, the species B. humidicola is the most adapted to poor drained soils, is tolerant to spittlebugs, the major pest of the tropical forage grasses and is very productive. The knowledge about extension of the genetic variability in the germplasm banks can help to plan out strategies to maximize the gains in breeding programs. The construction of genetic maps is an important source of information about the genome structure and the genetics of characteristics that are important to agronomic studies. Based on this, microsatellite loci have been isolated and characterized for this species as a tool to study genetic diversity in the germplasm bank and the construction of a linkage map and apospory mapping. In total, 154 microsatellite loci were developed for this species. The results obtained from the germplasm analysis show that the germplasm is divided into four major groups and the only sexual accession was keep separated, showing its high divergence from the other accessions. These data are important to the breeding program of the species to define crosses and for future collections. The genetic map developed is formed by 124 single-dose markers (generated from 79 polymorphic SSR loci in the mapping population) distributed in 38 linkage groups, covering 1.543,8cM of the hexaploid genome (2n=6x=36) of the species, with a density of 12,3cM. The reproductive mode hrough apospory has been mapped in only one linkage group, as expected, as it is probably linked to an apospory-specific genomic region (ASGR), described in other grasses. Based on the amplification pattern of the microsatellite loci and in meiotic behaviour data of 45 hybrids from the mapping population, an autoallopolyploid origin can be suggested for the hexaploid genotypes of this species, corroborating some molecular and cytogenetics studies in B. humidicola / Doutorado / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

Orientadores: Anete Pereira de Souza, Cacilda Borges do Valle / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-13T19:56:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cancado_LeticiaJungmann_D.pdf: 2473309 bytes, checksum: ab9e0a498f29fb6c76b2ae1bb9583bc5 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Brachiaria é um gênero de gramíneas composto por cerca de 100 espécies. Nas últimas décadas, algumas destas espécies vêm sendo amplamente usadas como forrageiras nas regiões tropicais. Uma importante coleção de germoplasma, que preserva 443 acessos e amostra 14 espécies diferentes, foi introduzida no Brasil na década de 1980 e está estabelecida na Embrapa Gado de Corte, Campo Grande/MS. Esta coleção vem sendo usada no Programa de Melhoramento Genético de Forrageiras Tropicais da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. São cinco as espécies de maior valor para este programa de melhoramento: B. brizantha, B. decumbens, B. dictyoneura, B. humidicola e B. ruziziensis. Este trabalho visou ao desenvolvimento de marcadores moleculares do tipo microssatélites para B. brizantha e B. humidicola e a caracterização da diversidade genética existente em acessos e cultivares destas cinco espécies. Foi desenvolvido um total de 28 microssatélites polimórficos para B. brizantha e 27 para B. humidicola. Vinte microssatélites desenvolvidos para B. brizantha foram usados na caracterização da diversidade genética intra-específica em 160 acessos e cinco cultivares desta espécie. Dentre estes 20 locos, sete foram usados para caracterizar a variabilidade interespecífica entre estes 165 genótipos de B. brizantha e 13 acessos de B. decumbens, sete de B. dictyoneura, 42 de B. humidicola e 16 de B. ruziziensis. Os 27 microssatélites desenvolvidos para B. humidicola foram usados na caracterização da diversidade genética existente nos 58 acessos desta espécie, conservados nesta coleção, além de duas cultivares. A diversidade interespecífica acessada através de similaridades genéticas mostrou que os marcadores utilizados foram capazes de distinguir as cinco espécies estudadas, sendo que B. brizantha, B. decumbens e B. ruziziensis revelaram-se mais similares entre si e mais dissimilares em relação a B. dictyoneura e B. humidicola. Apesar disso, uma análise Bayesiana revelou que B. brizantha e B. decumbens compartilham pools alélicos entre si, não compartilhados pelas outras espécies. Do mesmo modo, B. dictyoneura e B. ruziziensis compartilham um pool gênico entre si, enquanto que B. humidicola apresenta um pool gênico distinto. Estes resultados combinados estão discutidos. A análise de diversidade intraespecífica em B. brizantha mostrou que os genótipos avaliados foram posicionados em três grupos principais de diversidade, sendo que esta diversidade não está fortemente estruturada. A análise intraespecífica em B. humidicola mostrou uma clara distinção do único acesso sexual desta coleção em relação aos demais, todos apomíticos, e revelou que a diversidade genética nesta coleção está mais bem estruturada que a encontrada em B. brizantha. x / Abstract: Brachiaria is a genus that comprises about 100 species. In the last decades, some of its species have been widely used as forages in the Tropics. A germplasm collection with 14 species represented by 443 accessions was introduced to Brazil in the decade of 1980 and is maintained at Embrapa Beef Cattle, Campo Grande, central Brazil. This collection has been used in the Tropical Forages Breeding Program of the Brazilian Agricultural Research Corporation. The most valuable species, considering agronomical aspects, are: B. brizantha, B. decumbens, B. dictyoneura, B. humidicola and B. ruziziensis. The main goal of this work was the development of microsatellite markers for B. brizantha and B. humidicola and the characterization of the genetic diversity found within these species in both inter- and intraspecific approaches. A total of 28 polymorphic microsatellites is described for B. brizantha, while for B. humidicola we present 27 polymorphic loci. Twenty microsatellites of B. brizantha were used for assessing the genetic variability in 160 accessions and five cultivars of this species. Out of these twenty loci, seven were used to evaluate the 165 genotypes of B. brizantha and 13 accessions of B. decumbens, 7 of B. dictyoneura, 42 of B. humidicola and 16 of B ruziziensis. Twenty seven loci reported for B. humidicola were used in the intraspecific characterization of the genetic diversity of the whole collection of this species (58 accessions) and two cultivars. The interspecific genetic diversity revealed through similarities showed that the markers used were able to distinguish the five species studied. B. brizantha, B. decumbens and B. ruziziensis were the most similar, while B. humidicola and B. dictyoneura were closer to each other. Besides, a Bayesian analysis showed that B. brizantha and B. decumbens share exclusive allelic pools not present in the other species. Likewise, B. dictyoneura e B. ruziziensis share another allelic pool, while B. humidicola did not share genic pools with any other species. The intraspecific genetic diversity survey in B. brizantha revealed that genotypes were positioned within three major groups, but the genetic variability does not seem to be very structured. The intraspecific survey in B. humidicola showed a clear distinction between the one sexual accession of this species and all the other apomictic accessions, and unveiled that the genetic diversity within this species is more strongly structured than in B. brizantha. / Doutorado / Genetica Vegetal e Melhoramento / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

Orientadores: Flavio Antonio Maës dos Santos, Maria Imaculada Zucchi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-25T23:19:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silvestrini_Milene_D.pdf: 3891912 bytes, checksum: 6bb6bd65f788f261b8387e6c9daf17f8 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A estrutura genética espacial de populações de plantas pode variar ao longo dos estádios ontogenéticos, através das gerações e entre diferentes condições ambientais. Estas mudanças são direcionadas por fatores ecológicos e evolutivos. As espécies pioneiras apresentam histórias de vida e estruturas populacionais características que são afetadas principalmente pelas mudanças ambientais geradas por distúrbios naturais ou antrópicos. O objetivo deste trabalho foi investigar como as características do ciclo de vida, os processos ecológicos e fatores genéticos associados aos distúrbios afetam a diversidade e estrutura genética de populações de uma espécie arbórea pioneira. Nós estudamos Croton floribundus Spreng. (Euphorbiaceae), uma espécie arbórea pioneira abundante em clareiras e em áreas secundárias da Floresta Estacional Semidecidual, em duas áreas com níveis contrastantes de distúrbios antrópicos: uma floresta primária e uma floresta secundária em estádio inicial de sucessão. A fim de abordar a principal questão deste estudo, nós avaliamos o padrão de distribuição da espécie sob as diferentes condições ambientais geradas por distúrbios naturais e antrópicos (Capítulo I); testamos e caracterizamos iniciadores universais cloroplastidiais (cpSSR) para C. floribundus (Capítulo II); desenvolvemos e caracterizamos marcadores microssatélites nucleares (SSR) para C. floribundus bem como examinamos algumas características citogenéticas da espécie com o objetivo de testar a ocorrência de poliploidia e avaliar sua implicação para o uso dos marcadores SSR (Capítulo III); avaliamos a diversidade e estrutura genética de C. floribundus entre duas classes de tamanho e entre populações em uma floresta primária e uma floresta secundária em estádio inicial de sucessão (Capítulo IV). C. floribundus foi frequente e igualmente distribuído em clareiras de todos os tamanhos na floresta primária, mas sua estrutura populacional variou entre áreas com níveis contrastantes de distúrbio antrópico. Seis locos cpSSR foram otimizados e caracterizados em C. floribundus. O estudo citogenético permitiu a caracterização mais precisa dos locos SSR, bem como forneceu novos dados sobre a origem e a evolução da espécie. O número de bivalentes observados na meiose, n = 56 (2n = 8x = 112), mostrou a ocorrência de poliploidia em todas as populações estudadas. Altos níveis de diversidade genética foram encontrados para C. floribundus. A dispersão de sementes e as colonizações (e extinções) foram determinantes para a estrutura genética em fina escala encontrada nas populações de C. floribundus em ambos os tipos de florestas. Além disso, os efeitos destes processos associados aos distúrbios antrópicos parecem aumentar fortemente a diferenciação genética entre as populações na floresta em estádio inicial de sucessão. As análises de marcadores moleculares nucleares e cloroplastidias sugeriram que o fluxo gênico por pólen é responsável por manter a diversidade genética dentro das populações de C. floribundus tanto na floresta primária quanto na floresta secundária em estádio inicial de sucessão. Nesta última, o fluxo gênico por sementes parece ser igualmente importante. Os resultados obtidos mostraram que a dinâmica de clareiras, o processo de colonização e a dispersão de pólen e sementes afetam a diversidade e estrutura genética da espécie arbórea pioneira, aumentando-os ou diminuindo-os conforme o número de colonizadores, número de populações-fonte, as taxas de fluxo gênico e o nível de perturbação antrópica da área / Abstract: The spatial genetic structure of plant populations may vary across life stages, across generations and among different environmental conditions. These changes are driven by evolutionary and ecological forces. Pioneer tree species exhibit particular life histories and population structures that are mainly affected by environmental changes generated by natural or human disturbances. Our aim was to investigate how the life-history traits, ecological processes, and the genetic factors associated to natural and human disturbances can affect the genetic diversity and structure of populations of a pioneer tree species. We studied Croton floribundus Spreng. (Euphorbiaceae), a pioneer tree species abundant in gaps and secondary areas of the semi-deciduous tropical forest, in two areas with contrasting levels of human disturbance: a primary forest and an early successional forest. In order to address the main question of this study, we examined the pattern of distribution of the species under the different environmental conditions generated by natural and human disturbances (Chapter I); tested and characterized universal chloroplast microsatellite (cpSSR) primers for C. floribundus (Chapter II); developed and characterized nuclear microsatellite (SSR) markers for C. floribundus as well as examined some cytogenetic traits of the species in order to test for polyploidy and to evaluate its implications for the appropriate use of the SSR markers (Chapter III); and evaluated the genetic diversity and structure of C. floribundus between two size classes and among populations in the primary forest and in the early successional forest (Chapter IV). C. floribundus was widespread and equally distributed along the gap size range in the primary forest, but its population structure varied between areas with contrasting levels of human disturbance. Six universal cpSSR loci were optimized and characterized for C. floribundus. The cytogenetic study allowed the accurate characterization of SSR loci as well as provided new data on the origin and evolution of the species. The number of bivalents observed in meiosis n=56 (2n=8x=112) showed the occurrence of polyploidy in all populations studied. High genetic diversity levels were found for C. floribundus. Seed dispersal and colonizations (and extinctions) were determinants of the fine-scale genetic structure of C. floribundus in both forest types. Also, their effects associated to the human disturbances seem to strongly increase the genetic differentiation among populations in the early successional forest. Analysis of nuclear and chloroplast markers suggested that gene flow by pollen is responsible for maintaining the genetic diversity within populations of C. floribundus in both primary and early successional forests. In the latter, gene flow by seeds seem to be equally important. The results showed that gap dynamics, colonization process, and pollen and seed dispersal affect the genetic diversity and structure of the pioneer tree species by increasing or decreasing them depending mainly on the number of colonizers, the number of source populations, the gene flow rates, and the level of human disturbance of the area / Doutorado / Ecologia / Doutora em Ecologia

Orientadores: Anete Pereira de Souza, Antonio Augusto Franco Garcia / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-19T06:27:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marconi_ThiagoGibbin_D.pdf: 16468359 bytes, checksum: 01e191ac164eff1d269733328f5be31e (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A utilização dos marcadores moleculares em estudos de mapeamento genético e de QTLs (Quantitative Trait Loci) tem proporcionado um importante progresso no conhecimento da genética e da estrutura genômica da cana-de-açúcar. O projeto de sequenciamento de ESTs (Expressed Sequence Tags) do programa Genoma da FAPESP (SUCEST) identificou aproximadamente 43 mil clusters que representam os genes de cana-de-açúcar. Sabe-se que os ESTs apresentam grande potencial para serem utilizados no desenvolvimento de marcadores genético-moleculares. Tendo em vista os avanços possíveis no melhoramento genético da cana-de-açúcar com a construção de um mapa genético funcional a partir de ESTs de interesse, este trabalho teve como objetivos o mapeamento genético em uma população F1 de cana-de-açúcar utilizando marcadores moleculares do tipo EST-SSRs (Expressed Sequence Tags - Simple Sequence Repeats) e SNP (Single Nucleotide Polymorphism), desenvolvidos a partir de seqüências ESTs homólogas a genes de interesse. Os SNPs desenvolvidos e mapeados demonstraram novos tipos de segregações possíveis de serem incorporadas ao mapeamento genético em cana-de-açúcar, representando avanços para a análise genética de poliplóides e possibilitando a saturação do mapa genético com marcadores completamente informativos. Os marcadores moleculares EST-SSRs e SNPs desenvolvidos e integrados ao mapa genético da cana-de-açúcar aumentaram sua resolução e também as possibilidades de mapeamento dos QTLs com maior precisão / Abstract: The use of molecular markers in genetic mapping studies and QTL (Quantitative Trait Loci) has provided an important advance in knowledge of genetics and genomic structure of sugarcane. The sequencing project of ESTs (Expressed Sequence Tags) form FAPESP's Genome Program (SUCEST) identified approximately 43 000 clusters representing the sugarcane genes. It is known that the ESTs have great potential for use in the development of genetic molecular markers. Given the possible advances in genetic breeding of sugarcane with the construction of a functional genetic map from ESTs of interest, the aim of this study was the construction of a genetic map in a F1 population of sugarcane using molecular markers EST-SSR (Expressed Sequence Tags - Simple Sequence Repeats) and SNP (Single Nucleotide Polymorphism) derived from ESTs sequences homologous to genes of interest. The developed and mapped SNPs demonstrated new types of segregation ratio that could be incorporated in the genetic mapping of sugarcane, representing advances for the genetic analysis of polyploid and allowing the saturation of the genetic map with fully informative markers. The EST-SSR markers and SNPs developed and integrated into the genetic map of sugarcane increased the resolution, coverage of the genome and also the possibilities of mapping QTLs with greater precision / Doutorado / Genetica Vegetal e Melhoramento / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

Orientadores: Anete Pereira de Souza, Antonio Augusto Franco Garcia / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-08T00:10:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_KarineMiranda_D.pdf: 6932327 bytes, checksum: 92b9fb104f8543695a1c804fd65bf912 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: A cana-de-açúcar (Saccharum spp.) está entre as espécies de maior importância econômica no mundo, constituindo uma das principais fontes de produção de açúcar e álcool. Apesar do Brasil ocupar posição de destaque, como o maior produtor mundial, os níveis de produtividade são considerados baixos. Os programas de melhoramento para obtenção de novas variedades de cana-de-açúcar, mais produtivas e resistentes a pragas e doenças, podem ser acelerados com o desenvolvimento de marcadores genéticos, PCR específicos, fortemente ligados a genes que controlam as características de interesse. A utilização de marcadores em estudos de mapeamento genético e de QTL¿s (Quantitative Trait Loci) tem proporcionado um importante progresso no conhecimento da estrutura genômica e na genética da cana-de-açúcar. Sabe-se que os ESTs (Expressed Sequence Tags) apresentam grande potencial para serem utilizados com tais finalidades. O projeto de seqüenciamento de ESTs (SUCEST), do programa Genoma da FAPESP, identificou cerca de 43 mil clusters que representam os genes de cana-de-açúcar, potenciais para serem utilizados no desenvolvimento de marcadores genéticos. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo desenvolver e mapear marcadores EST-SSRs em uma progênie derivada do cruzamento entre duas variedades pré-comerciais de cana-de-açúcar, complementando os programas de mapeamento genético desta população. Uma busca no banco de dados do SUCEST resultou na identificação de marcadores microssatélites ou SSRs (Single sequence repeats) em 2005 clusters. Trezentos e setenta e dois locos EST-SSRs foram desenvolvidos e analisados e, destes, 149 foram selecionados para estudo de mapeamento genético. Um total de 2303 marcadores polimórficos (SSRs, EST-SSRs, RFLPs, EST-RFLPs e AFLPs) foi identificado nos 100 indivíduos da progênie F1, dos quais 1669 (72%) eram marcadores em dose simples (1:1 e 3:1), segregantes na população. As análises de mapeamento foram baseadas na metodologia de identificação de marcadores em dosagem única no genoma, com o auxílio dos programas JoinMap (versão 3.0) e OneMap. Para a formação dos grupos de co-segregação (GCs) utilizou-se LOD 5 e fração de recombinação de 0.35. A função de mapeamento de Kosambi foi adotada para conversão das freqüências de recombinação em distâncias de mapa em centiMorgans (cM). Dos 1669 marcadores segregantes, 664 (40%) foram distribuídos em 192GCs, gerando um mapa com 6261.1 cM de comprimento. Os 192 GCs foram agrupados em 14 prováveis grupos de homologia. Cento e treze dos 149 EST-SSRs avaliados foram mapeados e apresentaram homologia a genes conhecidos de outras espécies. A adição dos marcadores provenientes de seqüências expressas, aumentou a cobertura e densidade do mapa prévio desta população, possibilitando também a construção do primeiro mapa funcional de cana-de-açúcar. Os EST-SSRs desenvolvidos têm potencial de utilização na detecção de QTL¿s associados a características de importância econômica para a cultura da cana-de-açúcar / Abstract: Sugarcane (Saccharum spp.) is one of the most important cash crops, highly contributing towards the production of raw sugar and bioethanol produced worldwide. Even though Brazil is the major producer, sugar yield is considered low. Breeding programs for the attainment of new improved sugarcane varieties, which are more productive and more resistant to plagues and illnesses, could be sped up with the development of genetic markers that are PCR-specific and strongly linked to genes that control the desired agronomic traits. The use of genetic markers in genetic mapping and QTL (Quantitative Trait Loci) studies has allowed important progress in the knowledge of the genomic structure and genetics of sugarcane. It is a known fact that the ESTs (Expressed Sequence Tags) have great potential to be used with such purposes. The Sugarcane Expressed Sequence Tag Project (SUCEST) has identified about 43000 clusters that represent the sugarcane genes with a potential to be used in the development of genetic markers. In this context, the objective of the present work was to develop and map EST-SSR markers in a progeny obtained by the cross between two pre-commercial sugarcane varieties, complementing the genetic mapping programs of this population. A search in the SUCEST database resulted on the identification of the microssatellites or SSR (Single sequence repeats) markers in 2005 clusters. Thus, three hundred and seventy two EST-SSR loci had been developed and analyzed and, out of these, 149 were selected for mapping analyses. A total of 2303 polymorphic markers (SSRs, EST-SSRs, RFLPs, EST-RFLPs and AFLPs) were identified among the 100 F1 individuals, of which 1669 (72.5%) were single dose (SD ¿ segregated 1:1 and 3:1) markers. Map analyses were carried out using JoinMap (version 3.0) and OneMap algorithm, based on a single-dose marker approach. The linkage relationships of simplex markers were determined at a LOD score threshold of 5 and a recombination fraction threshold of 0.35 and map distances were derived from the recombination fraction using the Kosambi function. Out of these 1669 SD markers, 664 (40%) were scattered onto 192 co-segregation groups (CGs) with a total estimated map length of 6261.1 cM. Using both genomic and EST-derived SSR and RFLP, 120 of the 192 CGs were formed into fourteen putative homology groups (HGs). One hundred and thirteen of the 149 EST-SSRs evaluated were mapped and presented homology to previously studied genes of other species. The addition of the EST-derived markers increased the coverage and density of the previous map of this population, which also enabled the construction of the first functional linkage sugarcane map. The EST-SSRs developed have the potential to be used in the detection of QTLs associated to important economic traits for sugarcane culture / Doutorado / Genetica Vegetal e Melhoramento / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

Orientadores: Anete Pereira de Souza, Marcelo Mollinari / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-27T05:08:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_EstelaAraujo_D.pdf: 11739408 bytes, checksum: 278f864d2e779d0170b184a660242954 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: A grande importância da cana-de-açúcar e seus derivados tem resultado em grande investimento financeiro e científico. Esse fato se deve, principalmente, à complexidade do genoma da cana e às dificuldades encontradas na obtenção de novas cultivares mais produtivas, através dos métodos tradicionais de seleção. A construção de mapas genéticos de ligação permite associar locos mapeados com características de interesse econômico, podendo acelerar o processo de melhoramento da espécie. Logo, a utilização dos marcadores em estudos de mapeamento genético e de QTL¿s (Quantitative Trait Loci) tem proporcionado um importante progresso no conhecimento da estrutura genética e genômica da cana-de-açúcar. Utilizando uma população segregante derivada do cruzamento entre as variedades comerciais IACSP95-3018 e IACSP93-3046, contendo 187 indivíduos F1, esta tese teve como objetivo realizar o mapeamento genético funcional e o mapeamento de QTLs de características de importância econômica. Para tanto, as características avaliadas foram diâmetro, peso, altura, porcentagem de fibra, conteúdo de sacarose (Pol) e conteúdo de sólido solúvel (Brix), em dois locais, por três anos (2012, 2013 e 2014) que se juntaram a dois outros anos, previamente coletados. O mapa se originou de 421 marcas (SSRs, AFLP e SNPs em dose única) ligadas, e resultou em 118 grupos de ligação e 16 grupos de homologia, com cobertura de 4512,6 cM. Utilizando mapeamento por intervalo composto (CIM), os QTLs foram mapeados, gerando um total de 25 QTLs, sendo seis QTLs para diâmetro, cinco para peso, quatro para altura, cinco para fibra, dois para Pol e três para Brix. A proporção da variação fenotípica explicada por QTL variou de 0,069% a 3,87%. Em paralelo, realizou-se o desenvolvimento de marcadores SNPs (Single Nucleotide Polymorphism) em genes envolvidos em duas vias metabólicas de extrema importância para a cana-de-açúcar, a via de Fotossintética C4 e a via de Metabolismo de Sacarose. No total, 130 locos SNPs foram desenvolvidos, analisados e caracterizados pelo programa SuperMASSA. Estimando a ploidia e a dosagem alélica de cada loco SNP, um alto número de locos SNPs com ploidias elevadas foi detectada, resultando na identificação de aproximadamente 80% dos locos estudados com evidências de, ao menos, duplicação no genoma de parentes próximos a cana-de-açúcar (sorgo, milho ou arroz). Os resultados desta tese podem auxiliar programas de melhoramento da espécie pela identificação de marcadores SNPs em genes relacionados a características de interesse econômico e o mapeamento de QTLs para também características de mesmo interesse / Abstract: The importance of sugarcane crop has resulting in a high financial and cientific support. Because, mainly, the genetic complexity of sugarcane genome and the difficult to create new varieties, using traditional breeding methods.The genetic linkage map allow find molecular markers associated with important economic traits, helping to accelerate the breeding process. In this way, molecular markers associated with genetic mapping and QTLs (Quantitative Trait Loci) mapping are important tools to improve the knowledge about the genetic and genomic organization of sugarcane genome. The segregating population of sugarcane consisted of 187 F1 individuals derived from a cross between IACSP95-3018 and IACSP93-3046, this thesis aimed perform a functional genetic mapping and QTLs mapping of economic importance. Thus, yield components evaluated were stalk diameter (SD), stalk weight (SW), stalk height (SH), stalk number (SN), fiber percentage (Fiber), sucrose content (Pol), and soluble solid content (Brix) in two places for three harvest years (2012, 2013 and 2014), adding with two previously collected. The genetic linkage map had a total of 421 markers (SSRs, AFLP and SNPs in single dose) linked, resulting in 118 linkage groups and 16 putative homology groups, with a total length of 4512,6 cM. Using Composite Interval Mapping (CIM), a total of 25 QTL were detected for SD (six QTLs), SW (five QTLs), SH (four QTLs), Fiber (five QTLs), Pol (two QTLs) and Brix (three QTLs). The proportion of phenotypic variation explained by each QTL ranged from 0.069% to 3.87%. Adding this thesis, the development of SNPs (Single Nucleotide Polymorphism) markers was performed, using genes involved in two important metabolic pathways for sugarcane, the C4 Photosynthesis and the Sucrose Metabolism, in total 130 locus SNPs were developed, analyzed and characterized using SuperMASSA software. Ploidy level and allelic dosage were estimated in each SNP loco and a high number of high ploidy level was detected, this result induced to search for evidence for gene duplication on the sugarcane genome, resulting in 80% of studied loci showing duplication regions in at least one relative genome from sugarcane (sorghum, maize or rice). Our results can help sugarcane breeding programs, by SNPs markers identification in genes of economic interesting traits and the QTL mapping for also interesting economic traits / Doutorado / Genetica Vegetal e Melhoramento / Doutora em Genética e Biologia Molecular

Submitted by Onia Arantes Albuquerque (onia.ufg@gmail.com) on 2018-10-29T15:12:10Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Priscila Magalhães da Veiga Jardim - 2018.pdf: 5590591 bytes, checksum: 41e09cc42da35c440c865965aaafae81 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Rejected by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com), reason: Olhe as palavras-chaves, elas devem iniciar com letras maiúsculas. on 2018-10-30T11:15:40Z (GMT) / Submitted by Onia Arantes Albuquerque (onia.ufg@gmail.com) on 2018-10-30T12:28:06Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação - Priscila Magalhães da Veiga Jardim - 2018.pdf: 5590591 bytes, checksum: 41e09cc42da35c440c865965aaafae81 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-10-30T13:40:01Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação - Priscila Magalhães da Veiga Jardim - 2018.pdf: 5590591 bytes, checksum: 41e09cc42da35c440c865965aaafae81 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-30T13:40:01Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação - Priscila Magalhães da Veiga Jardim - 2018.pdf: 5590591 bytes, checksum: 41e09cc42da35c440c865965aaafae81 (MD5) Previous issue date: 2018-07-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Sugarcane is an important culture quite relevant to the Brazilian economy. The production is growing as well as a cultivated area is increasing every year. The genome of this culture is still deficient due to complications such as high ploidy and the big genome that presents. Among the different genetic characterization studies, the development of genetic maps is important for providing information about the genome structure of a species. In addition, it can help develop the techniques of interpretation and use of genetic information. They provide more understanding of how genetic information is organized in the genome of sugarcane supplying a lack in the basic element in this culture. The maps constructed for sugarcane, so far, not shown saturated. This work was obtained a map for sugarcane using SNP markers based on genotyping-by-sequencing technology in next-generation sequencing using the target sequencing strategy (RAPiD-Seq). For obtaining the map, 103 clones RB97327 and RB72454 were used. Probes were designed based on sequence similarity using the sorghum genome as a reference. The construction of the binding groups, considering as a binding criterion of a recombination fraction equal 0.20; allowed the identification of 249 binding groups for the biparental population with 1: 1 segregation. A total of 20555 polymorphic were scored in the analysis. The sum of the average sizes of homeologia groups identified, using the sorghum genome as a reference, was 3964.68 cM for the female parent and 3797.05 cM for the male parent. / A cana-de-açúcar é uma cultura de importância bastante relevante para a economia brasileira. A produção de cana-de-açúcar no Brasil é crescente assim como a área cultivada vem aumentando a cada ano. A compreensão do genoma da cana-de-açúcar ainda é deficiente devido a complicações como alta ploidia e o grande genoma que a cultura apresenta. Dentre os diferentes estudos de caracterização genética, o desenvolvimento de mapas genéticos é importante por fornecer informações acerca da estrutura do genoma de uma espécie. Além disso, pode auxiliar no desenvolvimento das técnicas de interpretação e uso da informação genética. Eles possibilitam a compreensão mais abrangente da organização da informação genética no genoma da cana-de-açúcar suprindo uma carência do estudo básico sobre essa cultura. Os mapas construídos para cana-de-açúcar, até agora, não se mostraram completos. Neste trabalho foi obtido um mapa de ligação para cana-de-açúcar utilizando marcadores SNPs baseados na tecnologia de genotipagem por sequenciamento de nova geração utilizando a estratégia de target sequencing (RAPiD-Seq). Para a obtenção do mapa foram utilizados 103 genótipos obtidos do cruzamento entre os clones RB97327 e RB72454. Foram desenhadas sondas baseadas em sequenciamento de semelhança utilizando o genoma de sorgo como referência. A construção dos grupos de ligação, considerando-se como critério de ligação uma fração de recombinação de 0,20; permitiu a identificação de 249 grupos de ligação para a população biparental com segregação 1:1. Foram consideradas 20555 marcas polimórficas nas análises de construção do mapa de ligação. A soma dos tamanhos médios dos grupos de homeologia identificados, utilizando-se o genoma de sorgo como referência, foi de 3964,68 cM para o genitor feminino e de 3797,05 cM para o genitor masculino.

Submitted by isabela.moljf@hotmail.com (isabela.moljf@hotmail.com) on 2017-05-05T15:13:46Z No. of bitstreams: 1 shaianysabrinalopesgomes.pdf: 1892834 bytes, checksum: bffd5bff4b38c8f75f7aca75cbd5160b (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-05-17T13:40:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 shaianysabrinalopesgomes.pdf: 1892834 bytes, checksum: bffd5bff4b38c8f75f7aca75cbd5160b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-17T13:40:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 shaianysabrinalopesgomes.pdf: 1892834 bytes, checksum: bffd5bff4b38c8f75f7aca75cbd5160b (MD5) Previous issue date: 2013-02-28 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / O gênero Pfaffia (Amaranthaceae) compreende 33 espécies distribuídas na Região Neotropical. Graças a algumas substâncias químicas encontradas no gênero que se assemelham àquelas encontradas no gênero Panax (ginseng coreano), a espécie Pfaffia glomerata é conhecida “ginseng brasileiro ”. Tal planta é utilizada como tônico, afrodisíaco, rejuvenescedor, anti-fadiga, antiestresse e contra distúrbios gástricos. Suas propriedades medicinais são atribuídas a compostos encontrados principalmente em suas raízes tuberosas, sendo a β-ecdisona a mais visada pela indústria farmacêutica e cosmética. Apesar de sua importância econômica e medicinal, são poucos os estudos que investigam aracterísticas genéticas da espécie. Neste trabalho foram feitas análises citométricas e cromossômicas de fáfias diploide e poliploide induzida. A poliploidização se deu por duplicação cromossômica in vitro com uso de agentes antimitóticos (colchicina e orizalina) em diferentes concentrações e tempo de exposição. A quantidade de DNA encontrada foi de 2,41 pg (2n=34) e 4,79 pg (2n=68). O genoma de P. glomerata diploide e tetraploide foi analisado por técnicas de coloração convencional e coloração diferencial dos cromossomos por bandamento com CMA3/DA/DAPI e FISH para DNAr. Embora os cromossomos da espécie sejam pequenos, foi possível identificar suas constrições primárias e encontrar um par de cromossomos com satélite no representante diploide e dois pares no poliploide. Foram montados cariogramas e idiogramas, sendo que as fórmulas cariotípicas foram: 16M + 1SM para o genoma 2n=34 e 32M + 2SM para o genoma 2n=68. Os núcleos interfásicos mostraram-se reticulados. Através do bandeamento com CMA3/DA/DAPI observou-se que todos os cromossomos possuem bandas centroméricas DAPI+, indicando uma região heterocromática ao redor dos centrômeros. Foi localizada uma banda CMA+ no braço curto de um dos cromossomos, sendo registrada diferença na extensão da banda entre os homólogos. O emprego da FISH com as sequências de DNAr 45S e 5S, gerou para cada tipo de sonda, dois sinais em um par de homólogos para o genoma diploide e quatro sinais no genoma poliploide. Os cromossomos homólogos apresentaram heteromorfismo para as regiões de DNAr invetigadas. O teor de β-ecdisona presente no extrato metanólico das raízes de fáfia com quatro meses de cultivo, foi de 0,32% para a planta diploide e 0,48% para a poliploide sugerindo um aumento de 50% na produção do composto no poliploide quando comparado com seu diploide. A estrutura do grão de pólen, determinada por acetólise Erdtman, mostrou-se estável entre acessos diploides da espécie. Este é o primeiro relato da quantidade de DNA no gênero Pfaffia. Também são inéditos os dados obtidos por FISH com sondas para DNAr 45S e 5S para a P. glomerata diploide e poliploide. Os resultados da quantificação do teor de β-ecdisona sugerem a duplicação cromossômica como alternativa para incremento do valor econômico da espécie. / The genus Pfaffia (Amaranthaceae) comprises 33 species distributed in the neotropics. Thanks to some chemicals found in the genus that resemble those found in the genus Panax (Korean ginseng), the species P. glomerata is known as "Brazilian ginseng". P. glomerata is commonly used as tonic, phrodisiac, rejuvenator, anti-fatigue, anti-stress and against gastric disorders. Its medicinal properties are attributed to the compounds mainly found in their tuber roots, being the β-ecdysone the most explored by the pharmaceutical and cosmetic industries. Despite its economical and medicinal importance, few studies have been done to investigate the genetic aspects of the species. In this work, cytometric and chromosomal analyzes were made with diploid and induced polyploid of P. glomerata. The polyploidization occurred by in vitro chromosome doubling, using antimitotic agents (colchicine and oryzalin) at different concentrations and exposure times. Flow cytometry analysis showed 2.41 pg (2n = 34) and 4.79 pg (2n = 68) of DNA amounts. Both P. glomerata diploid and tetraploid were analyzed by conventional staining techniques and chromosomal differential staining by CMA3/DA/DAPI banding and rDNA FISH. In spite of the small sizes of chromosomes, it was possible to identify their primary constrictions and a pair of satellites chromosomes in the diploid and two pairs in the polyploid. Karyograms and idiograms were assembled. Karyotypic formulas were 16M + 1SM considering the 2n = 34 genome and 32M + 2SM considering 2n = 68. The interphase nuclei seem to reticulated. The fluorochrome CMA3/DA/DAPI banding revealed all chromosomes with centromeric DAPI+ bands indicating a heterochromatic region around the centromeres. A CMA+ band, with different extension between the homologous was observed on the short arm of one chromosome pair. The FISH technique with rDNA 45S and 5S sequences revealed two signals to each probe for the diploid genome and four signals in the polyploid genome. Homologous chromosomes are heteromorphic when considering the rDNA regions here investigated. The content of β ecdysone present in the methanol extract of the roots of P. glomerata with four months of cultivation was 0.32% for the diploid and 0.48% for the tetraploid suggesting an increase of 50% on the tetraploid comparing with the diploid. Pollen structure was determined by Erdtman acetolysis, and no differences were observed between diploid accessions. This is the first report of DNA amount in the genus Pfaffia and data obtained with FISH using 45S and 5S rDNA probes have not been published elsewhere. The β-ecdysone quantification suggests that chromosome duplication is an alternative to increase the economical value of the species.