Dezoito galinhas de uma população experimental utilizada em um cruzamento recíproco entre as linhagens de frangos de corte (TT) e de postura (CC) foram sequenciadas pela tecnologia de nova geração na plataforma Illumina com uma cobertura média de 10X. A descoberta de variantes genéticas foi realizada em uma região de locos de característica quantitativa (Quantitative Trait Locus, QTL), associado anteriormente com peso e percentagem de gordura abdominal no cromossomo 3 da galinha (GGA3), entre os marcadores microssatélites LEI0161 e ADL0371 (33,595,706-42,632,651 pb). O programa SAMtools foi utilizado na identificação de 136.054 SNPs únicos e 15.496 INDELs únicas nos 18 animais sequenciados e após a filtragem das mutações, 92.518 SNPs únicos e 9.298 INDELs únicas foram mantidas. Uma lista de 77 genes foi analisada buscando genes relacionados ao metabolismo de lipídios. Variantes localizadas na região codificante (386 SNPs e 15 INDELs) foram identificadas e associadas com vias metabólicas importantes. Variantes nos genes LOC771163, EGLN1, GNPAT, FAM120B, THBS2 e GGPS1 foram identificadas e podem ser responsáveis pela associação do QTL com a deposição de gordura na carcaça em galinhas. / Eighteen chickens from a parental generation used in a reciprocal cross with broiler and layer lines were sequenced by new generation technology with an average of 10-fold coverage. The DNA sequencing was performed by Illumina next generation platform. The genetic variants discovery was performed in a quantitative trait loci (QTL) region which was previously associated with abdominal fat weight and percentage in chicken chromosome 3 (GGA3) between the microsatellite markers LEI0161 and ADL0371 (33,595,706-42,632,651 bp). SAMtools software was used to detect 136,054 unique SNPs and 15,496 unique INDELs for the 18 chickens, and after quality filtration 92,518 unique SNPs and 9,298 unique INDELs were retained. One list of 77 genes was analised and genes related to lipid metabolism were searched. Variants located in coding region (386 SNPs and 15 INDELs) were identified and associated with important metabolic pathways. Loss of functional variants in the genes LOC771163, EGLN1, GNPAT, FAM120B, THBS2 and GGPS1 may be responsible for the QTL associated with fat deposition in chicken.

A produção brasileira de carne de frango tem uma grande importância econômica no mundo todo devido principalmente aos avanços do melhoramento genético. O surgimento de novas tecnologias de sequenciamento (sequenciamento de nova geração) tem se tornado uma ferramenta poderosa, pois por meio da identificação de SNPs (polimorfismo de nucleotídeo único) e INDELs (deleções/inserções) possibilita a adição de novas informações ao melhoramento genético. A deposição de músculo, em especial o músculo de peito, é uma das características que mais merecem destaque por causa da sua importância nutricional e econômica. Sendo assim o objetivo deste trabalho foi ressequenciar o genoma de 18 aves de duas linhagens distintas experimentais e identificar SNPs e INDELs em uma região de QTL no cromossomo 2 da galinha associado anteriormente com deposição de músculo do peito, além de caracterizar variantes potencialemente funcionais e propor mutações candidatas para estudos futuros. Para isso, dezoito galinhas de duas diferentes linhagens experimentais (corte e postura), ambas desenvolvidas pela Embrapa Suíno e Aves, foram sequenciadas pela plataforma de nova geração da Illumina. SNPs e INDELs foram identificados por meio de ferramentas de bioinformática em uma região de QTL no cromossomo 2 da galinha (105.848.755-112.648.761 pb) que foi previamente associada com deposição de músculo de peito. O sequenciamento dos 18 animais gerou em torno 2,7 bilhões de reads e após a filtragem por qualidade foram mantidas 77% das reads. Em seguida, as reads foram alinhadas ao genoma referência (Gallus_gallus-4.0, NCBI) pela ferramenta Bowtie2 e gerou em média 10,6X de cobertura de sequenciamento na região-alvo. , Foram identificados 722.832 SNPs e 63.727 INDELs para os 18 animais por meio do programa SAMtools, e após uma filtragem rigorosa, foram mantidos 77% dos SNPs (n=558.767) e 60% das INDELs (n=38.402). Com base nas variantes únicas para os 18 animais (85.765 SNPs e 7.824 INDELs) foi realizada a anotação funcional por meio da ferramenta ANNOVAR. Dentre os SNPs não sinônimos (n=153) e stopgain (n=3), 15 foram classificados como deletérios. Um dos SNPs deletérios que já foi depositado em banco de dados foi identificado no gene RB1CC1, que tem sua função relacionada ao desenvolvimento do músculo de peito. Utilizando a ferramenta DAVID foi possível analisar 37 genes relacionados aos SNPs não sinônimos, stopgain, INDELs frameshift e não frameshift. Dentre estes genes, três (DTNA, RB1CC1 e C-MOS) foram selecionados por terem suas funções relacionadas ao desenvolvimento muscular e suas mutações foram analisadas. Sendo assim, futuros estudos podem ser realizados nestes genes candidatos e nas mutações identificadas, por meio de análises de associação e validação em populações comerciais, permitindo assim uma melhor explicação o efeito do QTL estudado. / The Brazilian chicken meat production has a great economic importance in worldwide mainly due to advances in breeding. The emergence of new techniques of sequencing (nextgeneration sequencing) becomes a powerful tool because through identification of SNPs (single nucleotide polymorphism) and INDELs (deletions/insertions) allows the addition of new information for genetic improvement. The muscle deposition, particularly the breast muscle, is one of the features that are most noteworthy because of its nutritional and economic importance. Therefore the aim of this study was to perform the genome resequencing of 18 chicken from two distinct experimental lines and identify SNPs and INDELs in a QTL region on chromosome 2 previously associated with breast muscle, and characterize the variants to identify potentially function ones and propose candidate mutations for future studies. To achieve these objectives, eighteen chickens of two different experimental lines (broiler and layer), both developed by Embrapa Swine and Poultry were sequenced by Illumina next-generation platform. SNPs and INDELs were identified by bioinformatic tools in a QTL region on chicken chromosome 2 (105,848,755-112,648,761 bp) which was previously associated with breast muscle deposition. Sequencing of the eighteen animals generated around 2.7 billion of reads, and 77% of the reads were retained after filtering. The reads were aligned against the chicken genome reference (Gallus_gallus-4.0, NCBI) by Bowtie2 tool resulting in a 10.6X coverage across the target region. Using SAMtools, 722,832 SNPs and 63,727 INDELs were identified in the all individuals, and after a stringent filtration, 77% of SNPs (n=558,767) and 60% of INDELs (n=38,402) were maintained. Based on unique variants for all the animal (85,765 SNPs and 7,828 INDELs) were performed the functional annotation by ANNOVAR tool. Among the non-synonymous SNPs (n=153) and stopgain (n=3), fifteen were predicted like a deleterious mutation. One of deleterious SNPs has already deposited in public database, and it was identified in RB1CC1 gene, which function is related to breast muscle development. Using the DAVID tool was possible to analyze the 37 genes related to the non-synonymous SNPs, stopgain, frameshift and non-frameshift INDELs. Among these genes, three (DTNA, RB1CC1 and C-MOS) were selected due their functions related to muscle development and their mutations were analyzed. Therefore, further association studies can be performed with these candidate genes and their mutations, and also validation in commercial populations, allowing a better explanation of QTL effects.

The amount and composition of intramuscular fat (IMF) influence the sensory characteristics, nutritional value of beef and human health. The amount of fatty acid and its composition in beef varies by breed, nutrition, sex, age or carcass finishing level. The fat deposition and composition are determined by many genes that participate directly or indirectly in adipogenesis and lipid metabolism. The selection of animals with fat amount and composition suitable for the consumer is complex due to high cost of measurement, the moderate heritability and polygenic traits (many genes are involved with these traits). In the last decade with a great advance in bovine genomics resulted in the complete genome sequencing and the development of high-density chips of SNPs. This scientific advance jointly with technological improvement allowed the identification of genes responsible for important quantitative traits in cattle. This study aimed to identify and characterize genes associated with the deposition and composition of intramuscular fat in Nellore. A genome-wide association study (genome- wide association studies, GWAS) was performed to identify genomic regions associated with traits of interest and positional candidate genes. A total RNA sequencing (RNA-Seq) analysis was applied to transcriptome study of Longissimus dorsi muscle. Three hundred and eighty six Nellore steers were used for the evaluation of lipid content and fatty acid profile of LD, and genotyping with high-density chip SNP (SNP800 Illumina BeadChip). A subset of 14 animals, seven animals for each extremes of genomic estimated values (GEBV) were used to RNA-Seq analysis. Twenty-five genomic regions (1 MB window) were associated with the deposition and composition of intramuscular fat, which explained >= 1 % of the genetic variance. These regions were identified on chromosomes 2, 3, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 17, 26 and 27, many of these have not previously been found in other breeds and in these regions important genes were identified. Genomic regions and genes identified and presented here should be contribute to a better understanding of the genetic control of deposition and fat composition in beef cattle, and can be applied in breeding programs for animals that produce a quality and healthy beef to human consumers. / A quantidade e composição da gordura intramuscular (GIM) pode influenciar as características sensoriais, o valor nutricional da carne bovina e na saúde humana. O perfil dos seus ácidos graxos pode se apresentar de maneira diversificada conforme a genética, o manejo e a nutrição dos animais de origem. A deposição e composição da gordura são determinadas por muitos genes que participam direta ou indiretamente da adipogênese e do metabolismo lipídico. A seleção de animais com teor e composição de gordura adequado para o consumidor é complexa pela difícil mensuração destas características, pela moderada herdabilidade e pelo desconhecimento dos genes envolvidos. Na última década, presenciamos um grande avanço na área da genômica bovina que resultou no sequenciamento completo do genoma e no desenvolvimento de chips de alta densidade de SNP. Este progresso científico, aliado aos avanços tecnológicos de equipamentos, resultou na identificação de genes responsáveis pela determinação de características quantitativas de interesse científico e comercial na bovinocultura. Este estudo teve como objetivo identificar e caracterizar genes associados à deposição e composição de gordura intramuscular em bovinos Nelore. Para este fim foi conduzido um estudo de associação genômica (Genome-wide association studies, GWAS) para identificar regiões genômicas associadas às características de interesse e identificar genes candidatos posicionais. Para o estudo de expressão diferencial foi conduzido um estudo do transcriptoma a partir do sequenciamento de RNA total (RNA-Seq) do músculo Longissimus dorsi. Foram utilizados 386 Nelores para a avaliação do teor de lipídeos total e perfil de ácidos graxos do músculo LD e, genotipagem com chip de alta densidade de SNP (Illumina SNP800 BeadChip). Um subconjunto de 14 animais, sendo sete animais de cada extremo para os valores genômicos estimados (GEBV) foi utilizado para o estudo de RNA-Seq. Foram encontradas 25 regiões genômicas (intervalos de 1 MB) associadas com deposição e composição de gordura intramuscular, as quais explicaram >= 1% da variância genética. Estas regiões foram identificadas nos cromossomos 2, 3, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 17, 26 e 27, muitas destas não foram previamente detectadas em outras raças. Nestas regiões foram identificados importantes genes e podem ajudar no entendimento da base genética envolvida na deposição e composição de gordura. As regiões genômicas e genes aqui identificados e apresentados contribuem para um melhor entendimento do controle genético da deposição e composição de gordura em gado de corte e ainda podem ser aplicados em programas de seleção genética de animais que produzam carne com qualidade e com perfil de gordura saudável ao homem.

Made available in DSpace on 2016-08-10T10:38:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RENATO HANNUM.pdf: 455318 bytes, checksum: f92aaafe417cc19d6751e849b2380c81 (MD5) Previous issue date: 2011-08-19 / Periodontitis is considered an inflammatory disorder of bacterial etiology that results in damage to the periodontal tissue, due to complex interactions between periodontal pathogens and host defense system. Genetic mechanisms may modulate the response of an individual because they can interfere with gene expression of important mediators of inflammation. The objective of this study was to evaluate the association of the polymorphism of SNP-1082G / A gene promoter in interleukin-10 with periodontal disease in 36 cases and 30 controls. Strategy was used ARMS-PCR for allelic discrimination. Of individuals with periodontal disease, 16 (44%) had genotype AG, followed by 13 (36%) with genotype GG and 7 (20%) with genotype AA, highlighting a greater prevalence of heterozygotes for locus of IL-10, especially in individuals aged from 30 to 35 years in the control group, 13 (43%) of subjects had the genotype AG, 12 (40%) had GG and only 5 (17%) were classified as AA, highlighting a higher prevalence of heterozygotes for locus of IL-10, especially in individuals aged from 40 to 45 years. The data indicated that the study populations were in equilibrium according to Hardy-Weinberg Theorem. The analysis of the frequency of genotypes and allele frequencies concluded that no causal relationship found between the presence of genotype G or A and the development of periodontal disease in adults. The SNP-1082G / A IL-10 gene showed no predictive value for periodontal disease and therefore can not use it with prognostic value. / A periodontite é considerada uma desordem inflamatória de etiologia bacteriana que resulta em danos ao tecido periodontal, devido à complexa interação entre os periodontopatógenos e o sistema de defesa do hospedeiro. Mecanismos genéticos podem modular a resposta de um indivíduo uma vez que podem interferir na expressão gênica de importantes mediadores da inflamação. O objetivo deste estudo foi avaliar a associação do polimorfismo do SNP - 1082G/A no promotor do gene da interleucina-10 com a doença periodontal em 36 casos e 30 controles. Foi utilizada a estratégia de ARMS-PCR para a discriminação alélica. Dos indivíduos com doença periodontal, 16 (44%) apresentaram o genótipo AG, seguidos de 13 (36%) com o genótipo GG e 7 (20%) com o genótipo AA, destacando uma maior prevalência de heterozigotos para o loco da IL-10, principalmente nos indivíduos da faixa etária de 30 a 35 anos , no grupo controle, 13 (43%) dos indivíduos apresentaram o genótipo AG, 12 (40%) apresentaram GG e apenas 5 (17%) foram classificados como AA, destacando uma maior prevalência de heterozigotos para o loco da IL-10, principalmente nos indivíduos da faixa etária de 40 a 45 anos . Os dados indicaram que as populações estudadas encontravam-se em equilíbrio, segundo o Teorema de Hardy-Weinberg. A análise das frequência dos genótipos e das frequências alélicas permitiram concluir que não encontramos relação causal entre a presença do genótipo G ou A e o desenvolvimento da doença periodontal em adultos. O SNP -1082G/A do gene da IL-10 não mostrou valor preditivo para a doença periodontal e, portanto, não podemos usa-lo com valor prognóstico.

Submitted by admin tede (tede@pucgoias.edu.br) on 2016-08-18T13:46:45Z No. of bitstreams: 1 MARCELO WATANABE DE MATOS.pdf: 908435 bytes, checksum: fc89cc18e73bc7e996153afa23e2e3c0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-18T13:46:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MARCELO WATANABE DE MATOS.pdf: 908435 bytes, checksum: fc89cc18e73bc7e996153afa23e2e3c0 (MD5) Previous issue date: 2012-08-01 / Fibromyalgia can be defined as a syndrome of chronic and diffuse musculoskeletal pain, with non-inflammatory characteristics. With the etiological processes still unclear, this disease has assumed an increasingly important role worldwide, with a prevalence of 2% estimated in the world population. Currently, the most discussed pathological mechanism for the disease is a change in pain perception mediated by excitatory and inhibitory neurotransmitters in the central nervous system. In this context are very relevant targets the endogenous opioids and their correlated receptors. The OPRM1 gene encoding the major opioid receptor called mu-opioid receptor, presents a single nucleotide polymorphism (SNP) at position 118 (A118G) that significantly affects the response to endogenous and synthetic opioids. Objectives: The objectives of this study were to compare the frequency of A118G polymorphism in the OPRM1 gene in two groups of women, including 50 women affected by fibromyalgia and 50 unaffected, as well as to investigate the possible associations between the A118G polymorphism with clinical and functional symptoms of the disease. Methodology: Patient´s clinical and functional pain symptoms were assessed by using the Fibromyalgia Impact Questionnaire (FIQ). The A118G polymorphism of the OPRM1 gene was analyzed by polymerase chain reaction followed by analysis of restriction fragment length polymorphism DNA was extracted from peripheral blood samples obtained from the two groups of women. Descriptive and comparative statistical analysis were performed and the results obtained. Results: The results of clinical and functional pain symptoms from fibromyalgia patients, obtained by the FIQ, confirmed the clinical severity of the patients selected in this study. The allele frequencies obtained for the two groups were: A (86,0%) and G (14,0%) for patients with fibromyalgia and A (87,8%) and G (12,2%) for controls. The AA genotype frequencies were found (74,0%) and AG (24,0%) and GG (2,0%) for patients with fibromyalgia and AA (77.6%) and AG (20.4%) and GG (2,0%) for the controls. Conclusions: No statistically significant difference was detected between the group of patients with fibromyalgia and control patients. The A118G polymorphism of the OPRM1 gene was not associated with clinical and functional pain symptoms of the patients analyzed in this study. / A fibromialgia pode ser definida como uma síndrome de dor músculoesquelética difusa e crônica, de caráter não inflamatório. Com processos etiológicos ainda não elucidados, esta patologia tem assumido um papel cada vez mais importante no cenário mundial, com uma prevalência estimada de 2% da população. Atualmente, o possível mecanismo patológico mais discutido é o de uma alteração na percepção da dor, mediada por neurotransmissores excitatórios e inibitórios no Sistema Nervoso Central. Neste contexto, inserem-se os opióides endógenos e seus receptores correlatos. O gene OPRM1 codifica o principal receptor opióide, denominado receptor mu-opióide, cujo polimorfismo de nucleotídeo único (SNP) na posição 118 (A118G) afeta significativamente a resposta aos opióides endógenos e sintéticos. Objetivos: Os objetivos deste estudo foram comparar a frequência do polimorfismo A118G no gene OPRM1 em dois grupos de mulheres, incluindo 50 afetadas pela fibromialgia e 49 não afetadas, bem como investigar as possíveis associações entre o polimorfismo A118G e os sintomas clínicos e funcionais da doença. Metodologia: Os sintomas clínicos e funcionais do quadro álgico das pacientes foram avaliados por meio do Questionário de Impacto da Fibromialgia (do Inglês: Fibromyalgia Impact Questionnaire – FIQ). O polimorfismo A118G do gene OPRM1 foi analisado por meio da reação em cadeia de polimerase seguida de análise de polimorfismos de comprimento de fragmentos de restrição, a partir de DNA extraído de amostras de sangue periférico obtidas dos dois grupos de mulheres. Análise estatística descritiva e comparativa foi realizada a partir dos resultados obtidos. Resultados: A análise dos resultados dos sintomas clínicos e funcionais do quadro álgico das pacientes com fibromialgia, obtidos por meio do FIQ, comprovaram a gravidade do quadro clínico das pacientes selecionadas neste estudo. As frequências alélicas obtidas para os dois grupos foram: A (86,0%) e G (14,0%) para as pacientes com fibromialgia e A (87,8%) e G (12,2%) para os controles. As frequências genotípicas encontradas foram AA (74,0%); AG (24,0%) e GG (2,0%) para pacientes com fibromialgia e AA (77,6%); AG (20,4%) e GG (2,0%) para os controles. Conclusões: Nenhuma diferença estatisticamente significativa foi detectada entre o grupo de pacientes com fibromialgia e as pacientes do grupo controle. O polimorfismo A118G do gene OPRM1 não esteve associado com os sintomas clínicos e funcionais do quadro álgico das pacientes analizadas neste estudo.

As síndromes mielodisplásicas (SMD) constituem um grupo heterogêneo de doenças hematológicas de origem clonal, caracterizado por hematopoese ineficaz, citopenia e risco de evolução para leucemia mieloide aguda (LMA). As anormalidades citogenéticas adquiridas são marcadores prognósticos bem estabelecidos em SMD. No entanto, a técnica de citogenética metafásica apresenta limitações, incluindo baixa resolução e necessidade de divisão celular, sendo que defeitos cromossômicos podem não ser detectados. Tecnologias baseadas em microarranjo (array) de DNA, como o Single Nucleotide Polymorphism Array (SNP-A), são importantes para avaliação do genoma normal e neoplásico. O SNP-A foi desenvolvido para o estudo de todo o genoma, apresenta uma resolução superior a citogenética metafásica convencional, pode ser realizado em células na interfase, e detecta alterações cromossômicas não visualizadas pela citogenética metafásica. Além disso, o SNPA fornece dados de genotipagem para detecção de perda neutra de heterozigose, também denominada de dissomia uniparental somática. Regiões cromossômicas com deleção, perda neutra de heterozigose ou ganho são comuns em pacientes com neoplasias hematológicas e sugeriu genes candidatos a supressores de tumor e oncogenes. O objetivo do presente estudo foi a caracterização da coorte de pacientes com suspeita clínica de SMD e o uso integrado do método de citogenética convencional e SNP-A no serviço de hematologia da nossa instituição na investigação de alterações citogenéticas em pacientes com SMD e doenças relacionadas. Durante o período do estudo, foram recebidas um total de 114 amostras de pacientes com suspeita clínica de SMD. A análise clínica, morfológica e citogenética permitiu confirmar o diagnóstico de SMD ou doenças relacionadas em 43 pacientes (SMD [n=34], SMD/NMP [n=5], LMA com alterações mielodisplásicas [n=4]). Vinte e um pacientes foram classificados como citopenia idiopática de significado indeterminado (CISI) e 50 indivíduos apresentaram outros diagnósticos. SNP-A foi realizado em 17 pacientes com SMD e doenças relacionadas. Dentre os pacientes selecionados para o SNP-A, anormalidades cromossômicas foram observadas em 6/17 (35%) casos pelo cariótipo convencional e em 8/17 (47%) casos pela técnica de SNP-A. SNP-A não detectou quatro alterações cromossômicas previamente identificadas pela citogenética convencional: duas translocações balanceadas e duas alterações numéricas. SNP-A confirmou os demais achados identificados pela citogenética convencional e detectou um total de 32 novas lesões (1 ganho, 19 perdas e 12 UPDs) em 6 pacientes com SMD ou doenças relacionadas. SNP-A pode complementar a citogenética convencional na detecção de anormalidades cromossômicas em neoplasias mieloides. / Myelodysplastic syndromes (MDS) are a heterogeneous group of clonal hematopoietic diseases, characterized by inefficient hematopoiesis, peripheral blood cytopenias and a risk to progress to acute myeloid leukemia (AML). Acquired chromosomal abnormalities have prognostic value in MDS. However, metaphase cytogenetics has some limitations including low resolution and the requirement of cell division, and chromosomal abnormalities may not be detected. New technologies based on array, the Single Nucleotide Polymorphism Array (SNP-A), are able to evaluate the whole genome. The SNP-A has superior resolution compared to metaphase cytogenetics, may be used in interphase cells, and may detect chromosomal abnormalities not detected by metaphase cytogenetics. In addition, the SNP-A read-out includes genotyping calls and hybridization signal strength, corresponding to gene copy number, allowing detecting copy neutral loss of heterozigosity (CN-LOH), also known as uniparental dissomy (UPD). Deletions, copy neutral loss of heterozigosity or gain are frequent in patients with haematopoietic neoplasms and has already suggested the location of tumor suppressor genes and oncogenes. The aim of this study was to characterize the cohort of patients with clinical suspicion of MDS and to establish the integrative use of the conventional cytogenetic and the SNP-A in the investigation of chromosomal abnormalities in patients with MDS and related diseases followed at our institution. The clinical, morphological and cytogenetic evaluation allowed us to confirm the diagnosis of MDS or related disease in 43 patients (MDS [n=34], MDS/MPN [n=5], AML with myelodysplastic changes [n=4]). Twenty-one patients were diagnosed with idiopathic cytopenia with undetermined significance (ICUS) and 50 patients had other diagnosis. SNP-A were performed in 17 patients with MDS and related disease. Chromosomal abnormalities were observed in 6/17 (35%) cases by metaphase cytogenetics, and in 8/17 (47%) of the cases by SNP-A. SNP-A did not detected two balanced translocations and two numerical alterations previously observed by metaphase cytogenetics. SNP-A confirmed all the other findings observed by metaphase cytogenetics and SNP-A detected a total of 32 new lesions (1 gain, 19 losses and 12 UPDs) in 6 MDS and related diseases. SNP-A may complement metaphase cytogenetics to improve the detection of chromosomal abnormalities in myeloid neoplasms.

Tambaqui (Colossoma macropomum) is the largest native Characiform species from the Amazon and Orinoco river basins of South America. Tambaqui farming is growing rapidly in Brazil, its production reached 139.209 tons in 2014, what corresponds to 57.7% of increase compared with 2013. However, few genetic studies of tambaqui are currently available. The tambaqui genetic studies for cultured and wild populations need a holistic approach for a rational action facing ecological and market challenges in aquaculture. Approaches based on genetic studies have provided important tools to understand population dynamics, local adaptation, and gene function to improve selection strategies to be applied in breeding programs. The next-generation sequencing (NGS) allowed a great advance in genomic and transcriptomic approaches, especially related to non-model species. The genotype-by-sequencing (GBS) is one of this approaches based on genome complexity reduction using restriction enzymes (REs). This thesis presents the application of these approaches to provide advances in the genetic background for tambaqui studies. The GBS approach provided a high-density SNPs panel that allowed us to develop the first linkage map, and association studies with environmental variables, local adaptation, and lack of intermuscular bones, both using tambaqui as a model. This work can give us many theoretical references to be applied in genetic breeding programs for tambaqui, allowing a better understanding of genetic processes related to traits of interest in aquaculture. / O tambaqui (Colossoma macropomum) é a maior espécie nativa de Characiforme da América do Sul e é encontrado nas bacias do rio Amazonas e Orinoco. O cultivo do tambaqui está crescendo rapidamente no Brasil, sua produção atingiu 139.209 toneladas em 2014, o que corresponde a 57,7% de aumento em relação a 2013. No entanto, poucos estudos genéticos realizados com o tambaqui estão disponíveis atualmente. Estudos genéticos em tambaqui, tanto em populações cultivadas quanto em populações selvagens, necessitam de uma abordagem holística para uma ação racional frente aos desafios ecológicos e mercadológicos na aquicultura. Abordagens baseadas em estudos genéticos têm fornecido ferramentas importantes para se entender a dinâmica populacional, adaptação local e função gênica visando melhorar as estratégias de seleção a serem aplicadas em programas de melhoramento genético. O sequenciamento de nova geração (NGS) permitiu um grande avanço nas abordagens genômicas e transcriptômicas, especialmente relacionadas a espécies não-modelo. A genotipagem por sequenciamento (GBS) é uma dessas abordagens que utilizam enzimas de restrição (REs) para reduzir a complexidade do genoma. Esta tese apresenta a aplicação desta abordagem objetivando proporcionar avanços significativos nos estudos genéticos de base para tambaqui. A técnica de GBS forneceu um painel de SNPs de alta densidade que nos permitiu desenvolver o primeiro mapa de ligação e estudos de associação com variáveis ambientais, adaptação local e ausência de ossos intermusculares no tambaqui. Este trabalho pode nos dar muitas referências teóricas a serem aplicadas em programas de melhoramento genético do tambaqui, permitindo uma melhor compreensão dos processos genéticos relacionados a traços de interesse na aquicultura.

Tendo em vista a possibilidade da utilização de marcadores moleculares relacionados à leptina em programas de melhoramento genético no Brasil, com o objetivo de auxiliar a seleção de bovinos da raça Nelore para características de importância econômica e, particularmente, para aquelas relacionadas ao crescimento e precocidade de acabamento, a proposta do presente trabalho foi caracterizar as freqüências gênicas e genotípicas de alguns polimorfismos e estudar seus efeitos nas características de precocidade de acabamento e crescimento em bovinos da raça Nelore. Foram avaliadas as associações dos marcadores moleculares com medidas de ultra-som de área de olho de lombo (AOL), espessura de gordura subcutânea (EGS), espessura de gordura da picanha (EGP), peso à desmama (PD), peso ao sobreano (PS), ganho de peso da desmama ao sobreano (GPS) e circunferência escrotal ao sobreano (CE). Para a caracterização dos marcadores na população Nelore foram avaliadas as freqüências genotípicas e gênicas, testes de equilíbrio de Hardy-Weinberg, heterozigoses, diversidades alélicas e conteúdos de informação polimórfica. A análise dos efeitos dos diferentes genótipos dos marcadores moleculares foi realizada através da análise de variância, desvios de dominância, efeitos aditivos e efeitos médios de substituição. As freqüências genotípicas e gênicas demonstraram que alguns alelos de determinados marcadores moleculares se encontram em baixa freqüência na população, porém apresentam os mesmos polimorfismos já relatados em bovinos de raças européias. Os marcadores A1457G, C963T e UASMS1 apresentaram associação significativa com características avaliadas por ultra-som. Os marcadores E2JW, A59V e T945M apresentaram associação significativa com características de crescimento. O marcador E2FB apresentou associações significativas apenas pela análise de efeito médio de substituição. Estes achados reforçam o potencial de utilização dos marcadores moleculares ligados a leptina na melhoria das características economicamente importantes em animais da raça Nelore. A seleção assistida por marcadores de animais portadores de alelos favoráveis pode impactar positivamente na cadeia produtiva de bovinos de corte em todos os seus segmentos. / Considering the possibility of utilization of molecular markers linked to leptin in animal breeding programs from Brazil and aiming to aid in the selection of Nellore cattle to economic traits and particularly, for those related to growth and finishing traits, the purpose of this research was to characterize the allelic and genotypic frequencies and associate with growth and finishing in Nellore cattle. There were evaluated the associations of the molecular markers on the ultrasound Longissimus muscle area (AOL), ultrasound backfat thickness (EGS), ultrasound fat thickness in Biceps femoris muscle, weaning weight (PD), yearling weight (PS), weight gain from weaning to yearling (GPS) and yearling scrotal circumference (CE). The characterization of the molecular markers in Nellore cattle was evaluated through of the allelic and genotypic frequencies, Hardy-Weinberg equilibrium tests, heterozigosity, allelic diversity and polymorphism information content. The different genotype effects of the molecular markers were evaluated through ANOVA, dominance deviation, additive and substitution effect. The allelic and genotype frequencies shown some alleles of the molecular markers were low frequencies in Nellore cattle. However there were identified the same polymorphisms described in taurine cattle. Markers A1457G, C963T and UASMS1 demonstrated significant association with ultrasound measurement traits. The E2JW, A59V and T945M markers showed significant association with growth traits. The E2FB marker showed significant effects when it was evaluated for substitution effect. These findings emphasize the potential utilization of molecular markers linked to leptin in the improvement of economic traits in the Nellore cattle. The improvement this traits through marker assisted selection of carrier animals of desirable alleles might positively aid the whole beef cattle productive chain.

A seleção genômica (Genomic Selection - GS) permite identificar indivíduos superiores com base no seu método genômico e apresenta a possibilidade de incorporação do melhoramento quantitativo à genética molecular. O melhor preditor linear não viesado (Best Linear Unbiased Prediction - BLUP) é um método de predição dos efeitos aleatórios do modelo com base nos componentes de variância obtidos por meio do método máxima verossimilhança restrita (Restricted maximum likelihood - REML). A eficiência do REML\\BLUP pode ser incrementada por meio da incorporação de matrizes de parentesco genômico nos modelos de seleção genômica, uma vez que os efeitos genéticos genômicos aditivos dos indivíduos avaliados constituem os componentes aleatórios dos modelos mistos abordados. Dentre os algoritmos disponíveis para estimá-las, a partir de dados de polimorfismo de nucleotídeo único (Single-nucleotide polymorphism - SNP\'s) há as matrizes de Vanraden (2008) Astle e Balding (2009) e as de Yang et al. (2010) (matriz de parentesco unificado e matriz de parentesco unificado ajustado). Adicionalmente ao método de estimação da matriz de parentesco, a acurácia da GS depende da densidade de marcadores e da extensão e padrão de desequilíbrio de ligação (Linkage desequilibrium - LD) que existe no painel. Com isto, os objetivos foram: i) investigar o efeito da redução nas densidades de marcadores SNP\'s, por meio do LD, na estimativa do parentesco genético dos indivíduos e, consequentemente, na acurácia preditiva da GS; ii) estudar o efeito do uso de diferentes tipos de matrizes de parentesco genômico na acurácia da seleção genômica para linhagens e híbridos de milho tropical. Para isso, foram considerados dois painéis distintos de milho tropical: uma composta por 64 linhagens endogâmicas e a outra, por 452 híbridos. Estas foram avaliadas para o caráter produtividade de grãos, em oito e cinco ambientes, respectivamente. As linhagens e os híbridos foram genotipados com a plataforma Affymetrix® Axiom® Maize Genotyping Array, com cerca de 600 mil marcadores. Foram construídos diferentes cenários de GS quanto ao tipo de painel (linhagens e híbridos), densidade de marcadores (400k, 60k, 9586 e 1304 para linhagens e 50k, 4458 e 495, para híbridos) e tipos de matrizes de parentesco (citadas acima). Em cada um destes cenários foi estimada a herdabilidade, acurácia, capacidade preditiva e a coincidência de seleção. A partir dos resultados conclui-se que: tanto para híbridos como para linhagens, a densidade de marcas pode ser reduzida significativamente por meio do LD existente entre os SNP\'s, sem gerar prejuízos quanto à acurácia da GS, mas reduzindo os custos com genotipagem e a demanda computacional. Para predição genômica das linhagens, a matriz de Vanraden (2008) apresenta o melhor custo benefício, pois tem menor demanda computacional e proporciona resultados satisfatórios quanto à acurácia e coincidência de seleção. Para a predição genômica de híbridos, as matrizes de Yang et al. (2010) são superiores em relação às demais testadas, quanto à acurácia preditiva e coincidência de seleção. / The efficiency of the Best Linear Unbiased Prediction (BLUP), along with the Restricted maximum likelihood (REML) methods, can be increased by incorporating genomic kinship matrices to Genomic Selection models (GS). Among the available algorithms to estimate these matrices from single-nucleotide polymorphism (SNP) data there are Vanraden (2008), Astle e Balding (2009) and Yang et al. (2010) (unified relationship matrix and adjusted unified relationship matrix). In addition to the estimation method of the relationship matrix, the accuracy of GS depends on the density of markers and the extent and pattern of linkage disequilibrium (LD) that there is in the panel. Thus, the aims were: i) assess the effect of marker density reduction, based on LD, on the estimative of the genetic relationship of individuals and, consequently, on the predictive accuracy of GS; ii) study the effects of types of genomic relationship matrices on the accuracy of genomic selection for tropical maize lines and hybrids. In order to achieve there, two distinct panel of tropical maize were used: the first consisting of 64 inbred lines and latter of 452 hybrids. These panels were evaluated in field trials for grain yield in eight and five environments, respectively. The lines and hybrids were genotyped by the Affymetrix® Axiom® Maize Genotyping Array platform with 612 thousand markers. Distinct scenarios of GS were comprised considering panel type (lines and hybrids), marker density (400k, 60k, 9586 and 1304 for lines and, 50k, 4458 and 495 for hybrids) and, types of kinship matrices cited aboved. In each of these scenarios heritability, accuracy, predictive capacity and the selection coincidence were estimated. From the results it was concluded that: for both, hybrids and lines, marker density can be significantly reduced based on LD between SNP\'s without affecting the accuracy. Furthermore, this reduction also decreases genotyping costs and computational requirements. For genomic prediction of lines, Vanraden (2008) matrix shows the best cost-benefit, because it demands less computer resources and provides satisfactory results in terms of accuracy and selection coincidence. On the other hand, for genomic prediction of hybrids, the matrices of Yang et al. (2010) yielded higher predictive accuracies and selection coincidences.

Dentre as diversas questões envolvendo a tecnologia duplo haploides (DH) em milho, uma que tem sido pouco discutida é a geração em que se deve induzir haploides, no caso, F1 ou F2. Destas, a F1 tem sido a mais utilizada. No entanto, o seu uso constante pode levar a perdas de ganhos genéticos, devido ao menor número de recombinações. Com isso, alguns autores aconselham o uso da F2 na indução, o que possibilitaria maiores ganhos em variabilidade genética. Desse modo, os objetivos foram verificar o efeito das gerações F1 e F2 na expressão do R1-navajo em germoplasma tropical, na eficiência relativa de cada uma das etapas da metodologia e na variabilidade genética das linhagens DH obtidas. Para isso, cinco fontes de germoplasma, em gerações F1 e F2, foram cruzadas com o indutor de haploidia tropicalizado LI-ESALQ. As sementes deste cruzamento foram agrupadas por meio do marcador R1-navajo em três classes: haploides putativos, diploides e inibidas. Após esta etapa, as sementes dos haploides putativos foram submetidas à duplicação cromossômica e as plantas duplicadas foram transplantadas a campo para a obtenção de linhagens DH. As unidades de sementes, plântulas e plantas em cada etapa da metodologia foram quantificadas para o estudo da eficiência relativa na obtenção de DH. Também foram coletadas amostras foliares das linhagens DH para genotipagem por meio de marcadores SNP (Single nucleotide polymorphism). As taxas de indução de haploides (HIR), sementes diploides (DSR) e inibidas (ISR) foram analisadas por meio de um modelo linear generalizado misto considerando distribuição logit multinomial. As eficiências relativas das fontes de germoplasma e gerações em cada etapa da metodologia DH foram estimadas por meio de porcentagem. Os marcadores SNP foram utilizados em estudos de diversidade genética, estrutura populacional e desequilíbrio de ligação. Os valores médios observados para as taxas de HIR, ISR e DSR foram, respectivamente, 1,23%, 23,4% e 75,2% para a geração F1 e 1,78%, 19,6% e 82,3% para a geração F2. O maior valor de HIR na F2 ocorreu devido à segregação dos genes que inibem o marcador R1-navajo durante a indução de haploides. Entretanto, apesar da geração F2 apresentar maior HIR, ela não deve substituir a F1, uma vez que se perde tempo com um ciclo adicional. A eficiência relativa na obtenção de linhagens DH apresentou o mesmo valor (0,4%) para as gerações F1 e F2, indicando que a escolha da geração não interfere na quantidade de DH produzidos. As estimativas dos parâmetros populacionais para as linhagens DH obtidas de geração F1 apresentaram valores para variância genética (VG) de 700,55, tamanho efetivo populacional (Ne) de 43,1, diversidade genética de Nei (GD) de 0,28 e conteúdo de informação polimórfica (PIC) de 0,23. Para a geração F2 as estimativas foram de VG=648,88, Ne=39,61, GD=0,26 e PIC=0,22. Os valores de desequilíbrio de ligação foram de 0,069 na geração F1 e de 0,067 na geração F2. Ou seja, as linhagens DH oriundas destas duas gerações apresentaram magnitudes semelhantes de diversidade genética e de desequilíbrio de ligação. O uso da geração F2 teoricamente permitiria obter maior variabilidade genética, devido à recombinação adicional. Entretanto, neste trabalho esta tendência não foi observada. Com isto, em milho tropical, recomenda-se o uso da geração F1 para a obtenção de DH, por apresentar o melhor balanço entre tempo e variabilidade genética. / Among the several questions involving doubled haploid technology (DH), one that has been little discussed is the generation in which one should induce haploids, in the F1 or F2. Overall, the F1 generation has been the most used. However, their constant use can lead to losses of genetic gains with the selection cycles due to the lower number of recombination. Thereby, some authors advise the use of F2 in inductions, which would allow greater gains in genetic variability. Thus, the objectives were to check the effect of the F1 and F2 generations on the expression of the R1-navajo in tropical germplasm, on the relative efficiency of each step of the methodology and the genetic variability of the DH lines obtained. For this purpose, five germplasm sources, in F1 and F2 generations, were crossed with the tropicalized haploid inducer LI-ESALQ. The seeds from this cross were grouped using the R1-navajo marker into three classes: putative haploids, diploid and inhibited. Then, putative haploid seeds were submitted to chromosome duplication, and the duplicate seedlings were transplanted to the field in order to obtain DH lines. Hence, seed, seedling, and plant at each stage of the methodology were quantified to study the relative efficiency in developing DH lines. Moreover, leaf samples from the D0 lines were collected for genotyping using SNP (Single nucleotide polymorphism) markers. Finally, the haploid inducer rate (HIR), diploid seed rate (DSR) and inhibited seed rate (ISR) were analyzed using a generalized linear mixed model considering multinomial logit distribution. The relative efficiency of germplasm sources and generation in each stage of the DH methodology was estimated by percentage. SNP markers were used in studies of genetic diversity, population structure, and linkage disequilibrium. The observed mean values of HIR, ISR and DSR were, respectively, 1.23%, 23.4% and 75.2% for the F1 generation and 1.78%, 19.6% and 82.3% for the F2 generation. The higher value of HIR in F2 occurred due to the segregation of genes, which inhibit the R1-navajo marker during haploid induction. However, in spite of the higher value of HIR for F2 generation, it should not replace F1 since time is lost with an additional cycle. The relative efficiency observed in the obtention of DH lines was the same value (0.4%) for generations F1 and F2, indicating that the choice between those generations does not interfere with the quantity of produced DH. Estimates of the population parameters for the DH lines obtained from F1 generation presented values for genetic variance (VG) of 700.55, effective population size (Ne) of 43.1, Nei\'s genetic diversity (DG) of 0.28 and polymorphic information content (PIC) of 0.23. For F2 generation the estimates were VG = 648.88, Ne = 39.61, GD = 0.26 and PIC = 0.22. Linkage disequilibrium values were 0.069 in the F1 generation and 0.067 in the F2 generation. Thus, DH lines from these two generations showed similar values of genetic diversity and linkage disequilibrium. Nonetheless, the use of the F2 generation theoretically would allow obtaining greater genetic variability, due to the additional cycle of crossing-overs. However, this trend was not observed in this study. Thus, in tropical maize, the use of the F1 generation to obtain DH lines is recommended, because it performs the best balance between time and genetic variability.