A variedade de plantas hospedeiras e suas características, bem como a digestão e assimilação dos seus nutrientes por parte dos insetos herbívoros compreendem mecanismos pré- e pós-ingestivos centrais para a interpretação de fenômenos da história de vida dos insetos. Metriona elatior (Klug, 1829) e Gratiana spadicea (Klug, 1829) (Coleoptera, Chrysomelidae, Cassidinae) têm diferente comportamento alimentar; a primeira é considerada oligófaga e ocorre sobre algumas espécies de Solanum e, a segunda, monófaga, tendo sua ocorrência limitada a Solanum sisymbriifolium Lamarck. Neste trabalho, detectamos diferenças comportamentais, através da quantificação do tempo empregado em diferentes atividades (repouso, caminhada, remoção de tricomas, alimentação e prova do alimento) pelas larvas de primeiro, terceiro e quinto ínstares desses dois Cassidinae em cinco diferentes plantas hospedeiras (Solanum aculeatissimum Jacquin, Solanum atropurpureum Shrank, Solanum melongena Linnaeus, S. sisymbriifolium e Solanum viarum Dunal), durante 6 horas consecutivas. Diante do hábito oligófago de M. elatior, observamos a ocorrência de diferenças na performance em seis espécies do gênero Solanum (as mesmas citadas anteriomente em adição a Solanum guraraniticum Hassl), além da escolha alimentar das larvas e preferência de oviposição. Em adição, com o uso da morfometria geométrica, avaliamos se diferentes tipos de alimentação durante o estágio larval influenciam na forma e tamanho das estruturas corporais dos adultos. Os diferentes graus de especialização de G. spadicea e M. elatior têm grande influência no comportamento das larvas, quando em diferentes plantas hospedeiras. M. elatior apresentou-se plástica em relação ao comportamento de G. spadicea, as quais apresentaram respostas divergentes quando sobre outras plantas que não são sua hospedeira usual. M. elatior apresentou maior performance sobre S. aculeatissimum, S. atropurpureum e S. viarum, e uma clara desvantagem em se alimentar de S. guaraniticum, S. melongena e S. sisymbriifolium, o que foi também confirmado pelos testes de escolha alimentar pelas larvas e oviposição pelas fêmeas. Além disso, a alimentação em diferentes hospedeiras trouxe conseqüências para a forma e tamanho de estruturas corporais dos adultos, que são importantes evolutivamente no contexto da seleção natural (vôo) e sexual (genitália).

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O gênero Solanum L. (Solanaceae) compreende mais de 1000 espécies, incluindo táxons de grande interesse econômico por seu valor alimentício e medicinal. Este gênero é dividido em três subgêneros: Bassovia, Solanum e Leptostemonum. O subgênero Leptostemonum é dividido em dez seções, e entre essas destaca-se a seção Torva que possui representantes no sul do Brasil, e cujas espécies têm amplo interesse por apresentarem substâncias ativas de grande utilidade farmacológica. Entretanto, dentro dessa seção existem problemas taxonômicos, inclusive com a presença de indivíduos de morfologia intermediária, que dificultam sua classificação e, conseqüentemente, o seu melhor aproveitamento. Nesse trabalho, foram realizados dois estudos de caráter filogenético a fim de conhecer as relações de parentesco entre as espécies de Solanum seção Torva, presentes no sul do Brasil, e destas com espécies de outras seções do subgênero Leptostemonum. Em ambos os estudos foram utilizados quatro marcadores (genomas nuclear e plastidial): a região ITS (espaçadores internos transcritos do DNA nuclear ribossomal) incluindo ITS1, ITS2 e o gene 5,8S; o íntron trnL e os espaçadores intergênicos trnL-trnF e trnS-trnG do DNA plastidial. O marcador ISSR (Inter Simple Sequence Repeats) foi utilizado para verificar a variabilidade genética entre as espécies de Solanum seção Torva e testar o grau de polimorfismo de quatro “primers” dentro dessa seção. As análises realizadas evidenciaram uma origem monofilética para a seção Torva. Além disso, foi verificada uma relação de parentesco mais acentuado dessa seção com S. melongena, S. jamaicense e S. sisymbriifolium. Dentro da seção Torva foram observados agrupamentos que relacionam a espécie de morfologia intermediária a seus possíveis progenitores S. paniculatum e S. guaraniticum. Os quatro agrupamentos mais freqüentes observados dentro da seção foram: a aproximação de S. guaraniticum, S. bonariense e S. paniculatum X S. guaraniticum; o relacionamento entre S. adspersum e S. tabacifolium; a interação entre S. paniculatum e a espécie de morfologia intermediária; e a aproximação entre S. paniculatum e S. variabile. Este trabalho contribuiu para o conhecimento evolutivo das espécies dessa complexa seção que vem levantando interesse de inúmeros pesquisadores.

A variedade de plantas hospedeiras e suas características, bem como a digestão e assimilação dos seus nutrientes por parte dos insetos herbívoros compreendem mecanismos pré- e pós-ingestivos centrais para a interpretação de fenômenos da história de vida dos insetos. Metriona elatior (Klug, 1829) e Gratiana spadicea (Klug, 1829) (Coleoptera, Chrysomelidae, Cassidinae) têm diferente comportamento alimentar; a primeira é considerada oligófaga e ocorre sobre algumas espécies de Solanum e, a segunda, monófaga, tendo sua ocorrência limitada a Solanum sisymbriifolium Lamarck. Neste trabalho, detectamos diferenças comportamentais, através da quantificação do tempo empregado em diferentes atividades (repouso, caminhada, remoção de tricomas, alimentação e prova do alimento) pelas larvas de primeiro, terceiro e quinto ínstares desses dois Cassidinae em cinco diferentes plantas hospedeiras (Solanum aculeatissimum Jacquin, Solanum atropurpureum Shrank, Solanum melongena Linnaeus, S. sisymbriifolium e Solanum viarum Dunal), durante 6 horas consecutivas. Diante do hábito oligófago de M. elatior, observamos a ocorrência de diferenças na performance em seis espécies do gênero Solanum (as mesmas citadas anteriomente em adição a Solanum guraraniticum Hassl), além da escolha alimentar das larvas e preferência de oviposição. Em adição, com o uso da morfometria geométrica, avaliamos se diferentes tipos de alimentação durante o estágio larval influenciam na forma e tamanho das estruturas corporais dos adultos. Os diferentes graus de especialização de G. spadicea e M. elatior têm grande influência no comportamento das larvas, quando em diferentes plantas hospedeiras. M. elatior apresentou-se plástica em relação ao comportamento de G. spadicea, as quais apresentaram respostas divergentes quando sobre outras plantas que não são sua hospedeira usual. M. elatior apresentou maior performance sobre S. aculeatissimum, S. atropurpureum e S. viarum, e uma clara desvantagem em se alimentar de S. guaraniticum, S. melongena e S. sisymbriifolium, o que foi também confirmado pelos testes de escolha alimentar pelas larvas e oviposição pelas fêmeas. Além disso, a alimentação em diferentes hospedeiras trouxe conseqüências para a forma e tamanho de estruturas corporais dos adultos, que são importantes evolutivamente no contexto da seleção natural (vôo) e sexual (genitália).

O gênero Solanum L. (Solanaceae) compreende mais de 1000 espécies, incluindo táxons de grande interesse econômico por seu valor alimentício e medicinal. Este gênero é dividido em três subgêneros: Bassovia, Solanum e Leptostemonum. O subgênero Leptostemonum é dividido em dez seções, e entre essas destaca-se a seção Torva que possui representantes no sul do Brasil, e cujas espécies têm amplo interesse por apresentarem substâncias ativas de grande utilidade farmacológica. Entretanto, dentro dessa seção existem problemas taxonômicos, inclusive com a presença de indivíduos de morfologia intermediária, que dificultam sua classificação e, conseqüentemente, o seu melhor aproveitamento. Nesse trabalho, foram realizados dois estudos de caráter filogenético a fim de conhecer as relações de parentesco entre as espécies de Solanum seção Torva, presentes no sul do Brasil, e destas com espécies de outras seções do subgênero Leptostemonum. Em ambos os estudos foram utilizados quatro marcadores (genomas nuclear e plastidial): a região ITS (espaçadores internos transcritos do DNA nuclear ribossomal) incluindo ITS1, ITS2 e o gene 5,8S; o íntron trnL e os espaçadores intergênicos trnL-trnF e trnS-trnG do DNA plastidial. O marcador ISSR (Inter Simple Sequence Repeats) foi utilizado para verificar a variabilidade genética entre as espécies de Solanum seção Torva e testar o grau de polimorfismo de quatro “primers” dentro dessa seção. As análises realizadas evidenciaram uma origem monofilética para a seção Torva. Além disso, foi verificada uma relação de parentesco mais acentuado dessa seção com S. melongena, S. jamaicense e S. sisymbriifolium. Dentro da seção Torva foram observados agrupamentos que relacionam a espécie de morfologia intermediária a seus possíveis progenitores S. paniculatum e S. guaraniticum. Os quatro agrupamentos mais freqüentes observados dentro da seção foram: a aproximação de S. guaraniticum, S. bonariense e S. paniculatum X S. guaraniticum; o relacionamento entre S. adspersum e S. tabacifolium; a interação entre S. paniculatum e a espécie de morfologia intermediária; e a aproximação entre S. paniculatum e S. variabile. Este trabalho contribuiu para o conhecimento evolutivo das espécies dessa complexa seção que vem levantando interesse de inúmeros pesquisadores.

Thesis (Maestro en Ciencias)--Universidad de Puerto Rico, Recinto Universitario de Mayagüez, 2006. / Includes bibliographical references (p. 48-56). Also available in PDF format via the Internet.

Thesis (Ph. D.)--University of Missouri-Columbia, 2007. / Includes bibliographical references. Also available in PDF format via the Internet.

Orientador: Edvaldo Aparecido Amaral da Silva / Banca: Juliana Pereira Bravo / Banca: João Nakagawa / Banca: Anderson Cleiton José / Banca: Heloisa Oliveira dos Santos / Resumo: A tolerância à dessecação (TD) em sementes ortodoxas é adquirida na fase de maturação e perdida com a germinação (protrusão radicular). Todavia, a utilização de polietileno glicol (PEG) pode restabelecer a TD em sementes germinadas. Objetivou-se neste trabalho restabelecer a tolerância à dessecação em sementes germinadas de Solanum lycocarpum e estudar o transcriptoma e os mecanismos associados a este processo. Quatro repetições de 50 sementes germinadas com comprimento de raiz primária de 1, 2, 3, 4 e 5 mm foram tratadas com PEG 8000 à -1,7 MPa e mantidas à 10 °C por 72 horas e, após esse período, as sementes germinadas foram secadas em ambiente com solução de cloreto de lítio (65% de UR e 20 °C) até atingirem a umidade de 8,7%, como a do tratamento controle, as sementes germinadas não tratadas. Em seguida, as sementes germinadas foram pré-umidificadas em atmosfera saturada com vapor d'água por 24 horas à 20 °C e, então, submetidas às condições de germinação. O RNA foi extraído e sequenciado de raízes primárias de 2 mm de comprimento tratadas com PEG e não tratadas. Foram utilizadas três repetições biológicas de 100 raízes primárias para cada biblioteca de RNA, para o sequenciamento (Paired-End 2 x 200 bp HiScan2500). Foram identificados aproximadamente 116.000 transcritos, dos quais 2896 genes tiveram expressão diferencial, 1.184 genes tiveram a expressão aumentada e 1.712 tiveram a expressão diminuída. Foram identificados genes relacionados ao restabelecimento da TD em S. ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The desiccation tolerance (TD) in orthodox seeds is acquired during the maturation phase and lost with germination (root protrusion). However, the use of polyethylene glycol (PEG) can reestablish TD in germinated seeds. The aim of this research was to restore tolerance to desiccation in germinated seeds of Solanum lycocarpum and to study the transcriptome and mechanisms associated with this process. Four replicates of 50 germinated seeds with primary root length of 1, 2, 3, 4 and 5 mm were treated with PEG 8000 at -1.7 MPa and maintained at 10 °C for 72 hours and after that period the seeds germinated seeds were dried in a solution of lithium chloride solution (65% RH and 20 °C) until reaching the humidity of 8.7%, as the control treatment, the untreated germinated seeds. Then the germinated seeds were pre-humidified in an atmosphere saturated with water vapor for 24 hours at 20 °C and then submitted to the germination conditions. RNA was extracted and sequenced from 2 mm long primary roots treated with PEG and untreated. Three biological replicates of 100 primary roots were used for each RNA library for sequencing (Paired-End 2 x 200 bp HiScan2500). Approximately 116,000 transcripts were identified, of which 2896 genes had differential expression, 1,184 genes had increased expression and 1,712 had decreased expression. Genes related to the reestablishment of TD in S. lycocarpum were identified, with emphasis on oleosins, LEA14, GOLS1 and EMP1. The desiccation tolerance in S. lycocarpum is governed by a complex of interactions and molecular mechanisms, the main ones being the biological processes and pathways related to lipid metabolism and hormonal responses. / Doutor

Os gêneros Athenaea e Aureliana (Solanaceae) são compostos por sete e oito espécies, respectivamente, e os mesmo são distintos pela presença do cálice acrescente, que envolve o fruto, nas espécies de Athenaea. Suas plantas são arbustos com flores brancas com máculas esverdeadas ou roxas. A espécie mais abundante do grupo é Aureliana fasciculata, que ocorre ao longo de toda a Mata Atlântica. As demais espécies são raras. Athenaea e Aureliana são considerados gêneros irmãos, de acordo com a mais recente análise filogenética da família Solanaceae, e pertencem à subtribo Withaninae. Esta subtribo apresenta uma distribuição intrigante, pois é composta por apenas sete gêneros que ocorrem na América do Sul, Eurásia, norte da África e Ásia, além do arquipélago do Havaí, da Ilha de Santa Helena e das Ilhas Canárias. O objetivo geral deste trabalho foi contribuir para o conhecimento das relações evolutivas entre as espécies dos gêneros Aureliana e Athenaea. Para isso, foram realizadas a análise filogenética e a datação a partir de dados moleculares dos gêneros Athenaea e Aureliana, incluindo os demais gêneros da subtribo Withaninae, além da análise filogeográfica de Aureliana fasciculata. Para as análises filogenéticas foram sequenciadas cinco regiões do genoma plastidial (gene ndhF, intron trnL e os espaçadores plastidiais trnL-trnF, psaI-accD e trnC-ycf6). Os resultados obtidos indicam que a diversificação das espécies dos gêneros Athenaea e Aureliana a partir de um ancestral comum ocorreu cerca de 3,9 milhões de anos atrás. Não foram detectados clados correspondentes a cada um dos gêneros. Para a análise filogeográfica de Aureliana fasciculata foram sequenciados os espaçadores plastidiais trnH-psbA e trnS-trnG. Foram detectados quatorze haplótipos em 112 indivíduos da espécie, que também apresentou sinais de estruturação geográfica, com moderado isolamento por distância. Uma putativa barreira Norte/Sul entre os haplótipos, localizada ao sul do rio Doce (Espírito Santo, Brasil) também foi inferida. Uma expansão populacional há cerca de 50–60 mil anos atrás foi detectada, o que coincide com registros palinológicos de expansão da área florestal na Mata Atlântica. Os eventos históricos que moldaram a distribuição e demografia atual de Aureliana fasiculata são anteriores ao último máximo glacial e parecem estar relacionados a eventos climáticos do Pleistoceno. Por último, foi construída e validada uma biblioteca enriquecida em microssatélites de Aureliana fasciculata. Foram descritos sete pares de ―primers‖ polimórficos, com três alelos por locus, em média, e 6 heterozigosidade observada entre 0,05 e 1,00. A ampliação da amostragem e a utilização de marcadores moleculares de evolução mais rápida poderão trazer informações ainda mais completas sobre a taxonomia e história evolutiva dos gêneros Athenaea e Aureliana. / Athenaea and Aureliana (Solanaceae) genera are composed by seven and eight species, respectively. The character that distinguishes both genera is the presence of acrescent calyx, which involves the fruit, in Athenaea species. The plants are shrubs with white flowers and green or purple stains. The most abundant species of the group is Aureliana fasciculata, which occurs along the Atlantic Rainforest. All remaining species are rare. Both genera are considered as sister groups, according to the most recent phylogenetic analysis of Solanaceae family, and they both belong to subtribe . This group presents a puzzling distribution. It is composed by seven genera that occur in South America, Eurasia, North of Africa and Asia, plus Hawaiian Archipelago and St. Helena and Canary Islands. The main goal of the present study is to contribute to the knowledge of the evolutive relationship among the species of Athenaea and Aureliana. In order to do this, a phylogenetic analysis and molecular dating based on molecular data was performed, including Athenaea and Aureliana species, plus subtribe Withaninae representatives. The phylogeography of Aureliana fasiculata was also investigated. Five plastidial genomic regions (ndhF gene, trnL intron, and trnL-trnF, psaI-accD and trnC-ycf6 intergenic spacers) were employed to the phylogenetic analysis. The obtained result indicates that the diversification of Athenaea and Aureliana species from their common ancestor occurred circa 3.9 million years ago. Clades corresponding to each genus were not detected. The trnH-psbA and trnS-trnG plastidial spacers were employed to perform phylogeographic analysis of Aureliana fasciculata. Fourteen haplotypes were detected among 112 individuals. The species displayed signs of geographic structure and moderate isolation by distance. A putative barrier among North/South haplotypes, located south of the Doce River (Espírito Santo, Brazil), was also inferred. A populational expansion circa 50 – 60 thousand years ago was detected, which agrees with palinological information regarding forest area expansion at the same period at the Atlantic Rainforest. The historical events that shaped the present geographic pattern and domography are older than the Last Glacial Maximum, and they seem to be related to Pleistocene climatic events. At last, a microsatellite-enriched library was constructed and validated to Aureliana fasciculata. Seven pairs of polymorphic microsatellite primers were described, which displayed three alleles per locus, on average, and observed heterozygosity that ranged from 0.05 to 1.00. A broader sampling and the use of rapdly evolving molecular markers may provide more 8 complete information about the taxonomy and evolutive history of Athenaea and Aureliana genera.

Elementos de transposição são caracterizados como segmentos de DNA capazes de mover-se no genoma em que estão inseridos. A diversidade e abundância desses elementos variam de espécie para espécie, sendo sua distribuição nem uniforme, nem aleatória. Com a grande quantidade de informações provenientes de projetos genoma, a busca de um sistema universal para classificação desses elementos é uma constante. Atualmente, elementos de transposição são divididos em duas classes, sendo os elementos da classe I, ou retrotransposons, divididos em cinco ordens. A ordem mais abundante em plantas é a dos LTR retrotransposons, no qual se insere a superfamília Ty1/Copia. Essa superfamília apresenta diversas famílias de elementos, dentre elas a família Tnt1. Tnt1 foi o primeiro elemento de transposição caracterizado na família Solanaceae, sendo um dos retrotransposons mais bem estudados em plantas. Originalmente isolado do genoma de Nicotiana tabacum, elementos similares a Tnt1 já foram encontrados em pimenta, berinjela, tomate, batata, e em petúnias de jardim. Dessa forma, o objetivo do presente trabalho foi caracterizar a diversidade dos retrotransposons com LTR do clado Tork da superfamília Copia, relacionados ao elemento Tnt1, em espécies nativas do gênero Petunia. Para tanto, sequências foram obtidas a partir de reação de PCR com primers já descritos na literatura, com posterior clonagem dos fragmentos obtidos, e sequenciamento dos clones. Um total de 148 sequências únicas foram obtidas de 21 taxa diferentes, incluindo três espécies de Calibrachoa e uma espécie de Fabiana, ambos os gêneros relacionados à Petunia. Análises de relacionamento entre as sequências sugerem a classificação dessas em dez diferentes famílias de retrotransposons com LTR do tipo Copia (RLC), muitas com baixa diferenciação entre as sequências de uma mesma família. Entre essas, uma família de sequências quase que exclusiva de taxa encontrados em substrato com baixa umidade. Para uma visão mais completa, representantes dos diferentes grupos de Tnt1, Retrolyc1, e Retrosol foram incluídos na análise. Foi possível observar que as sequências obtidas no presente trabalho não são compartilhadas entre os elementos dos demais gêneros incluídos. As diferentes sequências aqui obtidas possibilitaram estudos de relacionamento e diversidade, e abrem portas para a utilização desses elementos em estudos subsequentes nos gêneros em questão, assim como em outros gêneros relacionados, uma vez que a conservação de partes do elemento é bastante grande. / Transposable elements are characterized as segments of DNA capable of moving across different parts of the host genome. Diversity and abundance of these elements vary from species to species, and distribution within a genome is usually neither random nor uniform. The amount of information resulting from genome projects demands a universal system for transposable elements’ classification. Nowadays, these elements are classified into two classes, with class I elements, or retrotransposons, being divided into five orders. The most abundant order in plants is the LTR retrotransposons order, in which the Ty1/Copia superfamily is classified. Ty1/Copia presents several families, being the Tnt1 family one of them. Tnt1 was the first transposable element characterized in Solanaceae, being the most well known retrotransposon in plants. Originally isolated from Nicotiana tabacum, Tnt1-related elements have been reported in peppers, eggplant, tomato, potato, and petunias. Therefore, the aim of this work was to characterize the diversity of LTR retrotransposons from the Tork clade of the Copia superfamily, related to Tnt1 elements, in wild Petunia species. Thereunto, sequences were retrieved from PCR reactions with primers previously described, cloned into competent cells. A total of 148 unique sequences were obtained from 21 different taxa, including three Calibrachoa and one Fabiana species, both genera closely related to Petunia. Relationship analysis among sequences suggests their classification into ten families of retrotransposons with LTR from Copia superfamily (RLC), most of low sequence diversity within a family. Among all families, one clade of sequences presented almost exclusively sequences of taxa find under substrates of low humidity conditions. For a more complete view, Tnt1, Retrolyc1, and Retrosol representatives were included in the analysis. Sequences retrieved in the present work are not shared among elements of remaining genera included. The diversity of sequences obtained here made relationship and diversity studies possible, and may be used in further investigations of the genera here studied, as well as in other related genera, since there are conserved fragments along these elements.