Este trabalho investiga o uso e a adequação de uma abordagem estocástica para o processo de avaliação de risco à saúde humana devido à ingestão de água subterrânea contaminada. A referida abordagem estocástica se caracteriza pela representação da variabilidade espacial e das incertezas associadas à condutividade hidráulica do meio poroso. A metodologia proposta é ilustrada através de um estudo de caso. Em função da metodologia utilizada, a avaliação de risco fornece, como resultado, uma informação adicional ao tomador de decisão, uma vez que são estimados o risco e a sua chance de ocorrência. Deste modo, o conceito de risco passa a ter uma conotação mais abrangente, já que o mesmo é expresso por duas dimensões: a conseqüência e a sua probabilidade associada. A execução deste trabalho exigiu o estudo e o desenvolvimento dos seguintes tópicos: - Geração de campos aleatórios bidimensionais de condutividade hidráulica, usando o método de Simulação Gaussiana Seqüencial (SGS). - Implementação computacional de um modelo numérico de fluxo permanente unidimensional em meio poroso não saturado. - Implementação computacional de um modelo numérico de transporte de contaminantes unidimensional em meio poroso não saturado sob regime de fluxo permanente. - Implementação computacional de um modelo numérico de fluxo permanente tridimensional em meio poroso saturado. - Implementação computacional de um modelo numérico de transporte de contaminantes tridimensional em meio poroso saturado sob regime de fluxo permanente. O modelo numérico de fluxo permanente unidimensional em meio poroso não saturado foi baseado no conceito de continuidade e no uso da equação de Darcy para meios porosos, particularizados para o caso de regime permanente. O principal objetivo do desenvolvimento do referido modelo foi a obtenção de curvas de saturação e de carga hidráulica para utilização no modelo de transporte de contaminantes unidimensional em meio poroso não saturado. O modelo numérico de transporte de contaminantes unidimensional em meio poroso não saturado foi baseado na equação clássica de advecção-difusão utilizada para descrever o transporte de contaminantes em meio poroso não saturado, particularizada para as hipóteses de regime permanente, substância não reativa, equilíbrio local e relação linear entre as concentrações na fase sólida e na fase aquosa. O modelo numérico de fluxo permanente tridimensional em meio poroso saturado foi também baseado no conceito de continuidade e no uso da equação de Darcy para meios porosos, particularizados para o caso de regime permanente. Do ponto de vista de implementação computacional, o modelo foi desenvolvido tendo como inspiração a versão original do modelo MODFLOW. O principal objetivo do desenvolvimento do referido modelo foi a obtenção dos campos de velocidades para utilização no modelo de transporte de contaminantes tridimensional em meio poroso saturado. O modelo numérico de transporte de contaminantes tridimensional em meio poroso saturado foi baseado na equação clássica de advecção-dispersão usada para descrever o transporte de contaminantes em meio poroso saturado, particularizada para as hipóteses de regime permanente, substância não reativa, equilíbrio local e relação linear entre as concentrações na fase sólida e na fase aquosa. O modelo computacional adota o método das características modificado (MMOC) para a solução da equação de transporte. Os resultados obtidos pelos modelos computacionais desenvolvidos foram comparados a soluções analíticas e a soluções fornecidas por outros modelos disponíveis no mercado e o desempenho foi considerado satisfatório. O objetivo principal do desenvolvimento dos modelos foi o de se ter acesso e controle do código-fonte para criar versões que permitissem múltiplas execuções com diferentes campos de condutividade hidráulica. O estudo de caso analisado neste trabalho se caracteriza pela existência de uma lagoa, utilizada no passado como destinação final de efluentes líquidos provenientes de uma indústria. O uso da lagoa como área de descarte dos efluentes implicou em sedimentação de finos e resíduos do processo produtivo no fundo da lagoa, gerando uma fonte de contaminação da água subterrânea. Do ponto de vista da avaliação de risco, quando considerada a água subterrânea como caminho de exposição, foram estabelecidos dois cenários: cenário 01 (estação chuvosa) e cenário 02 (estação seca). No caso do cenário 01 (estação chuvosa), a contaminação da água subterrânea se dá através da contribuição da lagoa para o aqüífero em razão da diferença de carga hidráulica entre os dois. No caso do cenário 02 (estação seca), continua existindo a contribuição da lagoa para aqüífero, mas em uma área menor, em função da retração da lagoa na estação seca. A área correspondente ao solo exposto com a retração da lagoa continua contribuindo como fonte de contaminação, mas agora devido à recarga do aqüífero. Os resultados da avaliação de risco mostraram uma probabilidade de excedência do limite para o risco de 1 x 10-6 (um caso adicional de câncer em uma população de um milhão de pessoas) de 4,9 %, para o cenário 01, e de 17,4 %, para o cenário 02, considerando-se o receptor mais afetado. Estes resultados constituem o ponto central do desenvolvimento da presente tese, já que conferem uma dimensão a mais ao risco estimado. Portanto, verificou-se que o cenário 02 representou uma condição mais crítica do que o cenário 01. Foram comparadas duas abordagens estocásticas distintas em termos de representação da variabilidade espacial da condutividade hidráulica, considerando-se a estação chuvosa (Cenário 01). A primeira abordagem considera o meio heterogêneo e a segunda abordagem considera o meio homogêneo. Os resultados obtidos mostraram que a consideração de meio homogêneo resultou em uma subestimativa do risco em comparação à condição de meio heterogêneo. Em comparação a outros estudos já realizados relativos à questão da integração do conceito de análise de incerteza na propagação do contaminante com a avaliação do risco à saúde humana, este estudo apresenta algumas importantes diferenças, destacando-se principalmente: a natureza do estudo de caso; a análise do fluxo e transporte no meio não saturado; a geração de simulações condicionadas dos campos aleatórios de condutividade hidráulica; e a comparação direta entre duas abordagens estocásticas distintas quanto à variabilidade espacial da condutividade hidráulica. / This work investigates the use and adequacy of a stochastic approach to the process of human health risk assessment due to ingestion of contaminated groundwater. Such approach is characterized by the representation of spatial variability and uncertainty related to the hydraulic conductivity of the porous medium. The proposed methodology is illustrated with the presentation of a real case study. As a consequence of the proposed methodology, the risk assessment provides additional information to the decision-makers, once it estimates not only the risk but also its chance of occurrence. Thus, the concept of risk is represented by a broader meaning, as it is expressed by two dimensions: the consequence and its related probability. The present work required the study and development of the following: - Simulation of two-dimensional random hydraulic conductivity fields, using the Sequential Gaussian Simulation Method (SMS). - Computational implementation of a 1-dimensional steady-state unsaturated flow numerical model. - Computational implementation of a 1-dimensional contaminant transport numerical model for the vadose zone, assuming steady-state flow. - Computational implementation of a 3-dimensional steady-state saturated flow numerical model - Computational implementation of a 3-dimensional contaminant transport numerical model for the saturated zone, assuming steady-state flow. The 1-dimensional unsaturated flow model was based on the mass conservation and Darcy's equation for porous media, simplified by the steady-state flow hypothesis. The model was mainly developed to obtain saturation curves and hydraulic heads to be used as input to the contaminant transport model for the vadose zone. The 1-dimensional contaminant transport model for the vadose zone was based on the classical advection-diffusion equation, used to describe the contaminant transport in unsaturated porous media, assuming the hypotheses of steady-state flow, non-reactive substance, local equilibrium, and linear relationship between the concentrations in solid and aqueous phases. The 3-dimensional saturated flow model was also based on the mass conservation and Darcy's equation for porous media, simplified by the steady-state flow hypothesis. From the viewpoint of computational implementation, the model was developed taking as inspiration the MODFLOW original version. The model was mainly developed to obtain the velocity fields to be used as input to the contaminant transport model for the saturated zone. The 3-dimensional contaminant transport model for the saturated zone was based on the classical advection-dispersion equation, used to describe contaminant transport in saturated porous media, assuming the hypotheses of steady-state flow, non-reactive substance, local equilibrium, and linear relationship between the concentrations in solid and aqueous phases. The computational model adopts the modified method of characteristics (MMOC) to solve the transport equation. The results from the developed computational models were compared to analytical solutions and to solutions provided by other models that are free available in the market. The overall performance of the developed models was considered satisfactory. The main goal of developing the computational models was to get access and control of the source code to create versions that allow multiple runs with different hydraulic conductivity fields. The case study is characterized by the existence of a pond, used in the past as a final destination to an industrial effluent. Such use resulted in sedimentation of fine particles and production process wastes at the bottom of the pond, originating a source of groundwater contamination. To perform the human health risk assessment, when considering only groundwater as a exposure pathway, two scenarios were established: scenario 01 (rainy season) and scenario 02 (dry season). In the scenario 01 (rainy season) case, the groundwater contamination is due to the pond contribution to the aquifer, as a result of hydraulic head difference between them. On the other hand, in the scenario 02 (dry season) case, there is still the pond contribution to the aquifer, but in a smaller area, according to the shrinkage of the pond during the dry season. The resulting area of exposed contaminated soil continues contributing as a source of groundwater contamination, but now due to the natural aquifer recharge.In relation to a 1 x 10-6 (one additional case of cancer in a population of one million people) risk limit, the risk assessment showed an exceedance of 4.9 % for the scenario 01, and 17.4 % for the scenario 02, considering the most affected receptor. These results represent the main goal of the present work, since they bring an additional dimension to the estimated risk. Furthermore, the results showed that the scenario 02 (dry season) is more critical than the scenario 01 (rainy season), considering again the most affected receptor. Two different stochastic approaches in terms of representation of spatial variability of the hydraulic conductivity were compared, considering the rainy season (Scenario 01). The first approach assumes a heterogeneous porous medium, and the second one supposes a homogeneous porous medium. The results showed that the homogeneous porous medium approach led to a underestimation of the risks compared to the heterogeneous one. Compared to previous studies that relates the uncertainty analysis of the contaminant migration to the human health risk assessment, this study presents some important differences, especially the following: the nature of the real case study; the analysis of flow and transport in the unsaturated zone; the generation of conditionated simulations of hydraulic conductivity random fields; and direct comparison between two different stochastic approaches to the representation of spatial variability of the hydraulic conductivity.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-10-30T19:40:48Z No. of bitstreams: 1 2017_SamiaGomesdaSilva.pdf: 3774452 bytes, checksum: dd2921461b8038b5b3cde478996423d8 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-02-07T19:18:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_SamiaGomesdaSilva.pdf: 3774452 bytes, checksum: dd2921461b8038b5b3cde478996423d8 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-07T19:18:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_SamiaGomesdaSilva.pdf: 3774452 bytes, checksum: dd2921461b8038b5b3cde478996423d8 (MD5) Previous issue date: 2018-02-07 / O Cerrado abriga uma grande diversidade vegetal, mas pouco se sabe sobre a sua influência na microbiota do solo e como esta interação pode agir sobre os processos ecossistêmicos. O objetivo deste trabalho foi investigar a influência de espécies de lenhosas sobre a estrutura da comunidade de fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) e sobre a atividade microbiológica do solo em diferentes estações do ano em uma parcela de cerrado sentido restrito na Reserva Ecológica do IBGE, Distrito Federal. Foram escolhidas dez espécies lenhosas: Qualea grandiflora, Qualea multiflora, Dalbergia miscolobium, Pterodon pubescens, Tachigali vulgaris, Roupala montana, Caryocar brasiliense, Ouratea hexasperma, Blepharocalyx salicifolius e Myrsine guianensis; sendo amostrados dez indivíduos de cada uma, utilizando-se a área de sua copa como parâmetro para a determinação de sua zona de influência no solo. A serapilheira total acumulada e a concentração de macro e micronutrientes medidos nas folhas sob variou entre as espécies vegetais. As folhas da espécie alvo apresentaram menor contribuição do que as folhas de outras espécies vegetais para a composição do estoque de nutrientes nas zonas de influência. As concentrações de nutrientes no solo variam nas amostras sob cada espécie vegetal, em função das estações do ano. Os valores de C da biomassa microbiana e de atividade da enzima β-glicosidase diferiram sob a influência de espécie vegetais distintas. A atividade da enzima fosfatase ácida diferiu entre as estações com valores mais elevados na estação seca. As estruturas das comunidades de FMAs avaliadas a partir dos perfis DGGE indicaram uma diferenciação das comunidades entre as estações e, notadamente, entre as espécies vegetais em cada estação. Os resultados obtidos demonstram que as relações entre a vegetação e a microbiota no Cerrado são influenciadas pelos padrões sazonais da precipitação e que a identidade das espécies vegetais é preponderante na estruturação das comunidades de FMAs. / The Cerrado is home to a great plant diversity. However, we do not know much about its influence on the microbiota of the soil and how such an interaction can affect the ecological processes. The main objective of the present study was to investigate the influence of woody species on the structure of the community of arbuscular mychorrizal fungi (AMF) and on the microbiological activity of the soil in different seasons of the year in an area of Cerrado sensu stricto in the Ecological Reserve of the IBGE, Distrito Federal, Brazil. Ten woody species were chosen: Qualea grandiflora, Qualea multiflora, Dalbergia miscolobium, Plerotodon pubescens, Tachigali vulgaris, Roupala Montana, Caryocar brasiliense, Ouratea hexasperma, Blepharocalyx salicifolius and Myrsine guianensis. For each specie, ten trees were selected and their crown area was used as a parameter to determine their influence zone on the soil. The total standing litter and the concentration of macro and micronutrients measured in the leaves under the different tree individuals showed variation considering the vegetal species. The leaves of the target species contribute less to the composition of the stock of nutrients under its influence zone than the leaves of other plant species. The concentration of nutrients in soil samples collected under the canopy varied between seasons. The C of the microbial biomass and the activity of β-glucosidase enzyme were significantly different in samples collected under different plant species. The activity of acid phosphatase was higher in the dry season. The analysis of the structures of the communities of AMF, assessed based on DGGE profiles, revealed a seasonal differentiation as well as between the plant species in each season. The results showed that the relations between the vegetation and soil microbiota in the Cerrado are influenced by the seasonal pattern of rainfall. Moreover, the identity of the plant species also is a relevant factor determining the structuring of the AMF communities.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-11-28T20:51:24Z No. of bitstreams: 1 2017_JorgeHamiltonHeineeSilva.pdf: 1997223 bytes, checksum: c412fdf7d7d1444bae1e26e91f7dcd14 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-02-08T20:10:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_JorgeHamiltonHeineeSilva.pdf: 1997223 bytes, checksum: c412fdf7d7d1444bae1e26e91f7dcd14 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-08T20:10:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_JorgeHamiltonHeineeSilva.pdf: 1997223 bytes, checksum: c412fdf7d7d1444bae1e26e91f7dcd14 (MD5) Previous issue date: 2018-02-08 / Geralmente, devido à complexidade do processo de manufatura, as estruturas contêm variabilidade de geonetria e material. Esta variabilidade, quando combinada com as variabilidades de montagem de componentes, resulta em mudanças relevantes no comportamento dinâmico da estrutura. Portanto, a inclusão destas incertezas na análise dinâmica produz uma gama de resultados maior que as previsões determinísticas, melhorando a confiabilidade da estrutura além de reduzir custos de projeto. A Análise por Elementos Finitos (FEA) é frequentemente usada juntamente com as simulações Monte Carlo (MCS) para descrever a variabilidade da resposta dinâmica de estruturas, principalmente por ser um método não-intrusivo, tornando possível o uso de pacotes comerciais de FEA. Uma modelagem estocástica é necessária para adicionar essas variabilidades na solução e abordagens probabilísticas são normalmente usadas para com a FEA para representar essas incertezas na análise dinâmica, chamado assim de Análise por Elementos Finitos Estocástica (SFEA). Neste trabalho, são caracterizadas as propriedades de material e geométricas de um conjunto de componentes estruturais nominalmente idênticos, feitos por placas e vigas. Então, um modelo estocástico é proposto para os parâmetros do conjunto de componentes. Em seguida, alguns desses componentes são montados para investigar a variabilidade da resposta dinâmica nas possíveis combinações de ordem de montagem. Os resultados são comparados com um modelo numérico simplificado e a existência de possíveis permutações que levem ao aumento ou diminuição da variabilidade na resposta é explorado. / Generally, structures contain inherent variability in geometric and material properties due to the complexity of manufacturing process. This variability, combined with components and subcomponents assemble uncertainties, provide relevant changes in the structure dynamic behaviour with respect to the nominal design. Therefore, including those uncertainties in dynamic analysis provide a wider range of response predictions than only deterministic results, improving structure reliability and hence reducing costs of design. The Finite Element Analysis (FEA) is frequently used combined with Monte Carlo Simulations (MCS) to describe variability of dynamic response of structures, mainly because it is a non-intrusive method making possible the use of commercial packages of FEA. A stochastic modelling is required to add these variabilities on the solution and probabilistic approaches are commonly used with FEA to represent those uncertainties in dynamics analysis, named Stochastic Finite Element Analysis (SFEA). In this work, geometrical and material properties of an ensemble of nominally identical structural components, built-up from beams and plates, are characterized. Then, a stochastic model is proposed for the parameters of ensemble of components. After, some of these nominally identical structures are assembled and the variability of the dynamic response is investigated under the different possible permutations. Results are compared with a simple numerical model and the existence of possible permutations, leading to decreased, or increased, variability on the response of the assemble, is explored.

Ralstonia solanacearum é uma bactéria transmitida por tubérculos-semente. As biovares 1 (raça 1) e 2 (raça 3) estão associadas à batata (Solanum tuberosum) e apresentam características epidemiológicas diferentes. A certificação de tubérculos-semente constitui-se num processo essencial para o manejo da murcha bacteriana, mas depende de métodos específicos e sensíveis de detecção deste patógeno. Este trabalho objetivou (i) projetar oligonucleotídeos iniciadores para diferenciação das biovares de R. solanacearum e (ii) estabelecer método de extração de DNA total de tubérculos de batata para detecção de R. solanacearum através de PCR qualitativa e quantitativa. Os oligos projetados para a biovar 1, baseados no gene pehS, não geraram o fragmento esperado de 500 pb, mas produtos inespecíficos. A PCR com os oligos projetados para a biovar 2, a partir do gene UDP-N-acetilglucosamina 4,6-dehidratase, amplificaram o DNA de ambas as biovares (354 pb). O método FTA foi mais sensível (um infectado/ 100 tubérculos) na obtenção de DNA de tecidos de batata, coletados com auxílio de seringas descartáveis, do que por lise celular por aquecimento ou bio-PCR. A presença de R. solanacearum em tubérculos coletados em São Francisco de Paula e Ibiraiaras, RS, não foi detectada através de PCR (OLI1/Y2), em amostras retiradas com seringas e submetidas à extração do DNA através do método FTA, lise celular por aquecimento, bio-PCR e lise celular por aquecimento, e kit GenSpinTM Plant DNA Purification. Entretanto, a detecção nos cartões FTA foi possível quando se utilizou os oligos RS-I/RS-II; a sensibilidade da PCR aumentou de 106 para 1 UFC.mL-1. Os resultados da PCR com o DNA eluído dos cartões FTA não se alteraram, viabilizando o uso do DNA do cartão FTA em PCR quantitativa. A PCR quantitativa, usando SYBR Green e os oligos RS-I/RS-II, confirmou a presença de R. solanacearum nas 13 amostras coletadas nos dois municípios. / Ralstonia solanacearum is a seedborne potato tuber bacterium. Biovars 1 (race 1) and 2 (race 3) are associated to potato (Solanum tuberosum) and present different epidemiological features. Certification of seed potato tubers is the essencial step toward the bacterial wilt management, but depends on specific and sensitive methods of detection of this pathogen. This research aimed (i) to design primers to differentiate these biovars of R. solanacearum and (ii) to establish a method of total DNA extraction of potato tubers to detect R. solanacearum through qualitative and real-time PCR. Designed primers to biovar 1, based on the gene pehS, did not produce the expected fragment (500 bp), but unespecific bands. PCR with primers designed to biovar 2, based in the gene UDP-N-acetilglucosamina 4,6-dehydratase, amplified DNA from both biovars (354 bp). The FTA card method was more sensitive (one infected/ 100 tubers) to obtain DNA from potato tissue, collected using a dischargeable syringe, than by heating cellular lyse or bio-PCR plus heating cellular lyse. The presence of R. solanacearum in tubers collected in São Francisco de Paula and Ibiraiaras, RS, was not detected by PCR (OLI1/Y2), on samples extracted using syringes and submitted to DNA extraction through FTA card method, heating cellular lyse, bio-PCR plus heating cellular lyse, and GenSpinTM Plant DNA Purification kit. However, the detection in the FTA cards was possible when RS-I/RS-II was used; the PCR sensititivity increased from 106 to 1 CFU.mL-1. The PCR results with DNA eluted from FTA cards were the same, allowing the use of the DNA from the FTA card in real-time PCR. Real-time PCR, using SYBR Green and RS-I/RS-II primers, confirmed the presence of R. solanacearum in the 13 symptomless potato tuber samples collected in the two counties.

O presente trabalho teve como objetivo geral caracterizar a variabilidade genética existente em um grupo de genótipos de arroz irrigado do banco de germoplasma disponível no programa de melhoramento do Instituto Rio Grandense do Arroz (IRGA) e como objetivos específicos identificar marcadores morfológicos que separem os dois grupos de arroz índica e japônica, avaliar a amplitude da base genética desse germoplasma e comparar o padrão de agrupamento obtido pelos marcadores morfológicos e moleculares.

O conhecimento do germoplasma disponível permite ao melhorista de fumo planejar estrategicamente o uso de genitores visando à ampliação da variância genética nas populações segregantes. Apesar de acreditar-se que a base genética do fumo é estreita, nenhum estudo foi feito com os genótipos utilizados pelos programas de melhoramento de fumo no Sul do Brasil. Os objetivos deste trabalho foram investigar a base genética e caracterizar genótipos de fumo utilizados em programas de melhoramento no Sul do Brasil através de caracteres fenotípicos e marcadores moleculares, comparando diferentes métodos quanto à capacidade de distinção de genótipos individuais. Trinta e dois genótipos de fumo foram avaliados para 32 características fenotípicas, 271 marcadores RAPD, 86 microssatélites e 484 marcadores AFLP. Características fenotípicas e marcadores moleculares RAPD e AFLP foram eficientes para distinguir os genótipos estudados, permitindo evidenciar moderada similaridade e estreita base genética. Apesar disso, foi encontrada variabilidade para as características fenotípicas de maior importância econômica em fumo, sendo possível caracterizar individualmente os 32 genótipos através de 23 das 32 características fenotípicas avaliadas. Os genótipos K-326 LF e BY-64 divergiram dos demais e se destacaram para características de importância econômica, como rendimento, índice qualitativo de folhas, teor de nicotina e percentual de talo, sendo de grande potencial como genitores em cruzamentos elite. Foram identificados marcadores RAPD e AFLP específicos, capazes de distinguir, individualmente, os genótipos estudados. Os resultados deste estudo permitem concluir que os diferentes métodos utilizados se complementam na distinguibilidade dos genótipos e devem ser utilizados conjuntamente para o desenvolvimento de germoplasma e linhagens superiores de fumo.

O presente estudo tem como objetivos: contribuir para o desenvolvimento de oito espécies do gênero Trifolium L., Trifolium incamatum L., Trifolium polymorphum Poir, Trifolium pratense L., Trifolium repens L., trifolium resupinatum L., Trifolium riograndense Burkart, Trifolium subterraneum L. e Trifolium vesiculosum Savi, através da caracterização da variabilidade isoenzimática presente em quatro sistemas enzimáticos, Fosfoglicoisomerase (PGI), Esterase (EST), Malato desidrogenase (MDH) e Superóxido dismutase (SOD) e fornecer subsídios para futuros trabalhos de melhoramento de plantas forrageiras.

As origens das populações e o processo de povoamento das Américas são questões bastante controversas e, por isso, têm sido amplamente estudadas. O gene LDLR (low density lipoprotein receptor), que está localizado no braço curto do cromossomo 19 (p13.1-p13.3) e possui 18 éxons, bem como uma porção 3’UTR onde ocorrem dois elementos Alu completos (chamados de U e D) e um parcial, foi escolhido para esclarecer esses e outros problemas de evolução e variação genética humana. O objetivo geral deste trabalho foi verificar o que esta região hipervariável, especificamente na sua porção U, nos indicaria sobre a história evolutiva das populações ameríndias. Para este trabalho foram analisadas amostras de DNA de indivíduos nativos da Mongólia (n=24), da Sibéria (n=26), das Américas do Norte (n=11), Central (n=26) e do Sul (n=16), totalizando 14 populações e 103 indivíduos. Essas amostras foram amplificadas pela técnica de PCR (polymerase chain reaction), utilizando-se primers específicos para o segmento hipervariável U e, posteriormente, foram elas seqüenciadas automaticamente. Quatorze sítios polimórficos foram encontrados, classificáveis em sete haplótipos, sendo que o sítio 3809 apresentou uma transversão de C para G não descrita na literatura. A estimativa geral de diversidade nucleotídica (π) foi de 0.62%, considerada alta para um marcador autossômico. Verificou-se uma certa uniformidade haplotípica entre a Ásia e a América, mas com a diferenciação maior ocorrendo entre a Mongólia e a América+Sibéria. Não foi detectada diferenciação significativa entre nativos sul e centro-americanos. De um modo geral, o estudo desse marcador confirmou uma provável origem asiática para as populações ameríndias e apoiou a hipótese de uma única onda de migração no processo de povoamento pré-histórico das Américas.

O aumento do potencial produtivo da cultura de arroz via melhoramento genético está principalmente relacionado ao rendimento, a qualidade de grãos e a obtenção de plantas resistentes a doenças e pragas. Neste caso, deve ser explorada a variabilidade genética natural ou induzida através de agentes mutagênicos físicos, químicos ou biológicos. A vantagem do uso de mutagênicos biológicos, como os transposons e os retrotransposons, é que ao serem inseridos podem interrompem um gene causando uma mutação. Esta retrotransposição deixa uma marca que possibilita a identificação molecular do local de inserção. No presente trabalho, foi utilizada a estratégia de mutagênese insercional através de eventos de transposição do retrotransposon Tos17, induzido por cultura in vitro. A análise de diferentes genótipos de arroz é muito importante para avaliar se a transposição ocorre de forma similar em genótipos distintos. Foram avaliados calos embriogênicos de cultivares que têm um histórico de variabilidade genética em homozigose, linhagens obtidas através de cruzamentos com espécies silvestres e ecótipos de arroz vermelho, submetidos a 6 meses de cultura in vitro. O método escolhido para avaliar o número de cópias de Tos17 em calos embriogênicos foi a quantificação relativa por PCR em tempo real. A identificação dos genes mutados pela inserção do retrotransposon foi feita através do isolamento e amplificação das seqüências que flanqueiam os insertos de Tos17. O resultado deste experimento indica um aumento no número de cópias de Tos17 em 8 dos 21 genótipos avaliados. O seqüenciamento dos fragmentos de DNA que flanqueiam os insertos do retrotransposon Tos17, indicaram alta similaridade com seqüências genômicas não codificantes de arroz. / The increase of the rice crop potential through genetic improvement is related mainly to the yield, grain quality, and plant disease and insect resistance. In this case, natural genetic variability should be exploited or induced through physical, chemical, or biological mutagens. The advantage of using biological mutagens, like transposons and retrotransposons, is that their insertion interrupts a gene causing a mutation. This retrotransposition provides a tag that enables the molecular identification of the insertion site. In the present work, it was used the strategy of insertional mutations through events of transposition of the retrotransposon Tos17. The analysis of different genotypes of rice is very important to evaluate whether the transposition occurs in a similar fashion among them. Cultivars that have a history of genetic variability in homozygosity, breeding lines derived from crossings with wild species, and ecotypes of red rice were evaluated. Embriogenic callus of all those genotypes were submitted to 6 months of tissue culture. The method chosen to evaluate the number of copies of Tos17 from embryogenic callus was the relative quantification by real time PCR. The identification of the mutated genes by the insertion of retrotransposon was performed by the isolation and amplification of flanking sequences of Tos17 insertions The results of this experiment indicate an increase in the number of copies of Tos17 in 8 out of 21 genotypes. Sequencing DNA fragments flanking the retrotransposon Tos17 insertions indicates high similarity with genomic no coding sequences of rice.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Animal, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-09-15T21:04:04Z No. of bitstreams: 1 2016_AnaCarolinaArcanjoSilva.pdf: 5455901 bytes, checksum: fe4633e3d83f5d329ef96a0881076c7a (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-11-08T12:16:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_AnaCarolinaArcanjoSilva.pdf: 5455901 bytes, checksum: fe4633e3d83f5d329ef96a0881076c7a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-08T12:16:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_AnaCarolinaArcanjoSilva.pdf: 5455901 bytes, checksum: fe4633e3d83f5d329ef96a0881076c7a (MD5) / O estado da arte do conhecimento sobre as relações entre variabilidade genética e a dinâmica das populações humanas é reflexo de anos de descrições de frequências alélicas e genotípicas. Os padrões de variação de marcadores genéticos em regiões codificadoras e nãocodificadoras não são necessariamente os mesmos, uma vez que mutações em regiões codificadoras podem ter impactos significativos na sobrevivência de um indivíduo. Esse trabalho tem por principal objetivo explorar a variabilidade genética humana sob duas perspectivas. Na saúde refere-se à variabilidade genética acessada por marcadores genéticos neutros, que caracterizam as relações de variabilidade entre os grupos populacionais de uma forma não-enviesada. Para isso, utilizou-se um painel de 100 inserções Alu em um conjunto de 1125 amostras de populações mundiais. O painel evidenciou grande desequilíbrio de ligação nas populações brasileiras e na população de Utah, fruto da miscigenação recente (250 anos) durante a formação dessas populações. A miscigenação detectada pelo painel distorce as relações entre os grupos populacionais, uma vez que Kalunga forma um grupo à parte dentro do grupo africano (devido à miscigenação europeia) e Brasília se assemelha mais ao grupo do Oriente Médio do que ao europeu (devido à miscigenação africana). Além disso, o painel evidenciou que os grupos populacionais não podem ser considerados homogêneos, apesar de pelo menos uma população de cada grupo não apresentar diferenciação populacional às outras populações do seu grupo. Na doença, a variabilidade genética de genes e regiões gênicas foram avaliadas usando como exemplo a susceptibilidade de indivíduos a formas severas da infecção pelo vírus da influenza H1N1, a partir de uma busca da variabilidade genética global acessada por meio do 1000 Genomes Project. A variabilidade genética para marcadores associados à susceptibilidade a formas severas da infecção pelo vírus da influenza é pequena, ocorrendo principalmente em regiões intergênicas e que, a priori, não afetam a expressão dos genes. No entanto, mutações que já haviam apresentado associação a quadros severos da infecção alcançaram maiores frequências nas populações que tiveram maiores taxas de mortalidade durante a pandemia de H1N1/2009, que estão também relacionadas à ancestralidade compartilhada dessas populações. Portanto, os marcadores genéticos neutros foram suficientes para a diferenciação de grupos de amostras quanto à ancestralidade geográfica, onde as populações miscigenadas tenderam a se agrupar a populações que representassem o grupo com maior contribuição genética daquela população. Já os marcadores genéticos associados à susceptibilidade à infecção pelo vírus da influenza, permitiram identificar poucos grupos, normalmente também congruentes com a ancestralidade genética das amostras. Dessa forma, entender a ancestralidade genética de um grupo populacional facilitaria entender a susceptibilidade a doenças infecciosas, isto é, as duas classes de marcadores se complementam na busca de um melhor entendimento da transição entre a saúde e a doença. ________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The state of the art of the knowledge about the relationship between genetic variability and the dynamics of human populations is a result of yeas of describing allelic and genotypic frequencies. The patterns of variation for genetic markers in coding and non-coding regions are not the same, since mutations in coding regions might have significant impact in one’s ability to survive. The main goal for this work is to explore the human genetic variability under two different perspectives. In health, it refers to the genetic variability that is accessed by neutral genetic markers, which describe the variability relationships among population groups in an unbiased way. To achieve that, a panel of 100 Alu insertions was used in a set of 1125 worldwide samples, including 160 samples from two admixed Brazilian populations, Brasília and Kalunga. The insertion panel showed a tenfold increase in the number of linked loci to each locus in Brasilia, Kalunga and Utah when compared to African, European, Asian and Indian populations. Which is mainly due to the recent admixture of different populations in the making of those populations (250 years). Kalunga clusters with the African populations, but still shows differentiation due to being admixed, Brasilia clusters with both the European and the Middle- Eastern groups, being the last one more genetically similar to Brasilia than the first due to an African genetic component. The population groups cannot be considered homogeneous, despite at least one population of each group not showing population differentiation to the other populations of its group. In health, the genetic variability of genes and coding regions were evaluated using as a model the susceptibility of an individual to severe forms of H1N1 influenza virus infection, by searching a global genetic variability that exists in the 1000 Genome Project database. The genetic variability of genetic markers that are associated to susceptibility to severe forms of influenza infection is small, occurring mainly in intergenic regions that, a priori, do not affect gene expression. However, mutations that have been associated to severe forms of infection have reached larger frequencies in populations that had larger mortality rates during the H1N1/2009 pandemic. Therefore, the neutral genetic markers were sufficient to the clustering of samples related to their geographic region. An exception to that were the admixed Brazilian populations that clustered with the groups that had contributed most to their genetic composition. The genetic markers related to susceptibility to influenza virus infection, on the other hand, could tell apart few groups, usually coincidental to their genetic ancestry. In this way, understanding the genetic ancestry of a population group would make it easier to understand the susceptibility to infectious diseases, that is to say that both classes of genetic markers complete each other in the search for a better understanding of the transition between health and sickness.