Columbidae é uma família da Classe Aves, Ordem Columbiformes que inclui os pombos, pombas e rolas e compreende cerca de 300 espécies, distribuída em todos os continentes. Devido a diversidade deste grupo, espécies desta família foram alvos de vários estudos, incluindo citogenéticos. Apesar de que a maioria dos estudos citogenéticos em espécies da família Columbidae foram baseados apenas na citogenética clássica (coloração convencional e bandeamentos cromossômicos), resultados interessantes foram observados, tais como a variação do número diploide e a ocorrência de rearranjos intercromossômicos e intracromossômicos. Estes estudos influenciaram na escolha da família Columbidae para o desenvolvimento desta Tese. Nas últimas décadas houve um grande esforço para reconstruir a filogenia das aves atuais, mas a análise dos cariótipos através de técnicas de citogenética molecular, tais como a pintura cromossômica ainda limita-se a poucas ordens. Considerando que a última revisão dos dados citogenéticos é de 2007, no capítulo I realizamos uma revisão sobre o genoma das Aves, incluindo dados de citogenética clássica e molecular. No capítulo II nós realizamos a caracterização do cariótipo de nove espécies da família Columbidae, sendo que uma delas foi descrita pela primeira vez (Geotrygon violacea) e mapeamos a distribuição de sequências repetitivas (rDNA 18S e microssatélites). No capítulo III realizamos a pintura cromossômica comparative em quatro espécies da família Columbidae (Zenaida auriculata, Columba livia, Columbina picui e Leptotila verreauxi). A pintura cromossômica foi realizada utilizando sondas cromossomo-específica de Gallus gallus (GGA), Leucopternis albicollis (LAL) e de Z. auriculata (ZAU). As sondas de ZAU foram desenvolvidas durante o doutorado sanduíche relalizado na Universidade de Cambridge (2017). A pintura cromossômica com as sondas de GGA e ZAU demonstraram a conservação da maioria dos macrocromossomos, exceto a fusão entre os cromossomos ancestrais 6 e 7 em L. verreauxi. Entretanto, os sinais de hibridização das sondas de ZAU foram mais intensos do que GGA. As sondas de LAL confirmaram os resultados obtidos com as sondas de GGA e ZAU, mas revelaram também uma complexa reorganização do cromossomo homólogo ao GGA1 nas quatro espécies analisadas, involvendo inversões paracêntricas e pericêntricas. Além disso, inversões nos cromossomos homólogos ao GGA2 foram identificadas em C. picui e L. verreauxi. A ocorrência da reorganização dos cromossomos homólogos ao GGA1 nas quatro espécies analisadas neste capítulo e em espécies da Ordem Passeriformes analisados previamente, corroboram com a recente proposta de divergência das Neoaves (Columbea e Passerea). No capítulo IV realizamos a pintura cromossômica com as sondas de ZAU e GGA na espécie Jacana jacana (Charadriiformes), com o objetivo de verificar a eficiência das sondas desenvolvidas durante o doutorado sanduíche. Observamos sinais de hibridização mais intensos para as sondas de ZAU do que GGA, o que diminui o viés na interpretação dos dados. Também identificamos uma extensa reorganização cromossômica na espécie J. jacana, que em comparação com dados da literatura, demonstra que espécies da Ordem Charadriiformes passaram por uma evolução cromossômica exclusiva. Os resultados desta Tese demonstram que distintos rearranjos ocorreram durante a evolução cromossômica das espécies da família Columbidae e também na espécie J. jacana. Além disso, as sondas de ZAU mostraram-se como uma importante ferramente para comparações cromossômicas em espécies de Aves, principalmente Neoaves. / Columbidae is a family of Class Aves, Order Columbiformes that includes the pigeons, doves and rolas and comprises about 300 species, distributed in all the continents. Due to the diversity of this group, species of this family were the targets of several studies, including cytogenetics. Although most cytogenetic studies on species of the Columbidae family were based only on classical cytogenetics (conventional staining and chromosomal banding), interesting results were observed, such as diploid number variation and the occurrence of interchromosomal and intrachromosomal rearrangements. These studies influenced the choice of the Columbidae family for the development of this thesis. In recent decades there has been a great effort to reconstruct the phylogeny of current birds, but the analysis of karyotypes through molecular cytogenetic techniques such as chromosome painting is still limited to a few orders. Considering that the last revision of the cytogenetic data is from 2007, in chapter I we conducted a review on the genome of Birds, including classical and molecular cytogenetic data. In chapter II we performed the karyotype characterization of nine species of the Columbidae family, one of which was described for the first time (Geotrygon violacea) and mapped the distribution of repetitive sequences (18S rDNA and microsatellites). In Chapter III we performed comparative chromosome painting on four species of the family Columbidae (Zenaida auriculata, Columba livia, Columbina picui and Leptotila verreauxi). Chromosome painting was performed using chromosome-specific probes from Gallus gallus (GGA), Leucopternis albicollis (LAL) and Z. auriculata (ZAU). The ZAU probes were developed during the “Doutorado sanduiche” at the University of Cambridge (2017). The chromosome painting with GGA and ZAU probes demonstrated the conservation of most of the macrochromosomes except the fusion between the ancestral chromosomes 6 and 7 in L. verreauxi. However, hybridization signals from the ZAU probes were more intense than GGA. LAL probes confirmed the results obtained with the GGA and ZAU probes, but also revealed a complex rearrangement of the chromosome homologous to GGA1 in the four species analyzed, involving paracentric and pericentric inversions. In addition, inversions in chromosomes homologous to GGA2 were identified in C. picui and L. verreauxi. The occurrence of the reorganization of homologous GGA1 chromosomes in the four species analyzed in this chapter and in species of the Passeriformes Order analyzed previously, corroborate with the recent proposal of divergence of the Neoaves (Columbea and Passerea). In chapter IV we performed the chromosome painting with the ZAU and GGA probes in the Jacana jacana (Charadriiformes) species, with the objective of verifying the efficiency of the probes developed during the “Doutorado sanduiche”. We observed more intense hybridization signals for the ZAU probes than GGA, which reduces the bias in the interpretation of the data. We also identified an extensive chromosome reorganization in the J. jacana species, which, in comparison with literature data, shows that species of the Order Charadriiformes underwent a unique chromosomal evolution. The results of this thesis demonstrate that distinct rearrangements occurred during the chromosome evolution of the species of the family Columbidae and also in the species J. jacana. In addition, the ZAU probes proved to be an important tool for chromosome comparisons in species of Birds, especially Neoaves.

O presente trabalho foi realizado com a finalidade de estudar aspectos biológicos básicos do fungo celulolítico Humicola sp. Assim, através da auxanografia, determinou-se que biotina e tiamina eram necessárias ao meio mínimo, para o desenvolvimento de culturas transferidas por inoculação de ponto; contudo, raramente ocorreu germinação nesse meio, quando suspensões de esporos foram semeadas. Devido ao crescimento não individualizado em meio completo, cinco redutores de crescimento foram ensaiados, optando-se pela utilização de citrato de sódio 0,700%, o qual possibilitou redução de 70,1% no diâmetro da colônia, sem prejuízo da sobrevivência. Para indução de mutação foram utilizados: ácido nitroso, etil metano sulfonato, luz ultra-violeta e radiação gama, sendo estabelecidas as curvas de sobrevivência de esporos desse fungo, quando submetidos a esses mutagênicos. Foram então isolados três mutantes auxotróficos e 27 mutantes morfológicos, que posteriormente foram caracterizados. Observações citológicas de núcleos em 250 esporos da linhagem selvagem indicaram que a classe mais freqüente, constituía de 12 núcleos por esporo, evidenciando o estado multinuclear dos conídios desse·fungo. Isso pode permitir a ocorrência de heterocariose, e ser responsável, pelo menos em parte, pela variabilidade observada. As curvas de distribuição do numero de núcleos por esporo dos mutantes morfológicos, apresentaram máximos para as classes 6, 12, 18 e 24 núcleos, sendo que a linhagem mor10 apresentou pico em 3, podendo ser esse o numero básico de núcleos em esporos dessa espécie. Estudo do comportamento cromossomal durante a divisão nuclear demonstrou que a mitose é similar a de outros fungos filamentosos. O número de cromossomos, observados no final da metáfase, não pode ser determinado, com segurança, mas sugeriu-se estar entre 6 e 8. Em culturas de Humicola sp foi freqüentemente observada anastomose de hifas, possibilitando a ocorrência de heterocariose e/ou heteroplasmose e, indicando que o ciclo parassexual pode ocorrer nessa espécie. A interação entre vários pares de mutantes morfológicos produziu conídios pigmentados semelhantes aos da linhagem selvagem, indicando a ocorrência de algum tipo de sintrofismo ou complementação morfológica. A linhagem selvagem e alguns mutantes morfológicos apresentaram variabilidade quanto à morfologia e produção de celulases. Assim, após várias tentativas de estabilização da linhagem selvagem e de alguns mutantes morfológicos, foram determinadas as atividades exoglucanase, endoglucanase, β-glicosidase, amilase e protease neutra dos mesmos. A atividade β-glicosidase do mutante mor13 foi superior à do selvagem e mor21 destacou-se como melhor produtor de amilase, apesar do selvagem ter demonstrado boa produção das referidas enzimas. Coeficiente de correlação altamente significativo foi verificado entre as atividades exoglucanase-endoglucanase, sugerindo que as mesmas devem ser correguladas nesse microorganismo. Correlações significativas foram verificadas, também entre exoglucanase - protease, endoglucanase - protease e β-glicosidase - protease. / This research was carried out aiming to study some biological aspects of Humicola sp., a cellulolytic fungus. Through the auxanographical assay, it was determined that biotin and thiamine are essential for the growth of this fungus. It rarely occured germination in minimal medium, when spore suspensions were plated. Since the colonies were not grown in complete medium independently, five growth reducers were tested. Sodium citrate at the concentration of 0.700% reduced in 70.1% of the colony size, however did not affect the fungus survival. Nitrous acid, sulfonethylmethane, ultra-violet light and gamma ray were used to induce mutation. The survival ratio of this fungus was observed. From these treatments, three auxotrophic and 27 morphological mutants were isolated and characterized. From the cytological observation, multinuclear conditions were observed in the spore ce11s and myce1ium both wild and mutant strains. It might be possible the occurrence of heterokaryosis and probably it is·responsible for part of the variability. Observations of the nuclei in 250 spores of wild strains showed that the most frequent class included 12 nuclei per spore. Classes with 6, 12, 18 and 24 nuclei per spore were observed in morphological mutants. Three nuclei as the most frequent class was observed in the mutant strain mor10. It suggested that the basic number of nuclei in this fungus is three. The chromosomal behaviour showed a typical mitosis similar to other filamentous fungi. The chromosome number observed at the end of metaphase could not properly determined, however it might be between 6 and 8. In general, Humicola sp. showed anastomosis and it allows the occurrence of heterokaryosis and/or heteroplasmosis. It suggests that the parasexual cycle can occur in this fungus. The association of two morphological mutants produced pigmented spores suggesting some kind of synthrophism or morphological complementation. The wild strain and some morphological mutants showed wide variability concerning to morphology and cellulase production. Five enzyme systems: exoglucanase, endoglucanase, Βglucosidase, amylase and neutral protease activities were analysed in wild and selected mutants. Besides the suitable production of Βglucosidase and amylase by the wild strain, the mutant mor13 was better producer of Βglucosidase and mor21 for amylase. Highly significant level of correlation was observed between exoglucanase and endoglucanase activities showing co-regulation of these enzymes in this fungus. Significant level of correlations were obtained to exog1ucanase-protease, endoglucanase-protease and Βg1ucosidase-protease production, as well.

O presente trabalho foi realizado com a finalidade de estudar aspectos biológicos básicos do fungo celulolítico Humicola sp. Assim, através da auxanografia, determinou-se que biotina e tiamina eram necessárias ao meio mínimo, para o desenvolvimento de culturas transferidas por inoculação de ponto; contudo, raramente ocorreu germinação nesse meio, quando suspensões de esporos foram semeadas. Devido ao crescimento não individualizado em meio completo, cinco redutores de crescimento foram ensaiados, optando-se pela utilização de citrato de sódio 0,700%, o qual possibilitou redução de 70,1% no diâmetro da colônia, sem prejuízo da sobrevivência. Para indução de mutação foram utilizados: ácido nitroso, etil metano sulfonato, luz ultra-violeta e radiação gama, sendo estabelecidas as curvas de sobrevivência de esporos desse fungo, quando submetidos a esses mutagênicos. Foram então isolados três mutantes auxotróficos e 27 mutantes morfológicos, que posteriormente foram caracterizados. Observações citológicas de núcleos em 250 esporos da linhagem selvagem indicaram que a classe mais freqüente, constituía de 12 núcleos por esporo, evidenciando o estado multinuclear dos conídios desse·fungo. Isso pode permitir a ocorrência de heterocariose, e ser responsável, pelo menos em parte, pela variabilidade observada. As curvas de distribuição do numero de núcleos por esporo dos mutantes morfológicos, apresentaram máximos para as classes 6, 12, 18 e 24 núcleos, sendo que a linhagem mor10 apresentou pico em 3, podendo ser esse o numero básico de núcleos em esporos dessa espécie. Estudo do comportamento cromossomal durante a divisão nuclear demonstrou que a mitose é similar a de outros fungos filamentosos. O número de cromossomos, observados no final da metáfase, não pode ser determinado, com segurança, mas sugeriu-se estar entre 6 e 8. Em culturas de Humicola sp foi freqüentemente observada anastomose de hifas, possibilitando a ocorrência de heterocariose e/ou heteroplasmose e, indicando que o ciclo parassexual pode ocorrer nessa espécie. A interação entre vários pares de mutantes morfológicos produziu conídios pigmentados semelhantes aos da linhagem selvagem, indicando a ocorrência de algum tipo de sintrofismo ou complementação morfológica. A linhagem selvagem e alguns mutantes morfológicos apresentaram variabilidade quanto à morfologia e produção de celulases. Assim, após várias tentativas de estabilização da linhagem selvagem e de alguns mutantes morfológicos, foram determinadas as atividades exoglucanase, endoglucanase, β-glicosidase, amilase e protease neutra dos mesmos. A atividade β-glicosidase do mutante mor13 foi superior à do selvagem e mor21 destacou-se como melhor produtor de amilase, apesar do selvagem ter demonstrado boa produção das referidas enzimas. Coeficiente de correlação altamente significativo foi verificado entre as atividades exoglucanase-endoglucanase, sugerindo que as mesmas devem ser correguladas nesse microorganismo. Correlações significativas foram verificadas, também entre exoglucanase - protease, endoglucanase - protease e β-glicosidase - protease. / This research was carried out aiming to study some biological aspects of Humicola sp., a cellulolytic fungus. Through the auxanographical assay, it was determined that biotin and thiamine are essential for the growth of this fungus. It rarely occured germination in minimal medium, when spore suspensions were plated. Since the colonies were not grown in complete medium independently, five growth reducers were tested. Sodium citrate at the concentration of 0.700% reduced in 70.1% of the colony size, however did not affect the fungus survival. Nitrous acid, sulfonethylmethane, ultra-violet light and gamma ray were used to induce mutation. The survival ratio of this fungus was observed. From these treatments, three auxotrophic and 27 morphological mutants were isolated and characterized. From the cytological observation, multinuclear conditions were observed in the spore ce11s and myce1ium both wild and mutant strains. It might be possible the occurrence of heterokaryosis and probably it is·responsible for part of the variability. Observations of the nuclei in 250 spores of wild strains showed that the most frequent class included 12 nuclei per spore. Classes with 6, 12, 18 and 24 nuclei per spore were observed in morphological mutants. Three nuclei as the most frequent class was observed in the mutant strain mor10. It suggested that the basic number of nuclei in this fungus is three. The chromosomal behaviour showed a typical mitosis similar to other filamentous fungi. The chromosome number observed at the end of metaphase could not properly determined, however it might be between 6 and 8. In general, Humicola sp. showed anastomosis and it allows the occurrence of heterokaryosis and/or heteroplasmosis. It suggests that the parasexual cycle can occur in this fungus. The association of two morphological mutants produced pigmented spores suggesting some kind of synthrophism or morphological complementation. The wild strain and some morphological mutants showed wide variability concerning to morphology and cellulase production. Five enzyme systems: exoglucanase, endoglucanase, Βglucosidase, amylase and neutral protease activities were analysed in wild and selected mutants. Besides the suitable production of Βglucosidase and amylase by the wild strain, the mutant mor13 was better producer of Βglucosidase and mor21 for amylase. Highly significant level of correlation was observed between exoglucanase and endoglucanase activities showing co-regulation of these enzymes in this fungus. Significant level of correlations were obtained to exog1ucanase-protease, endoglucanase-protease and Βg1ucosidase-protease production, as well.

Submitted by Gizele Lima (gizele.lima@inpa.gov.br) on 2017-04-05T20:42:27Z No. of bitstreams: 2 Tese doutorado Letícia Cegatti Bridi.pdf: 1541965 bytes, checksum: 4cfd95df1d435b1e09c0bf0fb68a8061 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-05T20:42:27Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese doutorado Letícia Cegatti Bridi.pdf: 1541965 bytes, checksum: 4cfd95df1d435b1e09c0bf0fb68a8061 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-08-23 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas - FAPEAM / Malaria in Brazil occurs especially in the Amazon (99% of cases), where environmental conditions are favorable for the proliferation of the etiologic and their mosquito vectors agents, whose main transmitter is the Anopheles darlingi. Environmental factors and human activities are some of the main aspects that contribute to the adaptive and evolutionary process that anopheles, which can be reflected in chromosomal rearrangements. We carried out the physical chromosome mapping by fluorescence in situ hybridization (FISH) of inume response genes in the genome of A. darlingi, GNBP (Gran-negative binding protein), Toll-interacting protein (Toll), defensin, Chymotrypsin-like serine protease (AdChyL), 28S ribosomal protein S7- mitochondrial precursor (RpS7), gambicin anti-microbial peptide (gambicin) and also the gene sensory response: OBP (odorant binding protein) to assist in more precise assembly of its structural genomics. These genes have been mapped in single chromosomal regions, with the exception of RpS7, which mapped in more than one location. Other genes have been mapped in inversion regions: GNBP (inversion 2 Rd); AdChyL in the region 38D (inversion 3Lb) and RpS7 in 22C region (inversion 2Lb). The OBP gene mapped the X chromosome from five locations individuals, where only A. darlingi of São Gabriel da Cachoeira/AM (SGC/AM) OBP gene marked the region 3A compared to four locations Coari/AM, Manaus/AM, Barra do Bugres/MT and Macapá/AP, where the probe mapped the region 4A. Two new investments were described for A. darlingi and one on chromosome X (Xb) in the population of SGC/AM and another in the arm 2L (2LC), population Bugres/MT. Geographical distances and ecoregions (geographical barriers) are environmental factors that can favor the appearance of the two new inversions described in this work. In the phylogenetic analysis of GNBP genes Toll, defensin, RpS7 and gambicin, we obtained three clades for GNBP and most of the analyzed sequence was homologous to the subfamily B, including GNBP Anopheles gambiae (87%), suggesting that GNBP A . darlingi belongs to the subfamily B. Phylogenetic trees for RpS7 genes, gambicin, defensin and Toll showed a high degree of conservation between these genes in A. gambiae and Anopheles arabiensis. Immune response genes of A. darlingi and Anopheles albimanus are phylogenetically close but not always a reliable support. This may suggest some level of evolutionary conservation of the genes of the immune response of both species. The genes mapped in situ were considered cytogenetic useful markers for chromosomal variability studies and developments in A. darlingi as they are conserved genes, and assist in the improvement of sequence analyzes not finalized the assembly and annotation of the genome of A. darlingi. / A malária no Brasil ocorre especialmente na Amazônia (99% dos casos), onde as condições ambientais são favoráveis para a proliferação dos agentes etiológicos e de seus mosquitos vetores, cujo principal transmissor é o Anopheles darlingi. Fatores ambientais e atividades antrópicas são alguns dos principais aspectos que contribuem para o processo adaptativo e evolutivo desse anofelino, o que pode ser refletido em rearranjos cromossômicos. Neste trabalho, realizamos o mapeamento físico cromossômico por hibridização in situ fluorescente (FISH) dos genes de resposta inume do genoma de A. darlingi, GNBP (Gran-negative binding protein), Toll-interacting protein (Toll), defensina, Chymotrypsin-like serine protease (AdChyL), 28S ribosomal protein S7- mitochondrial precursor (RpS7), gambicin anti-microbial peptide (gambicina) e ainda, o gene de resposta sensorial: OBP (odorant binding protein), para auxiliar na montagem mais precisa do seu genoma estrutural. Esses genes foram mapeados em regiões cromossômicas únicas, com exceção do RpS7 que mapeou em mais de um local. Outros genes foram mapeados em regiões de inversão: GNBP (inversão 2Rd); AdChyL, na região 38D (inversão 3Lb) e RpS7, na região 22C (inversão 2Lb). O gene OBP mapeou o cromossomo X de indivíduos de cinco localidades, onde apenas A. darlingi de São Gabriel da Cachoeira/AM (SGC/AM) o gene OBP marcou na região 3A em comparação com as quatro localidades Coari/AM, Manaus/AM, Barra do Bugres/MT e Macapá/AP, onde a sonda mapeou a região 4A. Duas novas inversões foram descritas, para A. darlingi sendo uma no cromossomo X (Xb) na população de SGC/AM e outra no braço 2L (2Lc), população de Barra do Bugres/MT. Distâncias geográficas e ecoregiões (barreiras geográficas) são fatores ambientais que podem favorecer o aparecimento das duas novas inversões descritas nesse trabalho. Na análise filogenética dos genes GNBP, Toll, defensina, RpS7 e gambicina, obtivemos três clados para GNBP e a maioria das sequências analisadas foi homóloga com a da subfamília B, incluindo GNBP de Anopheles gambiae (87%), sugerindo, que GNBP de A. darlingi pertence à subfamília B. As árvores filogenéticas para os genes RpS7, gambicina, defensina e Toll mostraram um alto grau de conservação entre esses genes em A. gambiae e Anopheles arabiensis. Os genes de resposta imune de A. darlingi e Anopheles albimanus são filogeneticamente próximos, mas nem sempre com um suporte confiável. Isso pode sugerir algum nível de conservação evolutiva entre os genes de resposta imune de ambas as espécies. Os genes mapeados in situ foram considerados marcadores citogenéticos úteis aos estudos de variabilidade cromossômica e evolução em A. darlingi já que são genes conservados, além de auxiliar no aprimoramento das análises de sequências não finalizadas na montagem e anotação do genoma de A. darlingi.

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O triticale é o primeiro cereal cultivado criado pelo homem proveniente da hibridação entre duas espécies distintas, o trigo (Triticum spp.) e o centeio (Secale cereale). Uma fonte de macho-esterilidade, derivada do cultivar IAPAR 54-OCEPAR 4, foi detectada em 2001 na Estação Experimental Agronômica da UFRGS, em Eldorado do Sul - RS. Este trabalho teve como objetivo realizar a caracterização fenotípica e citogenética desta fonte de macho-esterilidade, a fim de entender suas causas e potencial de aplicação em programas de melhoramento. A caracterização fenotípica da machoesterilidade foi realizada nos anos de 2005 e 2006, através da observação da abertura das flores no estádio de antese e da fertilidade da espiga. Os resultados indicam que a machoesterilidade é parcial e o caráter macho-estéril é herdável, porém há grande influência do ambiente sobre a manifestação do caráter. A menor fertilidade de espigas foi observada em plantas que apresentaram fenótipo macho-estéril, porém indivíduos caracterizados como macho-férteis também apresentaram fertilidade reduzida, quando comparados com as testemunhas. Plantas com fenótipos macho-estéreis, em 2006, derivadas de plantas também caracterizadas como macho-estéreis, em 2005, tiveram menor fertilidade de espiga do que aquelas derivadas de plantas caracterizadas como não macho-estéreis. Análises do comportamento meiótico da população macho-estéril revelaram diversas anormalidades nas fases da meiose, com níveis de irregularidades acima daqueles encontrados nos genótipos testemunha, os quais também apresentaram elevada anormalidade. O índice meiótico foi baixo, mas não diferiu da testemunha IAPAR 54-OCEPAR 4. Houve redução de em torno de 50% da fertilidade do pólen, quando comparada com o progenitor da população, corroborando com a baixa fertilidade observada a campo. Análises de plantas F2, derivadas do cruzamento entre plantas macho-estéreis e cultivares testemunhas, assim como de plantas dos respectivos retrocruzamentos, revelaram a restauração da viabilidade do pólen. A expressão do fenótipo macho-estéril parece estar associado à maior instabilidade da formação de tétrades na meiose. A fertilidade de espiga não é diretamente relacionada com a viabilidade do pólen, porém parece estar associada à estabilidade de formação de tétrades. A fertilidade de espiga deveria ser considerada como um critério para seleção de genitores nos programas de melhoramento de triticale, como uma forma de melhorar a estabilidade da meiose e do rendimento de grãos. / The triticale is the first cultivated cereal created by man from hybridization between two different species, wheat (Triticum spp.) and Rye (Secale cereale). A new source of male-sterility was detected at the UFRGS Agronomic Experimental Station, located in Eldorado do Sul, Southern Brazil. This study aimed to perform the phenotypic and cytogenetic characterization of that source of male-sterility, in order to understand its causes and assess the practicality of its incorporation in triticale breeding programs. The phenotypic characterization of male-sterility was carried out at the field in 2005 and 2006 through the visual observation of the degree of spikelet openness, at the anthesis stage, and also by the level of fertility of the spikes. The results indicate that the male-sterility is partial and must be heritable at some degree, but there is a strong environmental effect on the expression of this trait. Smaller spike fertility was observed in plants characterized as male-sterile by the spikelet appearance. However, plants characterized as male-fertile also showed reduced fertility, compared to the check varieties, but at a lower degree than the male-sterile plants. Moreover, plants that showed the male-sterile visual phenotype in 2006 and derived from plants that were characterized as male-sterile in 2005 were less fertile than those 2006 plants that were also visually male-sterile but derived from apparently male-fertile plants. Cytogenetic analysis of meiosis of the male-sterile population revealed several abnormalities, at all meiosis phases, but with levels of abnormalities above of that found for the checks, which also showed a high degree of irregularities. The population meiotic index was law and did not differ from the progenitor IAPAR 54 – OCEPAR 4. The pollen fertility in the male-sterile population was reduced by about 50% of the pollen fertility level showed by the population progenitor, agreeing with low spike fertility observed. Analysis of F2 plants, derived from the cross between male-sterile plants and check cultivars, as well as of some backcrosses, revealed the fast restoration of pollen viability. The expression of the male-sterile phenotype seems to be associated with the instability of tetrad formation in meiosis. Spike fertility is not directly associated with pollen viability, but seems to be linked to the stability of tetrad formation. The spike fertility should be considered as a selection criterion of parental genotypes to compose the crossing block of triticale breeding programs, as a mean of improving meiosis stability and grain yield.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-02-10T17:16:53Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 761778 bytes, checksum: ecca750c172b279fb9ce213dddba2559 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-10T17:16:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 761778 bytes, checksum: ecca750c172b279fb9ce213dddba2559 (MD5) Previous issue date: 2016-05-24 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Sondas cromossomo-específicas referem-se a um conjunto de sequências de DNA marcadas com fluorescência, específicas de um par cromossômico, visualizadas através da hibridização em preparações citogenéticas. Tais sondas possibilitam a visualização altamente sensível e exclusiva de cromossomos individuais, ampliando a resolução diferencial de cariótipos. Elas podem ser empregadas em análises de organização do genoma, genômica comparativa, estudos evolutivos e filogenéticos, auxiliar na identificação de pares de homólogos, comparação cariotípica e obtenção de mapas físicos com marcas que auxiliem em programas de melhoramento genético. Técnicas de microdissecção de cromossomos, juntamente com métodos de isolamento e amplificação do DNA microdissectado, representam ferramentas úteis para serem aplicadas na construção dessas sondas cromossomo-específicas. Um fator considerado limitante no uso da microdissecção é a necessidade de coletar em torno de 20 cópias de um determinado cromossomo. Isso implica na necessidade de reconhecimento prévio do alvo e a certeza na identificação. A utilização de um único cromossomo resolve essa questão e possibilita a construção de sondas sem necessidade de identificação prévia, além de reduzir os esforços relativos à microdissecção. Considerando o potencial informativo dessas sondas e o desafio de construí-las a partir de um único cromossomo, o presente trabalho foi realizado com objetivo de padronizar metodologias para construção de sondas cromossomo-específicas a partir de um cromossomo isolado por microdissecção. Para tanto, foram realizadas adaptações das técnicas para obtenção de cromossomos mitóticos e meióticos adequados para caracterização cariotípica e aplicação das técnicas de microdissecção e hibridização in situ fluorescente. Foram utilizadas metáfases provenientes de cultura de linfócitos humanos para padronização de (i) métodos de microdissecção; (ii) enzimas adequadas e condições de amplificação de um cromossomo por DOP-PCR; (iii) enzimas para a marcação fluorescente das sondas por random primer e (iv) condições de estringência para a hibridização in situ fluorescente (FISH). Após essas padronizações iniciais, as metodologias foram empregadas em milho (Zea mays) e pimentão (Capsicum annuum) para primeiros testes envolvendo espécies vegetais. Foram obtidas sondas cromossomo-específicas para o par 2 do cariótipo humano, para o par cromossômico 1 de milho e para pimentão (provavelmente o par 7 ou 8). Esses resultados demonstraram que, apesar da construção de sondas cromossomo-específicas ser uma metodologia extensa e desafiadora, a padronização de cada etapa possibilitou a marcação de um par específico a partir da coleta de um único cromossomo para humano, milho e pimentão. A microdissecção, a transferência do material para o microtubo e a comparação de diferentes parâmetros na amplificação por DOP-PCR foram consideradas como as etapas mais críticas do processo. A qualidade das preparações cromossômicas foi um fator crucial para aplicação das metodologias de microdissecção e FISH. Esse trabalho revela estratégias baseadas na microdissecção de um único cromossomo que possibilitaram a produção de sondas cromossomo-específicas para diferentes organismos, como humano, milho e pimentão. As etapas padronizadas poderão direcionar os procedimentos de construção de sondas cromossomo-específicas para todos os cromossomos dos cariótipos das espécies utilizadas nesse trabalho, bem como poderão ser aplicadas em outras plantas. / Chromosome-specific probes are DNA sequences, fluorescently labelled specifically for a chromosome pair. Such probes can be applied for analysis in evolutionary and phylogenetic studies, for karyotype comparison and to obtain physical maps that help in plant breeding programs. Techniques of chromosome microdissection, along with methods of isolation and amplification of microdissected DNA, represent useful tools to be employed in the construction of chromosome-specific probes. A considered limiting factor in the use of microdissection is the necessity to collect around 20 copies of a particular chromosome. This implies the need of prior recognition of the target and the conviction in identification. The use of a single chromosome solves this issue and allows the construction of probes without prior identification, besides reducing the efforts on microdissection. Considering the potential of these informative probes, this study aimed to compare and standardize methods of classical and molecular cytogenetics to build probes. Therefore, technical adjustments were made to obtain mitotic and meiotic chromosomes suitable for karyotype characterization and application in microdissection techniques and in situ hybridization. Metaphases from human lymphocytes were used to standardization of (i) microdissection methods; (ii) chromosomes amplification; (iii) DNA fluorescent labelling and (iv) stringency conditions for fluorescence in situ hybridization (FISH). After the initial protocol standardization, the methodologies were used in maize (Zea mays) and sweat peppers (Capsicum annuum). A chromosome-specific probe for pair 2 of human chromosomes, a probe to chromosome 1 of corn and a probe for sweat pepper (probably the pair 7 or 8) were obtained. Although chromosome-specific probes construction involves many steps, the standardization of each process stages allowed, in our conditions, to obtain a specific probe from a single chromosome for humans, corn and sweat pepper. The microdissection and the comparison of different DOP-PCR parameters were considered as the most critical steps of the process. Human and plant chromosomes showing preserved morphology and structure provided a suitable template DNA for probes construction. The quality of chromosome preparation was a key factor for the microdissection and application of FISH methodologies. This work reveals strategies based on microdissection of a single chromosome that made possible the production of chromosome-specific probes for different organisms, such as human, corn and pepper. Standardized steps may guide the procedures of chromosome-specific probes construction for all chromosomes of karyotypes of the species used in this work, and it may be applied to other plant.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-09-04T12:29:53Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4835241 bytes, checksum: dae5f55b5996a614610ecd148a75c650 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-04T12:29:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4835241 bytes, checksum: dae5f55b5996a614610ecd148a75c650 (MD5) Previous issue date: 2016-11-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O gênero Solenopsis tem aproximadamente 195 espécies que são popularmente conhecidas como formigas de fogo ou formiga lava-pé. Este gênero possui uma taxonomia difícil a nível morfológico, estando entre as mais complicadas dentre as formigas. Algumas espécies deste gênero, conhecidas como “thief ant”, são predadoras de larvas de S. invicta e poderiam ser usadas em seu controle, mas isso não é possível devido à dificuldade na sua identificação. O objetivo principal deste estudo foi descrever citogeneticamente o gênero Solenopsis. Para isso, foram analisados 30 ninhos utilizando técnicas da citogenética clássica (como coloração convencional com Giemsa, banda C e coloração sequencial com DAPI/CMA 3 ) e citometria de fluxo. Dentre os ninhos analisados foram encontrados 13 morfoespécies. Por meio da citogenética clássica, encontramos 7 números diploides e 11 diferentes fórmulas cariotípica. Quatro dos sete números de cromossomos são descritos pela primeira vez neste estudo para Solenopsis (2n = 24, 26, 28 e 42 cromossomos). Os dados de banda C mostraram que o aumento da quantidade de heterocromatina segue o aumento do número diploide, e essa diferença é mais evidente quando se compara os extremos (2n = 22 e 2n = 42 cromossomos). A identificação das regiões ricas em CG usando CMA 3 possibilitou a identificação uma possível inversão pericêntrica e de uma translocações. A citometria de fluxo foi utilizada para compreender se as células poliploides apresentadas pelas espécies do gênero Solenopsis são naturais e se o número de células poliploides se mantém constante durante o desenvolvimento. Para tanto, determinou-se a ploidia de células do gânglio cefálico de 4 diferentes estágios de desenvolvimento da espécie Solenopsis saevissima (larvas, pré-pupas jovens, pré-pupas velha e pupas) com base na medição do conteúdo de DNA nuclear. Os dados mostraram a presença de células diploides e tetraploides, e estas células apresentaram diferentes proporções dependendo da fase de desenvolvimento analisada. As células tetraploides apresentaram uma diminuição na sua representatividade com a evolução do desenvolvimento da formiga, sugerindo que elas não são permanentes no tecido neural e, provavelmente, não estarão presentes neste tecido em formigas adultas. Esse comportamento difere do que acontece com as células diploides, que tem o seu pico de proliferação no estágio de pré-pupa jovem e em seguida apresentaram uma redução progressiva no número de células em divisão. / The genus Solenopsis has approximately 195 species that are popularly known as „fire ants‟. This genus has a complex taxonomy at the morphological level, figuring among the more complicated among ant species. Some species in this genus, known as „thief ants‟, are predators of S. invicta‟s larvae and could be used in the control of this pest, but this is not possible due difficulty in its identification. The main objective of this study was to describe, cytogenetically, the genus Solenopsis. For this, we used techniques of the classic cytogenetics (such as conventional staining with Giemsa, C band, and sequential staining with DAPI/CMA 3 ) and flow cytometry. We collected a total of 30 nests belonging to 13 morphospecies. By the classic cytogenetics, we found 7 diploid numbers and 11 different karyotypes formulae. Four out of seven chromosome numbers are described for the first time in this study for Solenopsis (2n = 24; 26; 28 e 42 chromosomes). C-banding data showed that the increase in the amount of heterochromatin follows the increase in diploid number, and this difference is more evident when comparing the extreme (2n = 22 and 2n = 42 chromosomes). The recognition of the region rich in CG using CMA3 became possible the identification one inversion pericentric, beyond possible translocations. The flow cytometry was used to understand whether the polyploid cells presented by species of the genus Solenopsis in the classic cytogenetic research are natural and if the number of polyploid cells keeps constant during development. For this, we determined the DNA ploidy of cephalic ganglion cells of workers in 4 different development stages (larvae, young prepupae, old prepupae and pupae) based on the measurement of nuclear-DNA content. The data showed the presence of diploid and tetraploid cells, and these cells presented different proportions depending of the development stage analysed. The tetraploid cells presented a decrease in its representativity with the advance of the ant development, suggesting that they are not permanent in the neural tissue and, probably, will not be present in this tissue of the adult ants. This is different to what happens with diploid cells that had its proliferation peak in young prepupae stage, and then presents a significant progressive reduction in the number of cells during division.

ALVES, M. A. O. Citogenética de Gymnothorax funebris (Ranzani, 1840) (Anguiliformes: Muraenidae). 2012. 75 f. Tese (Doutorado em Ciências Marinhas Tropicais) - Instituto de Ciências do Mar, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Geovane Uchoa (geovane@ufc.br) on 2016-03-30T15:27:33Z No. of bitstreams: 1 2012_tese_maaoliveira.pdf: 1223742 bytes, checksum: d27b19e1203f8ca1029a5b30f593d63a (MD5) / Approved for entry into archive by Nadsa Cid (nadsa@ufc.br) on 2016-04-13T16:12:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_tese_maaoliveira.pdf: 1223742 bytes, checksum: d27b19e1203f8ca1029a5b30f593d63a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-13T16:12:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_tese_maaoliveira.pdf: 1223742 bytes, checksum: d27b19e1203f8ca1029a5b30f593d63a (MD5) Previous issue date: 2012

A ocorrência de rearranjos genômicos que afetam um mesmo segmento cromossômico sugerem a presença de mecanismos de recombinação envolvendo regiões cromossômicas críticas suscetíveis a alterações patogênicas. A deleção/duplicação parcial da região crítica 4p16.3 pode estar associada a doenças genômicas raras como a Síndrome de Wolf-Hirschhorn (WHS, OMIM 194190). Condição essa que ocorre devido à alteração de genes contíguos na região 4p16.3. A WHS apresenta um amplo espectro fenotípico, associado a um transtorno do desenvolvimento, alterações craniofaciais, deficiência de crescimento pré e pós-natal, deficiência intelectual, atraso do desenvolvimento psicomotor grave, convulsão e hipotonia. Essa condição tem uma prevalência estimada de 1:50,000 nascimentos e tem sido relatada mais frequentemente em mulheres do que em homens (2:1). Este estudo teve como objetivo geral realizar uma caracterização citogenômica da região cromossômica 4p16.3 em indivíduos com suspeita clínica de síndrome de Wolf-Hirschhorn (WHS) através de uma análise integrativa utilizando diferentes abordagens metodológicas. Além disso, objetivamos classificar os tipos de alterações cromossômicas na região 4p16.3 detectados nas amostras estudadas; mapear os pontos de quebra cromossômicos na região 4p16.3; determinar a posição genômica da alteração; e determinar a relevância clínica dos genes envolvidos na manifestação da WHS Um perfil citogenômico foi estebelecido em 16 amostras biológicas de indivíduos com WHS por meio de métodos de citogenética classica e citogenética molecular, bem como por meio de análise de interação gênica utilizando-se ferramentas da biologia de sistemas. Esta pesquisa envolveu a investigação da organização cromossômica á partir da detecção de rearranjos cromossômicos na região 4p163 e do estudo sobre localização, estrutura, função e expressão de genes relacionados a WHS. Identificamos 16 alterações estruturais envolvendo a região 4p16.3. No total, foram mapeadas 12 deleções terminais 4p, 1 deleção intersticial 4p, 2 cromossomos em anel do cromossomo 4 e um derivativo do cromossomo 4 (der4), produto desbalanceado originado de uma translocação t(4;8)(p16.3;p23.1). As deleções envolvendo a região 4p16.3 apresentaram extensão variável, desde 3,7 Mb a 26 Mb. A determinação da região cromossômica de sobreposição comum (SRO) permitiu a identificação de sete genes candidatos (FGFR3, LETM1, WHSC1, NELF-A, C4orf48, NAT8L e POLN) relacionados à WHS. Baseando-se nos dados obtidos por meio da análise citogenômica e da análise de interação gênica, este trabalho propõe uma região de 330 kb na região 4p16.3 como envolvida na susceptibilidade à microcefalia e convulsões no contexto da sindrome de Wolf-Hirschhorn. / The occurrence of genomic rearrangements that affect the same chromosomal segment suggests the presence of recombination mechanisms involving specific critical chromosomal regions. Chromosome rearrangements in the 4p16.3 region can involve variable size deletions associated with Wolf-Hirschhorn syndrome (WHS, OMIM 194190), a contiguous gene deletion syndrome characterized by typical craniofacial features, pre and postnatal growth deficiency, intellectual disability, severe delay in psychomotor development, seizures and hypotonia. In this study, we performed a cytogenomic integrative analysis combining classical cytogenetic methods, fluorescence in situ hybridization (FISH), chromosomal microarray analysis (CMA), and systems biology strategies. The goal was to establish the cytogenomic profile involving the 4p16.3 critical region and suggest WHS-related intracellular cell signaling cascades. The cytogenetic and clinical patient profiles were evaluated. We characterized 12 terminal deletions, one interstitial deletion, two ring chromosomes, and one classical translocation 4;8. CMA allowed delineation of the deletions, which ranged from 3.7 to 25.6 Mb with breakpoints from 4p16.3 to 4p15.33 Furthermore, the smallest region of overlapping (SRO) encompassed seven genes encompassing seven candidate genes (FGFR3, LETM1, WHSC1, NELF-A, C4orf48, NAT8L and POLN) in a terminal region of 330 kb in the 4p16.3 region, suggesting this region for susceptibility to convulsions and microcephaly. Therefore, molecular interaction networks and topological analysis were performed to understand these WHS-related symptoms. Our results suggest that specific cell signaling pathways, including dopamine receptor, NAD+ nucleosidase activity, and fibroblast growth factor-activated receptor activity are associated with the diverse pathological WHS phenotypes and their symptoms. Additionally, we identified 29 hub-bottlenecks (H-B) nodes with a major role in WHS. In conclusion, cytogenomic profiling brings comprehensive and valuable new information which could help to understand the phenotypic spectrum of WHS.