Verbenoxylum (Verbenaceae – Lamiales) é um gênero monotípico de hábito arbóreo restrito ao limite sul da Mata Atlântica. Apesar da presença de um estudo filogenético sobre a classificação da família Verbenaceae empregando marcadores moleculares, o posicionamento de Verbenoxylum reitzii permanece incerto. Através de estudos filogenéticos moleculares é possível investigar o relacionamento entre os organismos e processos evolutivos que possam ter tido papel importante na diferenciação e distribuição dos mesmos. Análises de diversidade genética com marcadores moleculares que tenham histórias evolutivas distintas podem promover um entendimento mais profundo de eventos históricos e recentes que possam ter influenciado na distribuição da variabilidade genética atual. Estudos genéticos populacionais e de modelagem de nicho ecológico (ENM; combina distribuição geográfica e variáveis ambientais) em espécies vegetais da Mata Atlântica podem auxiliar a desvendar a influência das mudanças climáticas geradas pelos ciclos glaciais/interglaciais na composição desta floresta. Este trabalho teve por objetivo contribuir para o entendimento da história evolutiva de V. reitzii através de análises filogenéticas e de diversidade genética populacional. Foram realizados quatro trabalhos que correspondem aos capítulos desta tese. No primeiro capítulo, foi inferido o posicionamento de V. reitzii em Verbenaceae com base nos marcadores moleculares trnL-trnF e ndhF. Os resulatdos mostraram que esta espécie está incluída na tribo Duranteae, sendo grupo-irmão de Recordia Moldenke (gênero monotípico endêmico da Bolívia). Foi proposta uma nova combinação para V. reitzii que foi incluída em Recordia. No segundo capítulo, foram desenvolvidos 11 marcadores variáveis do tipo SSRs para V. reitzii e foi testada a transferabilidade destes nos gêneros relacionados Recordia e Duranta. Dez loci de SSRs amplificaram em Recordia e nenhum em Duranta. No terceiro capítulo, foram utilizados dez loci de SSRs (desenvolvidos no capítulo 2) junto com regiões do cpDNA para caracterizar a variabilidade intraespecífica de V. reitzii. Além disto, foram realizadas análises de ENMs e testes de hipóteses de divergência e conservatismo de nicho para V. reitzii e R. boliviana. Os resultados apontaram uma diversidade genética baixa para V. reitzii, que pode ser associada com a sua distribuição restrita, pequeno tamanho populacional e efeito fundador. As ENMs indicaram que a distribuição atual de Verbenoxylum e Recordia deve ter sido influenciada por mudanças climáticas do passado e os testes de divergência e conservatismo de nicho mostraram a importânica de variáveis ambientais na divergência e distribuição das duas espécies. Por fim, no quarto capítulo, foram analisadas as relações evolutivas dentro da tribo Duranteae, a qual Verbenoxylum pertence, utilizando marcadores do cpDNA e nucleares de sequência. / Verbenoxylum (Verbenaceae – Lamiales) is a monotypic tree genus restricted to the southern limit of the Brazilian Atlantic Forest. Despite of the presence of a phylogenetic study on the classification of the Verbenaceae family using molecular markers, the placement of Verbenoxylum reitzii remains uncertain. Using molecular phylogenetic studies it is possible to investigate the relationship between organisms and the evolutionary processes that might have had an important role on their differentiation and distribution. Genetic diversity analyses with molecular markers that present distinct evolutionary histories may provide a deeper understanding of historical and recent events that might have influenced on the present distribution of genetic variability. Population genetic studies and ecological niche modeling (ENM; combines geographic distribution and environmental variables) for plant species from the Atlantic forest might help to reveal the influence of environmental changes generated as consequences of the glacial/interglacial cycles in the composition of this forest. The aim of the present project was to contribute for the understanding of V. reitzii evolutionary history through phylogenetic and population genetic diversity analyses. Four studies were developed which correspond to the chapters of the present thesis. In the first chapter, the position of V. reitzii within the Verbenaceae was inferred based on the molecular markers trnL-trnF e ndhF. The results showed that this species is included in the tribe Duranteae, sister to Recordia Moldenke (monotypic genus endemic to Bolivia). A new combination for V. reitzii was proposed, including the species in Recordia. In the second chapter, 11 variable SSRs markers were developed for V. reitzii and cross-amplification was tested in the related genera Recordia and Duranta. Ten loci amplified in Recordia and all failed in Duranta. In the third chapter, ten SSR loci (developed in chapter 2) were used along with cpDNA regions to evaluate the intraspecific variability in V. reitzii. Besides, ENMs and tests of hypotheses of niche divergence and conservatism were performed for V. reitzii and R. boliviana. The results indicated that V. reitzii has a low genetic diversity, which may be related to its narrow distribution, small population size, and founder effect. The ENMs pointed that the present distribution of Verbenoxylum and Recordia may have been influenced by past climatic changes and the tests of niche divergence and conservatism showed the importance of environmental variables on the diversification and distribution of the two species. Lastly, in the fourth chapter, evolutionary relationships within Duranteae, the tribe where Verbenoxylum belongs, were analyzed using plastidial and nuclear markers.

Passiflora actinia Hook. (Passifloraceae) é uma liana típica da Floresta Atlântica, que cresce geralmente no interior ou eventualmente na borda de florestas até seus ramos atingirem a parte mais alta e exposta à luz do dossel. A espécie possui uma ampla distribuição, desde a encosta Atlântica até a borda oriental do Planalto Brasileiro, não avançando muito em direção a oeste. A Floresta Atlântica está entre os biomas mais ricos em biodiversidade do mundo, especialmente em termos de endemismos. Devido a grande utilização de seus recursos e ao desmatamento para cultivo agrícola, pastoril e ocupação imobiliária, a fragmentação da floresta aumenta constantemente, trazendo consigo os efeitos prejudiciais à biodiversidade. Estudos filogenéticos e filogeográficos envolvendo P. actinia determinaram seu posicionamento próximo de P. elegans Mast. e demonstraram uma estruturação da variabilidade genética no sentido norte-sul da distribuição. Com o intuito de avaliar os padrões de variabilidade genética de populações de P. actinia ao longo de sua distribuição geográfica, através da análise de marcadores moleculares nucleares e plastidiais e determinar os efeitos climáticos sobre a distribuição desta diversidade, nós aplicamos métodos filogeográficos e de modelagem climática para o passado, presente e futuro. Os tempos de diversidade encontrados para P. actinia datam do Pleistoceno e os resultados indicam uma forte influência das mudanças climáticas deste período na estruturação da diversidade genética desta espécie. Os resultados de modelagem climática indicaram a manutenção de áreas adequadas para a espécie em localidades de maior altitude e sua redução em áreas de baixa altitude, especialmente para cenários com maiores concentrações de carbono. O risco maior para a manutenção desta espécie é a destruição de seu habitat por desflorestamento. Sendo assim, a espécie P. actinia pode ser considerada um excelente parâmetro para descrever os acontecimentos históricos que levaram à formação da Floresta Atlântica e um indicador das transformações futuras. Seu monitoramento poderá auxiliar no controle da ação antrópica sobre a Floresta Atlântica e na preservação da biodiversidade nesta região considerada como hotspot de diversidade. / Passiflora actinia Hook. (Passifloraceae) is a vine species typical from the Atlantic Forest. Usually, it grows inside or on the edge of forests where the branches reach the highest part and exposed to light in the canopy. The species has a wide distribution from the Atlantic slope to the eastern edge of the Brazilian Plateau, not much moving toward the west. The Atlantic Forest is among the richest in biodiversity biomes in the world, especially in terms of endemism. Due to the great use of its resources and deforestation for agricultural farming, pastoral, and property occupation, forest fragmentation constantly increases, bringing the effects harmful to biodiversity. Phylogenetic and phylogeographic studies involving P. actinia determined its position close to P. elegans Mast. and demonstrated a genetic structuring the variability in the north-south distribution sense. In order to assess the genetic variability patterns of P. actinia, we analyzed populations throughout its geographical distribution based on nuclear and plastid molecular markers employing phylogeographic methods and climate modelling analyses to past, present, and future implementing an ensemble forecasting framework. The diversification age in P. actinia was compatible to Pleistocene period indicating strong influence of climate changes over genetic diversity distribution to this species. Our results predicted the persistence of suitable regions to P. actinia located in highlands and forecast a reduction in lowlands, especially for the scenario with higher greenhouse gas concentration. Most preserving efforts must be focused over localities carrying unique genetic units and distributed areas with more climatic instability. Habitat loss due to deforestation in Atlantic Forest constitutes the major risk to this species maintenance that comprises only few populations and low diversity indices. Thus, P. actinia can be considered an excellent parameter describing historical events that led to the formation of Atlantic Forest and an indicator of future changes. Monitoring this species may be helpful to control anthropic effect on the Atlantic Forest and to preserve the biodiversity in this region considered as a hotspot of diversity.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, 2013. / Submitted by Jaqueline Ferreira de Souza (jaquefs.braz@gmail.com) on 2013-05-02T12:03:49Z No. of bitstreams: 1 2013_RenatoFernandoAmabile_Parcial.pdf: 3662930 bytes, checksum: 173dc2dd353132060792cc71017ddac7 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-05-02T12:53:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_RenatoFernandoAmabile_Parcial.pdf: 3662930 bytes, checksum: 173dc2dd353132060792cc71017ddac7 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-02T12:53:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_RenatoFernandoAmabile_Parcial.pdf: 3662930 bytes, checksum: 173dc2dd353132060792cc71017ddac7 (MD5) / A versatilidade da cevada (Hordeum vulgare L.) em adaptar-se a diversos ambientes e a sua importância econômica proporcionou sua introdução no Cerrado, como cultura irrigada de inverno, na década de 70. Contudo, o êxito da sua inserção dentro do sistema de produção no Cerrado necessita de estudos contínuos e direcionados ao desenvolvimento de cultivares mais produtivas, com maior qualidade malteira e mais adaptadas. A caracterização e avaliação dos recursos genéticos da cevada, mediante caracterização agronômica e de qualidade e aliando o emprego de técnicas moleculares é a base do sucesso dos programas de melhoramento genético. Neste trabalho, objetivou-se gerar informações moleculares, morfoagronômicas e de qualidade de grãos, por meio da caracterização de genótipos elite de cevada irrigada e de estimativas de parâmetros genéticos, visando explorar mais eficientemente a variabilidade genética existente e permitir o desenvolvimento de variedades mais produtivas, com maior qualidade malteira e adaptadas a diferentes condições edafoclimáticas sob irrigação no Cerrado. Conduziu-se o ensaio na área experimental da Embrapa Cerrados, Planaltina, DF, situada a 15º35’ 30’’ de latitude Sul e 47º42’30’’ de longitude Oeste, numa altitude de 1.007 m, sob sistema de irrigação convencional. Foram avaliados 39 genótipos elite de cevada, hexástica e dística, provenientes da Coleção de Trabalho da Embrapa Cerrados, de origens diversas, adotando-se o delineamento experimental de blocos ao acaso, com quatro repetições. A variabilidade genética foi estimada utilizando 12 caracteres morfoagronômicos quantitativos, 10 caracteres de qualidade malteira e com base em 160 marcadores moleculares RAPD. Foram obtidos 160 marcadores RAPD, dos quais 141 (88,12%) foram polimórficos encontrando-se elevada variabilidade genética, passível de ser utilizada no melhoramento genético. Observou-se a existência de variabilidade genética entre os genótipos de cevada avaliados para caracteres qualitativos malteiros, sendo que os caracteres qualitativos que mais contribuíram para a divergência genética foram o nitrogênio solúvel e β-glucanas. A dissimilaridade genética de acessos elite de cevada com base em características morfoagronômicas foi estimada com base na distância generalizada de Mahalanobis e as análises de agrupamento foram realizadas utilizando como critério o método do UPGMA e o método das coordenadas principais. Foram observadas diferenças altamente significativas entre os genótipos para todas as características avaliadas. As características que mais contribuíram para a variabilidade foram a área foliar da folha bandeira e o espigamento, enquanto o teor de proteína e o acamamento foram as que menos contribuíram. Foi verificada uma tendência de agrupamento dos materiais dísticos e hexásticos. As correlações genotípicas encontradas foram, para todos os caracteres, em valores absolutos, superiores às suas correspondentes correlações fenotípicas e ambientais. Houve grande contribuição dos fatores genéticos na expressão dos caracteres e a acurácia seletiva foi alta para todos os caracteres. As elevadas magnitudes dos coeficientes de variação genética e das estimativas da herdabilidade ampla indicaram a existência de variabilidade genética apontando a possibilidade de obterem-se ganhos genéticos com a seleção para todos os caracteres. As distâncias genéticas estimadas com base em marcadores moleculares, características quantitativas e qualitativas foram fracamente correlacionadas, evidenciando a complementaridade dos diferentes grupos de características no estudo da diversidade genética. A utilização de índices de seleção e a análise da dispersão gráfica dos genótipos permitiram a seleção de genótipos promissores e indicação de cruzamentos para maximizar efeitos heteróticos e complementaridade gênica no programa de melhoramento genético da cevada irrigada no Cerrado. Como resultado finalístico desse trabalho, foi selecionada a BRS Savanna, para o cultivo em Goiás, Minas Gerais e do Distrito Federal. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The economic importance of barley (Hordeum vulgare L.) and its versatility to adapt to diverse environments afforded its introduction in the Savanna in the 70s as an irrigated winter crop. However, the success of the integration of barley within the production system in the Savanna requires continuous research and directed the development of more productive cultivars with higher malt quality and better adapted to the environment. The agronomical and quality characterization and evaluation of genetic resources of barley combining the use of molecular techniques is the basis for success of breeding programs. This work aimed to generate agronomic, grain quality and molecular information, through the characterization and the estimation of genetic parameters using a collection of elite genotypes. This information would allow to explore more efficiently the genetic variability and to enable the development of more productive varieties with higher malt quality and adapted to different soil and climatic conditions under irrigation in the Savanna. The experiments were conducted at the Embrapa Cerrados, Planaltina, DF, Brazil, located at 15°35'30" S latitude, 47°42'30" E longitude and 1.007 m located at 15º35'30'', under conventional sprinkling irrigation system. Thirty-nine elite, two and six-rowed barley genotypes from a Working Collection of Embrapa Cerrados from various origins, were evaluated, in a randomized complete block design with four replications. Genetic variability was estimated using 12 quantitative morphological characteristics, 10 parameters of malt quality and based on 160 RAPD markers. From the160 RAPD markers, 141 (88.12%) were polymorphic indicating high genetic variability, which can be used in breeding. It was observed that there is genetic variability for the malting qualitative traits among the barley genotypes evaluated, and the qualitative traits that contributed the most to the genetic diversity were soluble nitrogen and β-glucans. The genetic diversity of elite barley accessions based on agro-morphological traits was estimated based on the Mahalanobis distance and cluster analyses were performed using as criteria the UPGMA method and the method of principal coordinates. Highly significant differences were found among the genotypes for all traits evaluated. The traits that most contributed to the variability were the flag leaf area and silking, while the protein content and lodging were the traits that contributed the least. A cluster tendency of two and six-rowed samples was observed. The genotypic correlations found for all traits were greater than their corresponding phenotypic and environmental correlations. A significant influence of genetic factors on the traits expression was observed and it could be concluded that the phenotypic expression is decreased depending on the environment conditions. The selection accuracy was rated high for all traits. The high values found in the estimation of the coefficients of genetic variation and broad sense heritability indicated the existence of large genetic variability, allowing the possibility of obtaining genetic gains through the selection for all characters. The genetic distances estimated by molecular markers on quantitative and qualitative traits were weakly correlated, showing the complementarily of different groups of features in the study of genetic diversity. The use of selection indices and graphical analysis of the dispersion of genotypes allowed the selection of promising genotypes and directing crosses to maximize complementarily and heterosis effects on a genetic breeding program of irrigated barley in the Savanna. As a result of this advanced work the variety Savanna BRS was selected for cultivation in the Brazilian States of Goiás, Minas Gerais and Federal District.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular, 2013. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2013-09-23T13:35:37Z No. of bitstreams: 1 2013_MariliaCastroRodriguesPappas.pdf: 2808206 bytes, checksum: 757337280322f40347a940024364534c (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-09-23T14:32:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_MariliaCastroRodriguesPappas.pdf: 2808206 bytes, checksum: 757337280322f40347a940024364534c (MD5) / Made available in DSpace on 2013-09-23T14:32:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_MariliaCastroRodriguesPappas.pdf: 2808206 bytes, checksum: 757337280322f40347a940024364534c (MD5) / Há pouco mais de uma década foi descrita a função de mais uma classe de elementos regulatórios chamados de micro RNAs - miRNAs. Inicialmente descritos como reguladores pós transcricionais envolvidos no processo desenvolvimento, estes já tiveram papel validado em uma ampla gama de processos como germinação, determinação de morfologia e respostas a estresse biótico e abiótico. A descrição desta classe de reguladores em Eucalyptus contribui com o conhecimento científico deste importante e vasto gênero inserindo mais um relevante elemento na anotação do recente genoma de referência de Eucalyptus grandis. Para a identificação em escala genômica de miRNAs em Eucalyptus, foi realizado um sequenciamento de pequenos RNAs em larga escala em amostras de folha e xilema em desenvolvimento nas duas principais espécies plantadas do gênero - E. grandis e E. globulus. Com o objetivo de otimizar o processo de descoberta de locos de pequenos RNAs, as amostras de folha e xilema de E. grandis usadas no sequenciamento foram da mesma árvore BRASUZ1, usada no sequenciamento do genoma de referência de Eucalyptus. O sequenciamento permitiu, além da descoberta de pequenos RNAs, uma análise da variabilidade interespecífica pelo mapeamento das sequências de ambas as espécies contra o genoma de E. grandis. A caracterização in silico das sequências obtidas com o sequenciamento obedeceu a uma sequência de passos iniciada pela busca, por similaridade de sequência, visando a identificação de sequências de miRNAs de famílias conservadas em outras espécies e já descritas anteriormente. Em seguida, a identificação de potenciais novos miRNAs obedeceu a uma sequência de critérios já descritos. As sequências de pequenos RNAs foram mapeadas fisicamente no genoma identificando assim os potenciais locos dos genes MIR e permitindo a validação in silico pela análise da estrutura secundária compatível com os parâmetros de precursores, satisfazendo a primeira premissa para a validação de um novo miRNA. Os números totais obtidos mostram claramente a cautela que deve existir na análise de dados de sequenciamento de pequenos RNAs. Dentre os grandes números obtidos, parte é Há pouco mais de uma década foi descrita a função de mais uma classe de elementos regulatórios chamados de micro RNAs – miRNAs. Inicialmente descritos como reguladores pós transcricionais envolvidos no processo desenvolvimento, estes já tiveram papel validado em uma ampla gama de processos como germinação, determinação de morfologia e respostas a estresse biótico e abiótico. A descrição desta classe de reguladores em Eucalyptus contribui com o conhecimento científico deste importante e vasto gênero inserindo mais um relevante elemento na anotação do recente genoma de referência de Eucalyptus grandis. Para a identificação em escala genômica de miRNAs em Eucalyptus, foi realizado um sequenciamento de pequenos RNAs em larga escala em amostras de folha e xilema em desenvolvimento nas duas principais espécies plantadas do gênero – E. grandis e E. globulus. Com o objetivo de otimizar o processo de descoberta de locos de pequenos RNAs, as amostras de folha e xilema de E. grandis usadas no sequenciamento foram da mesma árvore BRASUZ1, usada no sequenciamento do genoma de referência de Eucalyptus. O sequenciamento permitiu, além da descoberta de pequenos RNAs, uma análise da variabilidade interespecífica pelo mapeamento das sequências de ambas as espécies contra o genoma de E. grandis. A caracterização in silico das sequências obtidas com o sequenciamento obedeceu a uma sequência de passos iniciada pela busca, por similaridade de sequência, visando a identificação de sequências de miRNAs de famílias conservadas em outras espécies e já descritas anteriormente. Em seguida, a identificação de potenciais novos miRNAs obedeceu a uma sequência de critérios já descritos. As sequências de pequenos RNAs foram mapeadas fisicamente no genoma identificando assim os potenciais locos dos genes MIR e permitindo a validação in silico pela análise da estrutura secundária compatível com os parâmetros de precursores, satisfazendo a primeira premissa para a validação de um novo miRNA. Os números totais obtidos mostram claramente a cautela que deve existir na análise de dados de sequenciamento de pequenos RNAs. Dentre os grandes números obtidos, parte é representada por contaminantes como RNA ribossômico e de cloroplasto. Dentre os pequenos RNAs regulatórios, diferentes classes e subclasses estão representadas e os critérios para declarar uma sequência de pequeno RNA como um miRNA devem ser cuidadosamente observados. A validação experimental das sequências de potenciais novos miRNAs foi, inicialmente, realizada via northern blot de algumas das sequências mais expressas em cada uma das amostras sequenciadas. Uma validação em larga escala foi realizada utilizando um microarranjo contendo milhares das sequências putativas de miRNAs descobertas no sequenciamento. Além da análise interespecífica, foram utilizadas amostras de tecidos distintos – folha, xilema, ovário e plântulas – visando uma análise da variabilidade de expressão entre tecidos. A predição de alvos para os candidatos a novos miRNAs foi realizada in silico buscando por sequências que apresentem complementariedade às sequências dos miRNAs utilizando o banco de transcritos de Eucalyptus disponível publicamente no site que hospeda os genomas sequenciados pelo JGI (phytozome.net). A análise dos dados de sequenciamento em larga escala revelou aspectos interessantes do repertório de pequenos RNAs. Sequências de 21 nucleotídeos altamente expressas nas amostras sequenciadas foram caracterizadas como pequenos RNAs interferentes (siRNAs) secundários, ou trans-acting siRNAs (tasi-RNAs), sintetizados em fase a partir da clivagem de transcritos alvo por miRNAs. A identificação de alvos desses tasiRNAs revelou um mecanismo conservado de regulação da expressão de genes envolvidos na defesa contra patógenos, notadamente, os da família caracterizada pelos domínios protéicos NBS-LRR (NB-ARC – leucine rich repeat), e de genes da família PPR (pentatricopeptide repeat). ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / A decade ago function of another class of regulatory elements called micro RNAs – miRNAs – was elucidated. Initially described as post-transcriptional regulators involved in development, these elements had been proved to regulate a wide range of processes such as germination, morphology and responses to biotic and abiotic stress. The description of miRNAs in Eucalyptus contributes to scientific knowledge of this important and vast genre inserting another important element in the annotation of Eucalyptus grandis reference genome. For genome wide identification of Eucalyptus miRNAs, large scale sequencing was performed in leaves and developing xylem in the two most planted species for cellulose production - E. grandis and E. globulus. In order to optimize the discovery process of small RNAs loci, samples of E. grandis leaf and xylem used were from the same tree BRASUZ1, used for the reference genome. Interspecific analysis was conducted based on mapping of the sequences from both species against the genome of E. grandis. In silico characterization started by searching for sequence similarity against miRBase conserved miRNAs. The identification of potential new miRNA sequence followed the criteria already described. Sequences of small RNAs derived from large-scale sequencing were mapped against the genome thereby identifying potential MIR loci and enabling validation by in silico analysis of secondary structure compatible with miRNA precursor parameters satisfying the first premise for the validation of a new miRNA. Total number of sequences otained clearly shows that caution must exist in small RNA sequencing data analysis. Great part of sequences is represented by contaminants such as ribosomal and chloroplast RNA. Among the small regulatory RNAs, different classes and subclasses are represented and the criteria for declaring a sequence of small RNA as a miRNA should be carefully observed. Experimental validation of potentially new miRNA sequences was first performed via northern blot of some of the more expressed sequences in each of the samples. A large- scale validation was then performed using a microarray containing thousands of sequences of putative miRNAs discovered in sequencing. Besides interspecific analysis, samples from different tissues - leaf, xylem, ovary and seedlings – were used to evaluate tissue variability. Target prediction for putative new miRNAs was performed in silico. A search for complementary sequences to the miRNAs was performed using Eucalyptus transcript database publicly available on the website that hosts the genomes sequenced at JGI (phytozome.net). Data analysis from large scale sequencing revealed interesting aspects of small RNAs repertoire. Highly expressed 21 nucleotide sequences were characterized as small interfering RNAs (siRNAs), or trans-acting siRNAs (tasi-RNAs), synthesized in phase from cleavage of transcripts targeted by miRNAs. Identification of targets for these tasiRNAs revealed a conserved mechanism regulating the expression of genes involved in defense against pathogens, especially those from the family characterized by NBS-LRR protein domains (NB-ARC - leucine rich repeat) and PPR gene family (pentatricopeptide repeat).

A eficiência da técnica de cultura de anteras, em escala comercial, ainda pode ser considerada baixa quando medida em número de plantas duplo-haplóides férteis obtidas para cada antera estabelecida in vitro. Dessa forma, o presente trabalho é pioneiro no estudo detalhado da embriogênese in vitro do micrósporo e do grão de pólen de cevada (Hordeum vulgare L. ssp. vulgare). Com o objetivo de contribuir para o aperfeiçoamento da técnica de cultura de anteras foi analisada a embriogênese, com especial ênfase na etapa da indução, através de análises citológicas e histológicas de anteras cultivadas in vitro. Foram analisadas uma cultivar brasileira de cevada, em comparação com linhagens de duas outras cultivares brasileiras, que foram selecionadas, por seleção divergente para maior ou para menor resposta na indução da rota embriogênica e, respectivamente, para menor ou para maior capacidade de regenerar plântulas verdes. Somente foram estabelecidas em cultivo in vitro as anteras que apresentaram micrósporos e pólens jovens, das linhagens selecionadas da cultivar A-05 (S3A22 e S3A23), e da cultivar BR-2(S3B63 e, apenas na cultura de anteras, S3B61), bem como da cultivar MN-599 (nãoselecionada). Para as análises histológicas, foram fixadas, a cada dois dias, duas anteras, correspondentes a cada fileira da mesma espiga, após o início do cultivo in vitro. As anteras em cultivo e respectivas estruturas multicelulares foram fixadas em FAA 50%, desidratadas em série etílica e incluídas em hidroxietilmetacrilato. Os blocos de resina polimerizada foram secionados longitudinalmente com 3 mm de espessura. Para as análises citológicas foram fixadas, de cada espiga recém-coletada, três espiguetas sendo uma da base, outra do meio e outra do ápice. Após o pré-tratamento à baixa temperatura (5 °C), porém antes do cultivo in vitro, foram fixadas três anteras (amostras utilizadas como controles). A cada três dias, durante o cultivo, três anteras foram fixadas (até 18 dias). As anteras em cultivo e estruturas multicelulares foram fixadas em Farmer e FAA 50%, transferidas após 24 horas para etanol 70%. Na cultura in vitro das anteras houve diferenças entre uma das linhagens da cultivar A-05 em relação a cultivar MN- 599, na produção inicial de estruturas embriogênicas, diferença que desapareceu na produção total. Entretanto, houve diferenças na formação dos xiii embriões: a cv.MN-599 formou embriões bem diferenciados ao passo que a linhagem S3A22 produziu um número aparentemente menor, sendo que os embriões não eram bem diferenciados. A linhagem S3B63 não apresentou embriões até o final da análise histológica. Considerando que a amostra dessa linhagem, mantida em cultura, formou plantas verdes, pode-se propor que a formação de embriões deve ocorrer posteriormente ao desenvolvimento da cv.MN-599. Cabe destacar que houve diferenças significativas entre as cultivares A-05 e BR-2 quanto à regeneração de plântulas verdes. Esses resultados indicam ter havido maior eficiência da seleção em relação à etapa da regeneração. Com relação às categorias classificatórias dos micrósporos e grãos de pólen, constatou-se que desde o início da análise histológica (2o dia de cultivo in vitro) até o final (34o dia), foram observados micrósporos, o mesmo tendo sido observado na análise citológica. Os grãos de pólen multinucleados ocorreram praticamente em todo o período de cultivo in vitro, em ambas análises; não ocorrendo nos controles da citologia (antes do cultivo); os multinucleados foram observados a partir do 3o dia, enquanto que os multicelulares a partir do 4o dia de cultivo. As estruturas multicelulares foram observadas a partir do 8o dia. A quantidade e o tamanho das estruturas multicelulares foram variáveis ao longo da análise histológica, sendo que do 14o ao 20o dia foram encontradas as de maiores dimensões, resultantes da proliferação celular por mitoses sucessivas. A partir do 22o dia (cultivar MN- 599), a ocorrência de estruturas multicelulares no interior dos lóculos da antera diminuiu, predominando o processo de proliferação externo às anteras. Para as linhagens, a partir do 18o dia foram observadas estruturas multicelulares liberadas das anteras. A análise das estruturas multicelulares permitiu classificá-las em quatro categorias: 1. SFD: Sem forma definida; 2. MAC: meristema apical caulinar; 3. MAR: meristema apical radical embrionário adventício; e 4. Embriões. As estruturas amorfas apareceram em maior número, quando comparadas com as outras categorias. Em síntese: as linhagens selecionadas e a cultivar diferiram não apenas no tempo necessário para a formação dos embriões, mas também no desenvolvimento dos mesmos, que foi mais diferenciado na cultivar MN-599, porém sendo observados mais cedo na linhagem S3A22 e S3A23, do que na cultivar MN-599. / The efficiency of anther culture technique, on a commercial scale, can be considered low when the number of fertile double-haploid plants obtained from single anthers established in vitro is evaluated. The present work pioneers a detailed study of in vitro microspores and young pollen embryogenesis of barley (Hordeum vulgare L ssp. vugare). Aiming for the improvement of anther culture technique, cytological and histological analyses of barley in vitro embryogenesis were made, with special emphasis on the induction stage. A Brazilian cultivar of barley (MN-599) was compared with strains of two other cultivars, previously selected, for three generations, for divergent responses to the induction process of in vitro culture, as well as to green plant regeneration, i.e. better response to induction and worse to green plant regeneration (strains S3A22 and S3A23 selected from cultivar A-05) or worse response to induction and better to green plant regeneration (S3B63 and S3B61 – the last one only analyzed for anther culture; both obtained from cv. BR-2). Only anthers with microspores and young pollen grains were cultured in vitro. For the histological analyses, two anthers from each row of the same spike were fixed, every two days after the beginning of in vitro culture. Anthers and respective multicellular structures were fixed in 50% FAA, dehydrated in ethylic series and included in hydroxyethylmetacrylate. The blocks of polymerized resin were longitudinally cut into 3mm thick sections. For the cytological analyses, three spikelets were fixed, one from the base, other from the middle and another from the top of each just collected spike. After the low temperature (5 oC) pretreatment, but before in vitro culture, three anthers (from the opposite row of each spike) were fixed . These two samples were used as controls. Every three days after the beginning of in vitro culture, three anthers were fixed – until the 18th day. Anthers and multicellular structures from in vitro culture were fixed in Farmer or 50% FAA and transferred to 70% ethanol after 24 hours. Differences were observed between in vitro cultivated anthers of one strain of cv A-05 and cultivar MN-599, in their initial production of embryogenic structures, but the total, final production did not differ. But differences were observed between cultivar MN- 599 and strain S3A22 in embryo formation: cv. MN-599 produced well differentiated embryos, but embryos of strain S3A22, besides in smaller number, were less differentiated. No embryo was found in all histologically analyzed samples of strain S3B63. However, considering that another sample of this same strain also cultivated in vitro generated green plants, one can propose that embryos formation does occur but later than in cv. MN-599, after 34 days in culture. One should emphasize that significant differences were found between the cultivars A-05 and BR-2 as for green plant generation. These results indicate that selection was more efficient for the plant regeneration step than for the induction phase. As for the results of in vitro culture of microspores and pollen grains, it was observed that, from the first sample of histological analyses (2nd day of in vitro culture) until the last one (34th day in culture), microspores were always present; the same was observed for the cytological analyses. Multinucleated pollen grains were observed at almost all analyzed samples; but they did not occur in the two controls of cytological analyses – i.e. before in vitro culture. Multinucleated grains were observed, in culture, from the 3rd day on. Multicellular were present in vitro culture from the 4th day on. Multicellular structures were first observed at 8th day. Multicellular structures varied in number and size at different samples of histological analysis, reaching the largest size from the 14th to the 20th day, as a result of cell proliferation due to successive mitoses. From the 22nd day on, in cultivar MN-599, there was a decrease in number of multicellular structures inside the anther loculi, but an increase and predominance of proliferation outside the anthers. As for the strains, from the 18th day on, multicellular structures liberated from the anthers were observed. The analyses of multicellular structures allowed to classify them in four classes: 1. SFD = without a defined shape; 2. MAC = shoot apical meristem; 3. MAR = adventitious embryonary apical root meristem; and 4. Embryos. The largest class was that of amorphous structures, when compared with the remaining classes. Summarizing, it was shown that the selected strains and the non-selected cultivar differed, not only in time needed for embryos formation, but also in the degree of embryo differentiation; embryos of cultivar MN-599 were well-differentiated, what was not observed for strain S3A22 and S3A23; however these strains produced embryos earlier than the cultivar.

Passiflora actinia Hook. (Passifloraceae) é uma liana típica da Floresta Atlântica, que cresce geralmente no interior ou eventualmente na borda de florestas até seus ramos atingirem a parte mais alta e exposta à luz do dossel. A espécie possui uma ampla distribuição, desde a encosta Atlântica até a borda oriental do Planalto Brasileiro, não avançando muito em direção a oeste. A Floresta Atlântica está entre os biomas mais ricos em biodiversidade do mundo, especialmente em termos de endemismos. Devido a grande utilização de seus recursos e ao desmatamento para cultivo agrícola, pastoril e ocupação imobiliária, a fragmentação da floresta aumenta constantemente, trazendo consigo os efeitos prejudiciais à biodiversidade. Estudos filogenéticos e filogeográficos envolvendo P. actinia determinaram seu posicionamento próximo de P. elegans Mast. e demonstraram uma estruturação da variabilidade genética no sentido norte-sul da distribuição. Com o intuito de avaliar os padrões de variabilidade genética de populações de P. actinia ao longo de sua distribuição geográfica, através da análise de marcadores moleculares nucleares e plastidiais e determinar os efeitos climáticos sobre a distribuição desta diversidade, nós aplicamos métodos filogeográficos e de modelagem climática para o passado, presente e futuro. Os tempos de diversidade encontrados para P. actinia datam do Pleistoceno e os resultados indicam uma forte influência das mudanças climáticas deste período na estruturação da diversidade genética desta espécie. Os resultados de modelagem climática indicaram a manutenção de áreas adequadas para a espécie em localidades de maior altitude e sua redução em áreas de baixa altitude, especialmente para cenários com maiores concentrações de carbono. O risco maior para a manutenção desta espécie é a destruição de seu habitat por desflorestamento. Sendo assim, a espécie P. actinia pode ser considerada um excelente parâmetro para descrever os acontecimentos históricos que levaram à formação da Floresta Atlântica e um indicador das transformações futuras. Seu monitoramento poderá auxiliar no controle da ação antrópica sobre a Floresta Atlântica e na preservação da biodiversidade nesta região considerada como hotspot de diversidade. / Passiflora actinia Hook. (Passifloraceae) is a vine species typical from the Atlantic Forest. Usually, it grows inside or on the edge of forests where the branches reach the highest part and exposed to light in the canopy. The species has a wide distribution from the Atlantic slope to the eastern edge of the Brazilian Plateau, not much moving toward the west. The Atlantic Forest is among the richest in biodiversity biomes in the world, especially in terms of endemism. Due to the great use of its resources and deforestation for agricultural farming, pastoral, and property occupation, forest fragmentation constantly increases, bringing the effects harmful to biodiversity. Phylogenetic and phylogeographic studies involving P. actinia determined its position close to P. elegans Mast. and demonstrated a genetic structuring the variability in the north-south distribution sense. In order to assess the genetic variability patterns of P. actinia, we analyzed populations throughout its geographical distribution based on nuclear and plastid molecular markers employing phylogeographic methods and climate modelling analyses to past, present, and future implementing an ensemble forecasting framework. The diversification age in P. actinia was compatible to Pleistocene period indicating strong influence of climate changes over genetic diversity distribution to this species. Our results predicted the persistence of suitable regions to P. actinia located in highlands and forecast a reduction in lowlands, especially for the scenario with higher greenhouse gas concentration. Most preserving efforts must be focused over localities carrying unique genetic units and distributed areas with more climatic instability. Habitat loss due to deforestation in Atlantic Forest constitutes the major risk to this species maintenance that comprises only few populations and low diversity indices. Thus, P. actinia can be considered an excellent parameter describing historical events that led to the formation of Atlantic Forest and an indicator of future changes. Monitoring this species may be helpful to control anthropic effect on the Atlantic Forest and to preserve the biodiversity in this region considered as a hotspot of diversity.

O gênero Cunila D. Royen ex L. (Lamiaceae) encontra-se na América de forma disjunta, apresentando dois centros de distribuição de espécies, um na América do Norte e outro na América do Sul o qual apresenta três seções: Incanae, Incisae e Spicatae. As espécies do gênero Cunila são usadas na medicina popular com várias finalidades, o óleo essencial destas espécies apresenta atividades sobre microorganismos patogênicos e insetos. Os resultados obtidos neste trabalho, a partir do seqüenciamento de regiões nucleares e plastidiais, contribuem para elucidar a história evolutiva deste gênero, sendo este o primeiro relato filogenético para o gênero Cunila. Baseado nos resultados fortemente apoiados pelos diversos tratamentos estatísticos se pode observar a parafilia do gênero Cunila, sugerindo-se ainda a união de duas seções geneticamente muito similares, as seções arbustivas Incanae e Incisae. Paralelamente a este estudo, os marcadores moleculares ISSR foram aplicados visando contribuir para a classificação das espécies Sul-Americanas. Os resultados obtidos apontam para a separação destas espécies em dois grupos: arbustos e subarbustos, reforçando os resultados referentes à análise filogenética do gênero. O grupo de espécies arbustivas foi formado pelas seções Incanae e Incisae, enquanto que o grupo subarbustivo foi formado pela seção Spicatae. Os marcadores moleculares ISSR foram empregados, igualmente, no estudo de variabilidade genética dentro e entre populações de Cunila menthoides. Cada população foi caracterizada como um "pool" gênico distinto correspondendo a sua distribuição geográfica, apresentando baixa variabilidade intrapopulacional, e indicando que cada população é derivada de um limitado número de plantas com baixa troca gênica entre as populações. Diferentes populações de C. menthoides foram sujeitas à hidrodestilação por arraste a vapor e seu óleo essencial analisado em GS e GS-MS. Dois diferentes quimiotipos foram observados: pulegona e linalol, sendo que alguns indivíduos apresentaram variações relativas entre as percentagens de pulegona e mentona. Na rota biossintética dos monoterpenos, pulegona pode ser reduzido a mentona, pela ação da enzima pulegona redutase (PR). A alta ou baixa expressão da PR pode resultar no respectivo aumento ou diminuição de produção de mentona ou pulegona. O quimiotipo linalol foi formado unicamente por uma população, enquanto que todas as outras populações estudadas integraram o grupo caracterizado por pulegona. A seção Incanae é composta por uma única espécie: Cunila incana. A análise de seu óleo essencial demonstrou alta percentagem de sesquiterpenos, não sendo esta uma característica do gênero, sendo que todas as pesquisas realizadas com óleos essenciais de outras espécies do gênero indicaram altas concentrações de monoterpenos, e por conseqüência, poucos compostos sesquiterpênicos. Os resultados obtidos contribuem para o conhecimento químico e genético deste gênero com enorme potencial aromático e medicinal, o qual possui ampla distribuição no Rio Grande do Sul. / The genus Cunila D. Royen ex L. (Lamiaceae) is an american genus and presents two centers of distribution, one in North America and another in the southern of South America. It´s species are classified into three sections: Incanae, Incisae and Spicatae. Cunila species are used in folk medicine for a lot purposes, moreover, Cunila essential oils have compounds responsible for antibacterial, antifungal and insecticidal activity. The results obtained in this work, based on the sequencing from nuclear and chloroplast sets, contributed to clarify the origin and evolution of these species, being the first phylogenetic report for this genus. Based on the strongly statistical supported results the paraphyly of Cunila were reported and we suggest the union of the two South American sections formed by shrubs species (Incisae and Incanae). In addition, the molecular markers ISSR were applied to contribute with the classification of the South American species. The results showed two main clusters, one consisting of shrubs and the second by subshrubs species, which refforces the data showed in the phylogenetic study. The shrub group was composed by species representing Incanae and Incisae sections, meanwhile the subshrub group was characterized by the species from Spicatae section. The molecular markers ISSR were also applied to access inter and intrapopulational genetic variability of Cunila menthoides. Each population were characterized as a distinct genetic pool according with the geographic distribution, populations analyzed were genetically structured with low genetic variability, indicating that each population derives from a limited number of plants with low gene flow between populations. Air-dried samples of individual plants of different populations of C. menthoides were extracted by steam distillation and analyzed using GS and GS-MS. Two different chemotypes were observed: pulegone and linalool. Some samples showed a variation in the percentage of menthone/pulegone. In the monoterpenes biosynthetic pathway, pulegone can be reduced to menthone, by pulegone reductase (PR). Overexpression and cosuppression of PR can result in the respective increase or decrease in the production of menthone and pulegone. The linalool chemotype was formed by only one population; meanwhile all the other populations analyzed composed the group characterized by pulegone. The Incanae section is represented by C. incana. The essential oil obtained from this species showed high concentrations of sesquiterpenes, differing of the essential oil obtained from the other Cunila species, which is characterized by high concentration of monoterpenes and consequently low concentrations of sesquiterpenes compounds. The results obtained in this work, corresponding to a increase in the chemical and genetic knowledge of this genus which represent a great aromatic and medicinal potential, and show large distribution in the Rio Grande do Sul State.

SILVA, Sandra Mendes da, também é conhecida em citações bibliográficas por: MENDES, Sandra / Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-09-25T22:28:25Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Sandra Mendes da Silva.pdf: 1785053 bytes, checksum: 5b5bfc796542e5749d56b1ff7e9fdac5 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-09-28T18:03:01Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Sandra Mendes da Silva.pdf: 1785053 bytes, checksum: 5b5bfc796542e5749d56b1ff7e9fdac5 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-28T18:03:02Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Sandra Mendes da Silva.pdf: 1785053 bytes, checksum: 5b5bfc796542e5749d56b1ff7e9fdac5 (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / FACEPE / Citrus é um gênero de grande importância econômica na fruticultura mundial. As espécies desse grupo apresentam 2n = 18, e embora seus cromossomos sejam pequenos e similares, o grupo é bem caracterizado citogeneticamente. Recentemente, o sequenciamento genômico total foi obtido para alguns de seus representantes. Assim como as análises citogenéticas realizadas no grupo, esses dados são importantes para entender as complexas relações entre suas espécies puras e híbridas e auxiliar no seu melhoramento. Com o objetivo de ancorar os dados genômicos com o mapa citogenético disponível para a tangerina Citrus reticulata Blanco, espécie considerada parental de diversos híbridos de importância econômica como, por exemplo, a laranja- azeda (Citrus aurantium L.) e a tangerina C. clementina Hort. ex Tan., 13 novos clones genômicos BACs (cromossomos artificiais de bactérias) foram mapeados por hibridização in situ fluorescente (BAC-FISH). Adicionalmente, sete BACs previamente mapeados foram ancorados nos scaffolds através de suas sequências. Assim, o presente trabalho apresenta a correlação entre os scaffolds e cromossomos de tangerina, permitindo aprofundar estudos comparativos e de genômica estrutural no grupo. Além disso, o presente trabalho também analisou a origem da laranja-azeda por meio dos BACs 28A07 e 32G14, previamente mapeados em seus parentais (C. reticulata e C. maxima), bem como verificou a variabilidade cariotípica em nove acessos dessa espécie e em C. natsudaidai, espécie proximamente relacionada, por meio de bandeamento CMA/DAPI e FISH com sondas de DNAr 5S e 45S. Os dados obtidos corroboram sua origem a partir de cruzamento de C. reticulata e C. maxima, porém indicam diversas alterações cromossômicas surgidas no híbrido após uma ou múltiplas origens. / Citrus is a genus of great economic importance in world horticulture. The species of this group have 2n = 18, and although their chromosomes are small and alike, the group is well characterized cytogenetically. Recently, the whole genome sequence of some of its representatives became available. As the cytogenetic analyses, these data are important for understanding the complex relationships between their pure and hybrid species and for assisting their breeding programs. Aiming to anchor the genomic data with the available cytogenetic map of the mandarin Citrus reticulata Blanco, a species considered ancestral to several hybrids of economic importance as, for example, sour orange (Citrus aurantium L.) and C. clementine Hort. Tan ex., 13 new genomic BAC clones (bacterial artificial chromosomes) were mapped by fluorescence in situ hybridization (BAC-FISH). In addition, seven previously mapped BACs were anchored in scaffolds through their sequences. Thus, this study shows the correlation between the mandarin scaffolds and chromosomes, allowing further comparative studies and structural genomics in the group. In addition, this study also examined the origin of sour orange using BACs 28A07 and 32G14, previously mapped in their ancestrals (C. reticulata and C. maxima), as well as the karyotype variability in nine accessions of this species and one of C. natsudaidai, a closely-related species, using CMA/DAPI banding and FISH with 5S and 45S rDNA probes. The data confirmed its origin from C. reticulata and C. maxima, but indicate various chromosomal changes arising in the hybrid after one or multiple origins.

Submitted by Isaac Francisco de Souza Dias (isaac.souzadias@ufpe.br) on 2016-06-30T19:00:28Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação_Tiago_Ribeiro_PPGBV_2012_final.pdf: 3752129 bytes, checksum: d31c37fe0117744549c86ef96e758fc6 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-30T19:00:28Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação_Tiago_Ribeiro_PPGBV_2012_final.pdf: 3752129 bytes, checksum: d31c37fe0117744549c86ef96e758fc6 (MD5) Previous issue date: 2012-02-27 / CNPQ / No gênero Phaseolus (Fabaceae) os estudos abordando a fração repetitiva de DNA do genoma ainda são poucos. A caracterização do DNA satélite khipu, inicialmente realizada no feijão comum (P. vulgaris), demonstrou que o mesmo poderia estar presente em outras espécies do gênero, provavelmente com bastante variação entre elas. Nesse trabalho, uma análise mais detalhada deste DNA satélite foi realizada, envolvendo o isolamento da sequência presente em diferentes espécies (P. leptostachyus, P. lunatus e P. microcarpus), mapeamento por hibridização in situ fluorescente (FISH) e Southern blot. Um coquetel de clones de khipu do feijão comum (khipu mix) hibridizados in situ sob 40% de estringência demonstrou a presença de sequências relacionadas a khipu na região subterminal dos cromossomos das outras espécies, com variação na quantidade e intensidade de terminais hibridizados. Fragmentos da sequência foram amplificados dos DNAs genômicos das três espécies utilizando primers específicos de regiões mais conservadas e ligados a vetores de clonagem. Quando mapeados por FISH, os clones obtidos demonstraram diferenças na marcação dependendo da espécie utilizada. O clone de P. lunatus (Plukhipu1), por exemplo, foi localizado em um par cromossômico em P. lunatus e P. leptostachyus, enquanto que em P. vulgaris o mesmo hibridizou em diversos pares. Análise baseada em máxima verossimilhança incluindo 68 clones de P. vulgaris, 30 de P. leptostachyus, nove de P. lunatus e 21 de P. microcarpus revelou um grande clado contendo a maioria dos clones de P. vulgaris e todos de P. lunatus. Enquanto as unidades de P. microcarpus e P. leptostachyus foram mais divergentes e ficaram separadas em diversos outros ramos. A hibridização Southern blot revelou uma unidade de repetição de 500 pb, com multímeros presentes em todas espécies. Em conjunto, os dados confirmam khipu como uma família diversa de DNA satélite subtelomérico presente em diversas espécies de Phaseolus. As diferenças observadas nos padrões de hibridização e tamanhos das unidades de repetição sugerem a presença de diferenças significativas desta sequência entre diferentes espécies do gênero. / In the genus Phaseolus (Fabaceae), studies about the repetitive fraction of its genome are still scarce. The characterization of the satellite DNA khipu, performed for the common bean (P. vulgaris), showed that it might be present in other species of the genus, probably with large variation among them. In the present work, a more detailed analysis of this satellite DNA was performed, including the isolation of this sequence from different species (P. leptostachyus, P. lunatus and P. microcarpus), localization by fluorescent in situ hybridization (FISH) and Southern blot hybridization. A mix of khipu clones from common bean hybridized in situ at low stringency (40%) showed the presence of khipu-like sequences on the subterminal region of the chromosomes from the three species, with variation in intensity and number of signals. Fragments of the sequence were amplified and cloned from P. leptostachyus, P. lunatus and P. microcarpus genomic DNAs using specific primers for more conserved regions. The obtained clones demonstrated differences in respect to their FISH patterns depending on the species. The clone from P. lunatus (khipuPlu1), for example, was only located on a chromosome pair in P. lunatus and P. leptostachyus, while in P. vulgaris the same clone hybridized to several chromosome pairs. Maximum likelihood unrooted dendogram including 68 clones from P. vulgaris, 30 from P. leptostachyus, nine from P. lunatus and 21 from P. microcarpus showed most of the clones from P. vulgaris and all from P. lunatus grouping in one larger clade. While those unit from P. microcarpus and P. leptostachyus were more divergent and split in several other branches. Southern blot pattern showed a khipu unit of ~ 500 bp, with presence of multimers in all species. Taken together, the present data confirm khipu as a diverse subtelomeric satellite DNA family present in several Phaseolus species. Differences in hybridization patterns and repeat unit sizes suggest the presence of relevant differences in this sequence among different species of the genus.

Orientador: Paulo Y. Kageyama / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-07-24T17:03:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gandara_FlavioBertin_M.pdf: 1569016 bytes, checksum: c7adf80aec8739c3d070d983c87314eb (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Com a finalidade de se estimar a diversidade genética e a taxa de cruzamento em uma espécie arbórea rara, ou seja, com baixa densidade populacional, foi estudada uma população natural de Cedrela fissilis Vell. (Meliaceae). A população está situada na Fazenda Intervales pertencente à Fundação para a Conservação e Produção Florestal do Estado de São Paulo, localizada no município de Sete Barras-SP. Na área levantada, Cedrelafissilis é uma espécie rara, onde ocorrem 34 indivíduos adultos em uma área de 270 ha (densidade média de cerca de 1 indivíduo a cada 8 ha ). Para a estimativa dos parâmetros genéticos, foi utilizada a técnica de eletroforese de isoenzimas em gel horizontal de amido. Foram analisados 34 indivíduos adultos e 5 famílias de 3 O indivíduos cada, formadas a partir da coleta de sementes em 5 árvores da população. Foram utilizados 7 sistemas enzimáticos (6-PGDH, PGI, G2DH, IDH, MDH, PO), resultando em 13 locos gênicos. Para os indivíduos adultos, obteve-se os seguintes parâmetros: heterozigosidade média = 0,222, heterozigosidade para os locos polimórficos = 0,288, porcentagem de locos polimórficos = 76,9% e número médio de alelos por loco = 2,31. Para as famílias, obteve-se os seguintes parâmetros: heterozigosidade média = 0,193, heterozigosidade para os locos polimórficos = 0,228, porcentagem de locos polimórficos = 84,6% e o número médio de alelos por loco = 2,38. A população adulta está em equilíbrio de Hardy-Weinberg, porém as famílias diferiram significativamente das expectativas do equilíbrio. O valor médio da taxa de cruzamento aparente (ta) estimado a partir do coeficiente de endogamia foi de 0,85. A taxa qe cruzamento multiloco (tm) foi de 0,92, sendo que os valores da taxa de cruzamento individuais para cada árvore variaram de 0,62 a 1,08. A média das taxas de cruzamento para cada loco (t8) foi de 0,83, inferior a tm, mas sem diferir desta significativamente. As 5 árvores matrizes foram fecundadas por um conjunto de pólen homogêneo, indicando a ocorrência de cruzamentos aleatórios.Através da ocorrência de alelos exclusivos às famílias foi estimada a distância mínima de caminhamento de pólen (distância das árvores matrizes até a borda da área levantada) que atingiu o valor de 950 m. Para o estudo da estrutura genética espacial foi empregada a análise da autocorrelação espacial, utilizando-se o índice I de Moran. O pequeno número de valores significativos encontrado sugere que a distribuição espacial dos genótipos é aleatória. Os resultados mostram que a população de Cedrelafissilis estudada, apesar de ter uma baixa densidade de indivíduos adultos, apresenta altas taxa de cruzamento, amplo fluxo de pólen, cruzamentos ao acaso e distribuição espacial aleatória de genótipos. Portanto, as suposições de que espécies raras estariam sujeitas a um fluxo gênico via pólen restrito, apresentariam auto-fecundação e cruzamentos preferenciais, e teriam populações estruturadas geneticamente, não se aplica a esta população de Cedrela .fissilis. As principais conclusões deste trabalho são: 1. A diversidade genética apresentada pela população estudada de Cedrela fissilis (H=0,222) está na média das populações de espéciés arbóreas tropicais já estudadas. 2. Cedrela fissilis é uma espécie preferencialmente alógama (tm=0,92), porém pode apresentar variações da taxa de cruzamento entre árvores (tindividual entre 0,62 e 1,08). 3. O fluxo gênico via pólen em Cedrelafissilis pode ocorrer a longa distância (acima de 950 m) o que condiz com as grandes distâncias encontradas entre indivíduos. 4. A população de Cedrela fissilis não apresenta estruturação genética, o que evidencia que o fluxo gênico é suficientemente amplo para prevenir a formação de estrutura genética a partir da deriva genética e/ou da seleção local. 5. Os resultados obtidos sobre o fluxo gênico via pólen, sistema reprodutivo e distribuição espacial dos genótipos são concordantes entre si e são coerentes com a baixa densidade da população / Abstract: A natural population of Cedrela fissilis Vell. (Meliaeeae) was surveyed with the aim of estimating the genetic diversity and the outerossing rate of arare tree species, that is, a species with low populational density. The population site was at the Fazenda Intervales belonging to the "Fundação para a Conservação e Produção Florestal do Estado de São Paulo", located at Sete Barras - São Paulo State. In the study area, Cedrelafissilis is arare species, weere 34 adult trees occur in an area of 270 ha (mean density of one tree for 8 ha). To estimate the genetic parameters, the technique of isozyme eleetrophoresis in horizontal straeh gels was applied. Thirty-four adult trees and 5 families with 30 individual each, formed from seeds collected directly from 5 trees of the population were analized. Seven enzymatie systems (6-PGDH, PGI, G2DH, IDH, MDH, PO), resulting in 13 genetic loci, were utilized.For adult trees, the parameters was: mean heterozigosity = 0.222, heterozigosity for the polimorphic loci = 0.288, percentage of polimorphi lo i = 76.9% and mean number of alleles per loeus = 2.31. For families, the parameters was: mean heterozigosity = 0.193, heterozigosity for the polimorphie loei = 0.228, percentage of polimorphi loei = 84.6% and mean number of alleles per loeus = 2.38. The adult population was in Hardy-Weinberg equilibrium, but the families differed significantly from the equilibrium expectations. The mean apparent outerossing rat~ (ta) estimated from the coefficient of inbreeding was 0.85. The multiloeus outerossing rate (tm) was 0.92, but the individual outcrossing rates for each tree varied from 0.62 to 1.08. The mean single outcrossing rates (ts) was 0.83, therefor lower than tm, but did not differ significantly from it. All mother trees were fertilized by an homogeneous pollen pool, indicating random outcrossing. Utilizing alIeles exclusives to the families, the minimum distance of pollen flow (distance between the mother tree and the border of the surveyed area) was estimated and reached 950 m. To study the spatial genetic structure, spatial autocorrelation analysis through the I index of Moran was utilized. The small number of significant values showed that spatial distribution of genotypes is random. The results of this research show that the population of Cedrela fissilis, in spite of having a low density of adult trees, exhibits a high outcrossing rate, extensive polIen flow, random outcrossing and random spatial distribution of genotypes. Therefore, the presumptions that rare species exhibit limited gene flow by polen, show self-fertilization and biparental breeding, and have genetic structured populations do not apply to this population of Cedrela fissilis. The main conclusions of this study are: 1. :rhe genetic diversity showed by this population ofCedrelafissilis (H=O.222) is on the average for the populations of tropical tree species already studied. 2. Cedrelafissilis is preferably alogamous (tm=0.92), but can show variations among trees in the outcrossing rate (tindividual between 0.62 and 1.08). 3. The gene flow by pollen in Cedrelafissilis can reach a considerable distance (over 950m) agreeing with the low density of trees. 4. The population of Cedrela fissilis does not show genetic structure, suggesting that gene flow is sufficiently wide to prevent genetic structuring due to genetic drift and/or local selection. 5. The results for gene flow by pollen, breeding system and spatial distribution of genotypes agree amongst each other and are coherent with the low population density / Mestrado / Mestre em Ciências