A despeito da importância comercial da cultura do maracujá-amarelo para o Brasil, estudos genéticos e de melhoramento são bastante escassos. Neste trabalho, foi conduzido um experimento visando construir mapas de ligação e mapear QTL para caracteres relacionados à produção e qualidade de frutos. Foi utilizada uma população composta por 160 indivíduos, proveniente do cruzamento de duas plantas dos acessos IAPAR-06 e IAPAR-123. Devido à alogamia da espécie, optou-se pela abordagem de mapeamento conhecida por “pseudocruzamento teste” para a construção de dois mapas de ligação, sendo um para cada genitor, utilizando marcadores moleculares do tipo AFLP, com segregação 1:1 e 3:1. No mapa do acesso IAPAR-06 foram obtidos 10 grupos de ligação, enquanto que no mapa do IAPAR-123, nove grupos foram obtidos. Os locos bi-parentais foram alocados como marcas acessórias nos mapas de ligação e serviram para o estabelecimento da homologia entre os grupos de ligação de cada genitor. Um total de oito grupos de ligação foi alinhado com base nesses locos. Em paralelo, procedeu-se a avaliação fenotípica de 100 indivíduos dessa mesma população, os quais foram avaliados em campo, na primeira safra de produção da cultura, para uma série de caracteres, quais sejam: velocidade de crescimento; produção total; número total de frutos; peso médio de frutos; comprimento e largura média de frutos; porcentagem de polpa; teor de sólidos solúveis totais; e formato médio de frutos. As análises genético-estatísticas dos dados fenotípicos indicaram que a população é amplamente variável para os caracteres avaliados, com exceção da velocidade de crescimento, apresentando coeficientes de herdabilidade entre médias que variaram de 52,6 a 83,0%. O mapeamento de QTL, utilizando o método de mapeamento por intervalo composto, identificou várias regiões associadas ao controle desses caracteres nos mapas individuais. Foram mapeados QTL para todos os caracteres que apresentaram variabilidade genética na população. A proporção da variação fenotípica explicada pelos QTL detectados variou de 4,6 até 21,8%. / Although the yellow passion-fruit plays an important commercial role in Brazil, breeding and genetics studies are insipient. The present study was conducted aiming the construction of linkage maps and mapping of QTL for traits related to yield and fruit quality. It was used a population, composed of 160 individuals, derived from a cross from two plants of the IAPAR-06 and IAPAR-123 accessions. Since this is an allogamous species, the pseudo testcross mapping strategy was used for the construction of two linkage maps, one for each parent, using AFLP markers segregating in 1:1 and 3:1 configuration. The IAPAR-06 map was composed of 10 linkage groups, while in IAPAR-123 map, nine linkage groups were obtained. The bi-parental loci were located as accessory markers and served to establish the homology between the groups of each parent. Eight linkage groups were aligned using these markers. For the phenotypic evaluation, 100 individuals were evaluated in the field, during the first harvest of the culture, for various traits, including: growth increment, total yield, total number of fruits, average fruit weight, average fruit length, average fruit width, percentage of pulp, soluble solids content and fruit shape. The results of the phenotypic data indicated that the population had a wide genetic variance for all the traits, with the exception of growth increment, presenting broad-sense heritability varying from 52.6% to 83.0%. The analysis of QTL, using the composite interval method, has mapped various regions associated with the traits evaluated in both maps. It was mapped QTL for all the traits that exhibited genetic variation. The proportion of the phenotypic variation explained by the QTL identified ranged from 4.6 to 21.8%.

Embora já existam estudos anteriores a respeito da estrutura de população em cana-deaçúcar, até o momento nenhum estudo foi feito usando marcadores SNPs gerados a partir de plataformas de genotipagem de larga escala, como por exemplo, Sequenom iPLEX MassARRAY. No presente trabalho, foi investigada a estrutura populacional no painel brasileiro de variedades de cana-de-açúcar. Esse painel é formado por materiais elites, ancestrais importantes e cultivares utilizados em programa de melhoramento. Um total de 1033 marcadores SNPs foram utilizados para genotipar os acessos do painel. A classificação dos dados feita usando o software SuperMASSA. A estrutura de população foi analisada por meio de análise de componentes principais (ACP), análise de agrupamentos e usando o software STRUCTURE. Devido ao fato que no software STRUCTURE não é possível dados de marcadores moleculares provenientes de espécies poliploides com aneuplodia frequente, o conjunto de dados foi separado e analisado de acordo com nível de ploidias dos SNPs. Com a finalidade de comparar os resultados, foi feita uma análise de coordenadas principais na matriz de distância, com os elementos definidos por 1 - coeficiente de parentesco. A análise de componentes principais revelou presença de estrutura de população. O primeiro componente separou o acesso IN84-58 (S. spontaneum) dos outros acessos que por sua vez estão separados em três grupos: o primeiro grupo formado pelos acessos que são S. sinense, o segundo grupo formado pelos cultivares modernos de cana-de-açúcar e o terceiro grupo formado por acessos que são espécies S. officinarum. Resultados da análise de agrupamento usando distância de alelos compartilhados são condizentes com resultados da ACP. Por outro lado, análise de coordenadas principais e método de agrupamento UPGMA usando o coeficiente de parentesco mostraram uma maior dissimilaridade genética entre os acessos separando as progênies do cultivar RB72454 do grupo formado pelos genitores e ou progenies do cultivar NA56-79. A diferença entre os resultados da análise de componentes principais e de coordenadas principais é devido principalmente a pressuposições nas estimativas do coeficiente de parentesco que são irrealísticas. Com relação a análise feita com o software STRUCTURE, o número de subpopulações e a matriz Q estimada variou de acordo com nível de ploidia dos marcadores. De um modo geral, as análises de estrutura de população mostrou que há evidências de estreitamento da base genética dos acessos devido a cruzamentos recorrentes de indivíduos aparentados. Espera-se que estas informações sejam importantes para o mapeamento associativo e melhoramento genético da espécie. / Although there are several studies inferring population structure in sugarcane, none of them have yet used SNP markers generated from high-throughput platforms, such as, Sequenom iPLEX MassARRAY platform. In this study, it was investigated the population structure in a Brazilian panel of sugarcane varieties. This panel is comprised by elite breeding materials, important ancestors, and cultivars mostly used by breeding programs. 1,033 SNP markers were scored. SNP genotype calling was made using software SuperMASSA. The population structure was analyzed via principal components analysis (PCA), cluster analysis and using the software STRUCTURE. Due to the fact that STRUCTURE is not possible to analyze molecular markers data scored on species withmixed ploidy level, the dataset was separated and analyzed according to SNPs level ploidy estimates. With purpose of comparing the results, it was made a principal coordinate analysis (PCO) of distance matrix, with elements defined by 1 - kinship coefficient. The principal components analysis revealed some structure. The first component separated out IN84-58 (Saccharum spontaneum) from the others acessions, whereby these others acessions were allocated in three groups, comprised by S. sinense species, sugarcane modern cultivars and S. officinarum species. Results from cluster analysis using allele shared distance are in agreement with PCA results. On the other hand, principal coordinates analysis and UPGMA hierarchical clustering method based on kinship coefficient showed a broader genetic dissimilarity between acessions, allocating RB72454 progenies apart from its parents and/or progenies of NA56-79. The difference of results between PCA and PCO are mainly due to irrealistics assumptions in the calculation of kinship. Regarding analysis from the STRUCTURE, the number of subpopulations and Q matrix estimated varied with level ploidy. In general, the study of population structure showed some evidence of narrow genetic distances between accessions, due to recurrent crosses between related individuals. The information presented hereby could be important for association mapping and sugarcane breeding program.

Philosophiae Doctor - PhD / The domesticated apple (Malus x domestica Borkh), belonging to the Malusgenus of the Rosaceae family, is one of the edible pomaceous fruits. Since it is one of the important commercial fruit crops worldwide, the quality of the fruit is crucial to breeders and farmers as it ultimately determines acceptance of a cultivar for consumption. Fruit quality is also a critical determinant factor that is used to estimate the potential of apples to have a long shelf life / South Africa

Les différents scénarios sur l'évolution du climat prévoient une augmentation de la fréquence et de l'intensité des sécheresses. La croissance des arbres forestiers étant fortement conditionnée par la disponibilité en eau, ces changements devraient impacter de manière significative la productivité des forêts plantées. La compréhension de l'impact des facteurs génétiques et environnementaux sur la dynamique de croissance est donc un enjeu majeur pour assurer les niveaux de production des plantations de demain. L'Eucalyptus, grâce à sa croissance rapide et à la disponibilité de ressources génétiques et génomiques, est un modèle biologique idéal pour mener ces recherches.L'objectif de cette thèse est de caractériser l'architecture génétique de la dynamique de croissance à différentes échelles de temps chez l'eucalyptus en relation avec : (i) les variations environnementales, et notamment l'évolution de la disponibilité en eau, et (ii) la composition isotopique du carbone de l'arbre (delta 13C), un caractère lié à l'efficience d'utilisation de l'eau. Pour répondre à cet objectif, un croisement interspécifique Eucalyptus urophylla x E. grandis a été étudié dans quatre dispositifs expérimentaux en République du Congo. Notre approche se base sur la cartographie des loci à effet quantitatif (QTL) et combine : (i) un génotypage haut débit, (ii) une caractérisation inter et intra-annuelle de la croissance et du delta 13C, ainsi qu'un suivi en continu des micro-variations du rayon et (iii) une caractérisation en continu des facteurs environnementaux.Ces travaux ont tout d'abord conduit à la construction des premières cartes génétiques à haute résolution chez l'Eucalyptus. L'analyse de l'architecture génétique du delta 13C a ensuite permis de mettre en évidence des gènes candidats positionnels, potentiellement impliqués dans la variation de ce caractère. Enfin, la caractérisation inter et intra-annuelle de la dynamique de croissance a permis de montrer que l'architecture génétique de la croissance, au stade adulte, est structurée par les réponses à l'environnement au stade juvénile. Ces réponses ont ensuite été analysées grâce aux profils de micro-variations du rayon, permettant ainsi de préciser leurs déterminants génétiques Nos résultats soulignent l'importance de considérer la croissance comme un caractère dynamique, non seulement pour la compréhension de ses bases génétiques, mais également à des fins de sélection de variétés adaptées à un environnement changeant. / Scenarios of climate changes forecast an increase in frequency and intensity of droughts, related to an increase of global temperatures and changes in rainfall distribution. Growth of forest trees highly depends on water availability and will be significantly impacted by these changes. The understanding of the impact of genetic and environmental factors on the growth dynamics is a major challenge to ensure production levels of future planted forests. Eucalyptus, thanks to its rapid growth and the availability of genetic and genomic resources, is a perfect model to conduct this research.The objective of this thesis is to characterize the genetic architecture of growth dynamics in Eucalyptus at different time scales, in relation with: (i) environmental changes, including changes in water availability, and (ii) isotopic composition of carbon (delta 13C), a character associated with water-use efficiency. To this end, an interspecific cross between E. urophylla x E. grandis was studied in four experimental trials in the Republic of Congo. Our approach, based on mapping of quantitative trait loci (QTL), combines (i) a high-throughput genotyping, (ii) a characterization of inter and intra-annual growth dynamics and delta 13C, as well as a continual measurement of stem radial micro-variations and (iii) a continual characterization of environmental factors.First of all, this work led to the construction of the first high-resolution genetic maps in Eucalyptus, improving the sequence of the reference genome. Then, the analysis of genetic architecture of delta 13C enabled the identification of positional candidate genes which might be involved in the variation of this trait. Finally, inter and intra-annual characterization of growth dynamics highlight that genetic architecture of adult growth is structured by responses to the environment at the juvenile stage. These responses were then analyzed using daily profiles of stem radial micro-variations, which enabled the characterization of the genetic determinants of response to the environmental factors at the juvenile stage.Our results highlight the importance of considering growth as a dynamic trait, not only to understand its genetic basis, but also to select in a changing environment.

Este estudo foi realizado para detectar quantitative trait loci (QTL) afetando características e curva de crescimento numa população F2 Holandês x Gir. As características estudadas foram peso ao nascer (BW), peso à desmama (WW), peso aos 205 dias (W205), peso ao sobreano (YW), peso aos 720 dias (W720), ganho de peso diário do nascimento ao desmama (ADG0_60), ganho de peso diário da desmama ao peso aos 205 dias (ADG60_205), ganho de peso diário de peso ao 205 dias ao peso ao sobreano (ADG205_365), ganho de peso diário do sobreano ao peso aos 720 dias (ADG365_720), ganho de peso diário total (ADG), curva de crescimento de peso ao nascer ao peso aos 720 dias (GC). 180 marcadores microssatélites, abrangendo os 29 autossomos bovino e cobrindo 3,322 cM foram selecionados a partir do mapa genético bovino. A média de intervalo de marcador foi 22 cM. Vinte e oito QTLs foram detectados em dez cromossomos, quinze QTLs tem modo aditivo, dois QTLs tem modo de dominância e onze QTLs têm sobredominância como modo de ação. Um QTL sugestivo foi detectado para BW no cromossomo BTA 17 em 1 cM. Um QTL sugestivo foi detectado para W205 no BTA 3 a 20 cM. Quatro QTLs sugestivos foram encontrados para YW no BTA 3 a 7 cM, no BTA 6 a 134,9 cM, no BTA 12 a 1 cM, e no BTA 22 a 1 cM. Para W720, seis QTLs sugestivos foram identificados, no BTA 2 a 30 cM, no BTA 3 a 1 cM, no BTA 6 a 44 cM, no BTA 10 a 20 cM, no BTA 12 a 1cM e no BTA 22 a 1 cM. Um QTL sugestivo foi identificado para ADG0_60 no BTA 8 a 143 cM. Dois QTLs sugestivos foram relatados para ADG60_205 no BTA 3 a 19 cM e no BTA 23 19 cM. Um QTL sugestivo foi observado para ADG205_365 no BTA 12 a 7 cM. Para ADG365_720, três QTLs foram detectados. Dois QTLs têm efeitos sugestivos no BTA 1 a 12 cM e no BTA 10 a 22 cM, um QTL significativo no BTA 6 a 43 cM. Seis QTLs sugestivos para ADG foram encontrados no BTA 2 a 32 cM, no BTA 3 a 1 cM, no BTA 6 a 43 cM, no BTA 10 a 20 cM, no BTA 12 a 1 cM e no BTA 22 a 1 cM. Três QTLs sugestivos foram identificados por GC no BTA 2 a 34 cM, no BTA 12 a 2 cM e no BTA 22 a 3 cM. Nenhum QTL foi detectado para WW em todos os cromossomos. Existem vários efeitos pleiotrópcos nos cromossomos BTA 2, 3, 6, 10, 12 e 22, os quais influenciam as características de crescimento. Foram detectados 22 efeitos epistáticos complexos para as cinco características YW, W720, GC, ADG365_720 e ADG. / This study was conducted to detect quantitative trait loci (QTL) affecting growth traits and growth curve using F2 Holstein x Gyr population. Traits analyzed were birth weight (BW), weaning weights (WW), weight at 205 day (W205), yearling weight (YW), weight at 720 day (W720), average daily gain from birth to weaning weight (ADG0_60), average daily gain from weaning weight to weight at 205 days (ADG60_205), average daily gain from weight at 205 days to yearling weight (ADG205_365), average daily gain from yearling weight to weight at 720 days (ADG365_720), total average daily gain (ADG), and growth curve from birth weight to weight at 720 days (GC). 180 microsatellite markers covering the 29 bovine autosomes and covered 3322 cM were chosen from bovine genetic map. The average marker interval was 22 cM. Twenty eight QTLs detected span ten chromosomes, fifteen QTLs had additive mode, two QTLs had dominance mode and eleven QTLs had overdominance mode of gene action. Suggestive QTL was found for BW on BTA 17 at 1 cM. Also, Suggestive QTL was detected for W205 on BTA 3 at 20 cM. Four suggestive QTLs were found for YW on BTA 3 at 7 cM, on BTA 6 at 134.9 cM, on BTA 12 at 1 cM, and on BTA 22 at 1 cM. For W720, six suggestive QTLs were identified, on BTA 2 at 30 cM, on BTA 3 at 1 cM, on BTA 6 at 44 cM, on BTA 10 at 20 cM, on BTA 12 at 1cM and on BTA 22 at 1 cM. Suggestive QTL was observed for ADG0_60 on BTA 8 at 143 cM. Two suggestive QTLs were reported for ADG60_205 on BTA 3 at 19 cM and on BTA 23 at 19 cM. Suggestive QTL was observed for ADG205_365 on BTA 12 at 7 cM. For ADG365_720, three QTLs were detected. Two QTLs had suggestive effect on BTA 1 at 12 cM and BTA 10 at 22 cM, one significant QTL on BTA 6 at 43 cM. Six suggestive QTLs were found for ADG on BTA 2 at 32 cM, BTA 3 at 1 cM, BTA 6 at 43 cM, BTA 10 at 20 cM, BTA 12 at 1 cM and BTA 22 at 1 cM. Three suggestive QTLs were identified for GC on BTA 2 at 34 cM, BTA 12 at 2 cM and BTA 22 at 3 cM. No QTLs were detected for WW in all chromosomes. There were many pleiotropy effects on BTA 2, 3, 6, 10, 12 and 22 influencing growth traits. There were 22 complexes epistatic effects were detected for five traits YW, W720, GC, ADG365_720 and ADG.

Un objectif central de la biologie évolutive est la compréhension des mécanismes qui conduisent à la formation de nouvelles espèces. Les stérilités hybrides constituent un type de barrières reproductives pouvant mener à la spéciation. Ce travail dissèque les bases génétiques d’une stérilité mâle observée chez l'hybride entre deux accessions naturelles d'Arabidopsis thaliana, Shahdara et Mr-0, lorsque Shahdara est le parent femelle. Par des approches génétiques et cytologiques, nous montrons que deux phénomènes interviennent dans cette stérilité. D'une part le cytoplasme de Shahdara induit une stérilité mâle cytoplasmique (CMS), en interaction avec plusieurs locus nucléaires. D'autre part, une létalité pollinique est due à plusieurs locus distorteurs de ségrégation (pollen killers). La stérilité de l'hybride résulte d'une liaison génétique entre les déterminants nucléaires de la CMS et les pollen killers. L'un des pollen killers a été localisé dans un intervalle de 70 Kb qui contient également des éléments nécessaires à la restauration de la CMS. Ce locus est complexe et présente de nombreuses variations structurales, notamment au niveau de gènes PPR. Ces résultats suggèrent que deux types de conflits génomiques, les distorteurs de ségrégation et la CMS, pourraient coévoluer dans des populations naturelles et conduire à l’élaboration de barrières reproductives au sein d'une même espèce. / Species differentiation and the underlying genetics of reproductive isolation are central topics in evolutionary biology. Hybrid sterility is one kind of reproductive barrier that can lead to differentiation between species. Here, we analyze the complex genetic basis of the intraspecific hybrid male sterility that occurs in offspring of two distant natural strains of Arabidopsis thaliana, Shahdara and Mr-0, with Shahdara as the female parent. Using genetic approaches as well as cytological observation of pollen viability, we demonstrate that this particular hybrid sterility results from two causes of pollen mortality. First, the Shahdara cytoplasm induces gametophytic cytoplasmic male sterility controlled by several nuclear loci. Second, several segregation distorters leading to allele-specific pollen abortion (pollen killers) operate in the hybrids. The complete sterility of the hybrid with the Shahdara cytoplasm results from the genetic linkage of the two causes of pollen mortality, i.e. CMS nuclear determinants and pollen killers. One pollen killer was localized in a 70 Kb interval which also contains restorer alleles for the CMS. This locus is complex and harbors many structural variations, particularly at PPR genes. Our results suggest that two types of genomic conflicts, CMS and segregation distorters, may coevolve in natural populations and contribute to reproductive isolation, and possibly to speciation.

Le virus de la panachure jaune (RYMV) est une contrainte majeure pour la riziculture en Afrique. Deux gènes contrôlant des résistances récessives ont précédemment été décrits : RYMV1, qui code pour eIF(iso)4G1, un facteur d’initiation de la traduction et RYMV2, qui code pour CPR5-1, un probable composant du pore nucléaire impliqué dans la régulation des mécanismes de défense. Cependant, la capacité du virus à contourner ces résistances justifie la caractérisation de sources de résistance originales, présentes dans les espèces de riz africain O. glaberrima et O. barthii. Trois approches complémentaires ont été mises en œuvre afin d’identifier les facteurs génétiques contrôlant ces résistances.Une approche de cartographie génétique dans des populations bi-parentales a permis l’identification du gène RYMV3, contrôlant la résistance de l’accession Tog5307 et sans doute également de l’accession Tog5672. Il s’agit de la première résistance dominante identifiée dans le pathosystème riz/RYMV. RYMV3 a été cartographié dans un intervalle de 15 kb où deux gènes sont annotés, dont un gène NB-LRR. Des comparaisons de séquences entre accessions résistantes et accessions sensibles suggèrent que le polymorphisme responsable de la résistance est une mutation ponctuelle dans le domaine LRR du gène NB-LRR.Les deux autres approches ont reposé sur l’exploitation de données de séquençage Illumina de 163 accessions O. glaberrima et 84 accessions O. barthii. Les accessions O. glaberrima ont été phénotypées à la fois pour la résistance élevée et pour la résistance partielle au RYMV, et une partie des accessions O. barthii a été évaluée pour la résistance élevée. L’analyse de la variabilité allélique aux trois gènes majeurs de résistance a permis l’identification d’un probable nouvel allèle de résistance à RYMV1 et de six à RYMV2. Ces allèles sont actuellement en cours de validation. D’autre part, une approche de génétique d’association réalisée sur 125 accessions O. glaberrima a mis en évidence deux QTL de résistance partielle sur les chromosomes 6 et 11, dont l’un colocalise, en première approche, avec le gène RYMV3.Ce travail a ainsi permis l’identification d’un gène majeur, de deux QTL et de nouveaux allèles de résistance qui contribuent à une meilleure compréhension des interactions riz/RYMV et sont utilisables en sélection pour améliorer la durabilité des variétés résistantes. / The Rice yellow mottle virus (RYMV) is a major constraint for rice production in Africa. Two genes controlling recessive resistances have been previously described : RYMV1 coding for eIF(iso)4G1, a translation initiation factor, and RYMV2, coding for CPR5-1, a probable component of the nuclear pore complex involved in the regulation of defense mechanisms. However, the virus' ability to overcome these resistances highlight the need to characterize new sources of resistance in the African rice species O. glaberrima and O. barthii. Three complementary approaches were carried out in order to identify the genetic factors controlling these resistances.A genetic mapping strategy in bi-parental populations led to the identification of the RYMV3 gene, controlling resistance in the Tog5307 accession and probably also in the Tog5672 accession. It is the first dominant resistance identified in the rice/RYMV pathosystem. RYMV3 mapped in a 15 kb interval in which two genes annotated occur, including one NB-LRR gene.The two other strategies used were based on the utilization of Illumina sequencing data of 163 O. glaberrima accessions and 84 O. barthii accessions. O. glaberrima accessions were phenotyped for both high and partial resistance to RYMV, and the high resistance of a portion of the O. barthii accessions was assessed. Analysis of allelic variability at the previously identified genes led to the identification of a probable new resistance allele at RYMV1 and of six others at RYMV2. These alleles are currently undergoing validation. Furthermore, a genome wide association study was carried out on 125 O. glaberrima accessions, revealing two partial resistance QTLs on chromosomes 6 and 11, including one colocalized with RYMV3.This work has thus allowed the identification of one major resistance gene, of two QTLs and of new resistance alleles, contributing to a better understanding of rice/RYMV interactions and creating new prospects for the breeding for resistant varieties.

A cultura da cana-de-açúcar está exposta a diversos patógenos, entre eles, o fungo Sporisorium scitamineum, agente causal do carvão, que causa perdas significativas na produção e na qualidade do caldo. O uso de genótipos resistentes é o principal método de controle da doença, o que torna essencial o conhecimento das bases genéticas da resistência, favorecendo a seleção de genótipos superiores. Neste estudo, uma população F1 segregante, derivada do cruzamento entre \'IAC66-6\' e \'TUC71-7\', foi genotipada usando marcadores EST-SSR e TRAP, os quais foram alocados em um mapa prévio, visando identificar marcadores associados a locos quantitativos de resistência a esse patógeno. A incidência de carvão foi avaliada em dois ensaios realizados nos anos de 2009 e 2010, em delineamento experimental inteiramente casualizado. O principal sintoma do carvão (número de chicotes) foi tomado ao longo dos ensaios e os dados foram utilizados para o cálculo da área sob a curva de progresso da doença (AUDPC), sendo os valores de AUDPC normalizados e analisados por meio de modelos mistos. O mapeamento de locos quantitativos (QTL) seguiu a abordagem de mapeamento por intervalo composto (CIM). O mapa aqui construído contém 721 marcadores, compilando EST-SSRs, TRAPs, além de AFLPs e marcadores direcionados ao retrotransposon scIvana_1 já alocados no mapa prévio. Estes foram posicionados em 124 grupos de co-segregação, sendo 65 deles atribuídos em dez grupos de homo(eo)logia, com base em locos EST-SSR em comum. O mapa totaliza 6.223,0 cM e tem uma densidade média de um marcador a cada 8,6 cM. O uso da metodologia CIM permitiu detectar oito locos quantitativos associados à resistência de S. scitamineum, sendo quatro deles identificados na primeira avaliação, dois novos locos na segunda avaliação e dois considerando-se o comportamento médio dos genótipos nos dois anos de avaliação. Observou-se a predominância de alelos com efeitos aditivos de resistência, comparativamente aos efeitos de dominância, sendo seis deles relacionados à diminuição da suscetibilidade e quatro com o aumento. Dentre os QTL, cinco segregaram na proporção 1:1, dois 3:1 e um na proporção de 1:2:1. Os QTLs foram capazes de explicar individualmente de 3,4% a 5,7% da variação fenotípica. O QTL que explicou a maior porcentagem da variação, detectado na primeira avaliação (5,7%), foi posicionado a 5,0 cM de outro QTL considerando-se o comportamento médio dos genótipos, sugerindo que estes QTLs localizam-se na mesma região genômica. Interessantemente, um dos QTLs está posicionado em um intervalo que contém uma marca TRAP e outra ancorada no retrotransposon scIvana. Espera-se que esses resultados contribuam para estudos futuros sobre genes candidatos envolvidos na resistência, o papel dos retrotransposons na resposta da planta a patógenos, bem como possam dar subsídios a programas de seleção assistida por marcadores. / The sugarcane is exposed to several pathogens, including the fungus Sporisorium scitamineum, the smut disease´s causal agent, which causes significant losses in yield and juice quality. The use of resistant genotypes is the main strategy to control the disease, therefore it is essential the knowledge on the genetic basis of resistance for selecting superior genotypes. In this study, a F1 segregating population derived from a cross between \'IAC66-6\' and \'TUC71-7\' were genotyped using EST-SSR and TRAP markers that were placed on a prior map aiming at to identify markers associated to the smut resistance genes. The incidence of smut was evaluated in two trials performed in 2009 and 2010 in a completely randomized design. The main smut symptom (number of whips) was recorded in both trials, and data were used to calculate the area under the disease-progression curve (AUDPC). The values were normalized and analyzed using mixed models. The mapping of quantitative loci (QTL) followed the composite interval mapping (CIM) method. The map here in constructed contains 721 single dose markers compiling EST-SSRs, TRAPs as well as AFLPs and markers anchored in the retrotransposon scIvana_1, both previously allocated. Markers were positioned on 124 co-segregation groups, and 65 of them were assigned to ten groups of homo(eo)logy, based on common EST-SSR loci. The map totalized 6223.0 cM with a marker density of one marker every 8.6 cM. The use of CIM methodology allowed the detection of eight loci associated with quantitative resistance to S. scitamineum, four being identified in the first trial, two new QTLs in the second trial, and two considering the average genotype behavior in both years of evaluation. There was predominance of additive effects in comparison to the dominance effects, six of them related to decreased susceptibility and four related to increased susceptibility. Out of the QTLs, five segregated in a 1:1 ratio, two in a 3:1 ratio, and two in a 1:2:1 ratio. QTLs were able to explain individually 3.4% to 5.7% of the phenotypic variation. The QTL that explained the largest percentage of the variation, detected in the first trial (5.7%) was located at a distance of 5.0 cM from other QTL detected when considering the genotype average behavior, suggesting that these QTLs are positioned in the same genomic region. Interestingly, one QTL was located in an interval that contains a TRAP marker and a scIvana_1-anchored marker. We expect that our results contribute to future studies on disease resistance candidate genes, the role of retrotransposon in plant responses to pathogens, as well as to add marker-assisted selection programs.

A soja, [Glycine max (L.) Merrill] é uma das espécies com maior teor protéico, contendo cerca de 40% de proteína nos grãos. Em conseqüência disso demanda alta quantidade de nitrogênio (N), o qual pode ser suprido pelo processo de fixação biológica de nitrogênio (FBN), através da simbiose com as bactérias do gênero Bradyrhizobium. No Brasil, a FBN é capaz de suprir toda a demanda de N da cultura da soja, dispensando a aplicação de fertilizantes nitrogenados. No entanto, os caracteres relacionados à FBN não têm sido diretamente considerados em programas de melhoramento genético, em função das dificuldades inerentes às avaliações dos mesmos, que requerem a destruição das plantas. O objetivo deste trabalho foi mapear os locos de caracteres quantitativos (Quantitative Trait Loci: QTLs) dos caracteres relacionados à FBN, visando identificar associações úteis para a seleção assistida por marcadores, bem como obter outras informações sobre a base genética destes caracteres em soja. Uma população composta de 157 F2:7 linhagens endogâmicas recombinantes (Recombinant Inbred Lines RILs), derivada de um cruzamento biparental, foi genotipada com 105 marcadores microssatélites, bem como avaliada para os seguintes caracteres relacionados com a FBN: número de nódulos (NN); peso seco dos nódulos (MNS); peso médio dos nódulos secos (MNS/NN) e peso seco da parte aérea (MPAS). Utilizando o método de mapeamento por intervalo composto para múltiplas características (mCIM) foram mapeados os QTLs para os quatro caracteres. Um mapa genético foi construído com um tamanho estimado em 1.263,2 cM, correspondendo a uma cobertura de 50% do genoma. Oito regiões genômicas foram associadas com os caracteres de FBN. Quatro dessas regiões, localizadas nos grupos de ligação (GL) C1, C2, E e I, foram associadas a mais de um caráter: no GL C1 (Satt190-Satt136) foram mapeados QTLs para MNS, MNS/NN e MPAS; no GL C2 (Satt460-Satt307) foram mapeados QTLs para NN e MNS; no GL E (Satt573-SAtt185) foram mapeados QTLs para MPAS e NN; e no GL I (Satt239-Satt354) foram mapeados QTLs para MNS/NN e NN. A associação dos QTLs nos GL C1, C2 e E foi atribuída à pleiotropia, enquanto que no GL I foi atribuída à ligação gênica. Os QTLs influenciando apenas um caráter foram mapeados nos GL A2, B1, G e L: no GL A2 (Sct067-Satt589) foi mapeado um QTL para MNS/NN; no GL B1 (Satt509-Satt251) foi mapeado um QTL para NN; no GL L (Satt232-Satt418) foi mapeado um QTL para MPAS; e no GL G (Satt394-Satt288) foi mapeado um QTL para MPAS. Os QTLs explicaram, individualmente, muito pouco da variação fenotípica (R2 = 1,2% a 10,0%), sendo o QTL mais significativo mapeado no GL L para MPAS, e explicou 10,0% da variação do caráter, com um efeito aditivo de 0,57 g planta-1. Portanto, foram detectados QTLs em quatro regiões para MPAS (C1, E, G e L), em cinco regiões para NN (B1, C1, C2, E, G); em duas regiões para MNS (C1, C2) e em três regiões para MNS/NN (A2, C1, I) que explicaram 23,0%, 20,0%, 11,8% e 16,0% da variação fenotípica total, respectivamente. Estes resultados estão de acordo com as herdabilidade relativamente baixas dos caracteres (28% a 49%) e refletem a natureza complexa da FBN, que está sob influência ambiental. / Soybeans [Glycine max (L.) Merrill] is a crop with high protein content (about 40%) in the seeds. As a result, the crop demands high nitrogen (N) inputs, which can be supplied by the process of biological nitrogen fixation (BNF), through the symbiosis with bacteria of the genus Bradyrhizobium. In Brazil the BNF allows to fulfill all the demand for N; therefore N fertilizers are not required. However, the traits associated with BNF have not been directly considered in breeding programs due to the difficulties to its evaluation, which require, generally, the plant destruction. The objective of this study was to map Quantitative Trait Loci (QTLs) of traits related to BNF and to identify useful associations for marker-assisted selection, as well as to obtain other information about the genetic basis of these traits in soybeans. A population of 157 F2:7 recombinant inbred lines (RILs), derived from a two-way cross, were genotyped with 105 microsatellite markers as well as evaluated for the following traits related with BNF: number of nodes (NN); nodule dry weight (NDW); mean nodule dry weight (NDW/NN); and shoot dry weight (SDW). Using the composite interval mapping for multiple traits (mCIM) method, the QTLs were mapped for all the traits. A genetic map was constructed with an estimated size of 1,263.2 cM, covering about 50% of the genome. Eight genomic regions were associated with the four traits and four of these regions, located on linkage groups (LG) C1, C2, E and I, were associated with more than one trait: in LG C1 (Satt190-Satt136), QTLs for NDW, NDW/NN and SDW were mapped; in LG C2 (Satt460-Satt307), QTLs for NN and NDW were mapped; in GL E (Satt573-SAtt185), QTLs for SDW and NN were mapped; and in GL I (Satt239-Satt354) QTLs for NDW/NN and NN were mapped. The pleiotropy was attributed to QTL association in the LG C1, C2, and E, whereas genetic linkage was attributed to QTL association in LG I. QTLs affecting only one trait were mapped in LG A2, B1, G and L: in LG A2 (Sct067-Satt589) a QTL was mapped, for NDW/NN; in LG B1 (Satt509-Satt251) a QTL was mapped for NN; in LG L (Satt232-Satt418) a QTL was mapped for SDW; and in LG G (Satt394- Satt288) a QTL was mapped for SDW. The QTLs individually explained very little of the phenotypic variation (R2 = 1.2% to 10.0%), and the most significant QTL was mapped in the LG L, explaining 10.0% of the variation for SDW, with an additive effect of 0.57 g plant-1. Therefore, QTLs in four regions were detected for SDW (C1, E, G, and L), in five regions for NN (B1, C1, C2, E, and G), in two regions for NDW (C1, and C2) and in three regions for SDW/NN (A2, C1, and I), which explained 23.0%, 20.0%, 11.8% and 16.0% of phenotypic variation, respectively. These results are in agreement with the relatively low heritability of the traits (28% to 49%) and reflect the complex nature of BNF traits, which are influenced by the environmental effects.

A cultura da cana-de-açúcar (Saccharum spp.) possui uma importância histórica e econômica para o Brasil. O agronegócio sucroalcooleiro vem experimentando forte expansão na última década não só no Brasil como também em todo o mundo em função, principalmente, da demanda por fontes de energia menos agressivas ao ambiente. Para atender a uma maior demanda por seus subprodutos, principalmente de etanol, a área cultivada com cana-de-açúcar vem aumentando a cada ano no Brasil, ocupando áreas novas de cultivo nas regiões centrais do país. Nesse contexto, o melhoramento genético tem um papel fundamental no desenvolvimento de novas cultivares adaptadas a essas condições de cultivo. A maioria dos caracteres de importância econômica possui uma natureza genética complexa fazendo com que o desenvolvimento de uma nova cultivar de cana-de-açúcar leve mais de 10 anos. Desta forma, o uso de abordagens que permitam a identificação de genes ou de QTLs associados a caracteres quantitativos de forma precisa e rápida tem grande utilidade no melhoramento dessa espécie. O mapeamento por associação baseado no fenômeno do desequilíbrio de ligação é uma metodologia que visa detectar associações entre genes e caracteres agronômicos, podendo contribuir desta forma para o melhoramento da cana-de-açúcar. Assim, este trabalho teve como principal objetivo avaliar o uso da abordagem de mapeamento por associação na detecção de associações importantes entre marcadores moleculares do tipo SSR e AFLP e os caracteres Altura, Diâmetro e Número de Colmos; Percentual de Fibra na Cana (Fibra % Cana); Porcentagem em massa de sacarose (Pol % cana) e Tonelada de Cana por Hectare (TCH) em cana-de-açúcar. Os dados fenotípicos dos genótipos avaliados são oriundos de experimentos conduzidos em quatro regiões: Ribeirão Preto, Jaú e Piracicaba em São Paulo e Goianésia em Goiás no período entre 1990 e 2009. Associações entre os marcadores e os caracteres fenotípicos foram avaliadas em cada região e em todas simultaneamente. A análise de associação realizada através de modelos mistos sugeriu a existência de doze associações envolvendo os caracteres Número de Colmos, Porcentagem em massa de sacarose (Pol % cana) e Tonelada de Cana por Hectare (TCH). Quatro associações envolveram a característica Número de Colmos sendo três (CIR56, ACG_CGT e AGG_CAG) de caráter geral, ou seja, relacionada à média das quatro regiões e uma associação na região de Goiás (ACG_CAT). Sete associações entre a característica Pol % Cana e as marcas CV60, CV106, AAG_CAC, AAG_CAG e ACG_CTT foram específicas para a região de cultivo de Ribeirão Preto. Uma associação entre Tonelada de Cana por Hectare (TCH) e a marca ACG_CGC foi detectada na região de Piracicaba. / Sugarcane (Saccharum spp.) has an historical and economic relevance in Brazil. We are the largest producer and exporter of sugar and ethanol in the world. Sugar agribusiness has experienced a xx in the last decade not only in Brazil but also around the world as a consequence of increasing demand on renewable and clean sources of energy. As a consequence, the growing area with sugarcane in Brazil is expanding, reaching the central regions of the country. Sugarcane breeding has an important role in developing new cultivars adapted to these new conditions. However, most traits of economic importance in sugarcane have complex genetic architecture making the improvement of new sugarcane cultivars a challenging process. Thus, adoption of strategies that allow for rapid and precise detection of genes associated with quantitative traits is of great interest, representing a valuable tool for sugarcane breeding. Association mapping based on linkage disequilibrium represents a strategy useful for detection of marker-trait associations and may contribute for identifying genes useful for sugarcane breeding. In the present study, association mapping approach was applied to sugarcane in order to evaluate its potential contribution in detecting important associations between SSR and AFLP molecular markers and the characters Height, Diameter and Number of Stalks; % Fiber; % Pol and TCH. Phenotypic data for genotypes were collected from field trials in four locations: Ribeirão Preto, Jaú and Piracicaba in São Paulo and Goianésia in Goiás between 1993 and 2009. Marker-trait associations were tested for each location individually and for all locations simultaneously. A mixed model approach was adopted to test for marker-trait associations. The results suggested the existence of twelve associations involving the characters Stalk Number, % Pol and TCH. Four associations involved stalk number from which three (markers CIR56, ACG_CGT e AGG_CAG) were for all locations and one specific to Goiás (ACG_CAT). Seven associations between % Pol and markers CV60, CV106, AAG_CAC, AAG_CAG e ACG_CTT were detected in Ribeirão Preto. One association between TCH and ACG_CGC was detected in Piracicaba