O melhoramento do alho (Allium sativum L.) está limitado à seleção clonal de genótipos mutantes, uma vez que a quase totalidade do germoplasma da espécie é sexualmente estéril, não florescendo nas condições padrões de cultivo. A esterilidade do alho tem implicações não somente no melhoramento da espécie, mas também influi diretamente nos custos de produção. A necessidade de propagação vegetativa utilizando-se bulbilhos (\"dentes\") como material propagativo facilita a transmissão de doenças por vírus e pragas. A manipulação genética do alho com genes associados ao florescimento via Agrobacterium tumefaciens poderia permitir o desenvolvimento de um sistema mais eficaz para propagação da cultura e habilitar novas combinações genéticas. Portanto, o objetivo desse trabalho foi estabelecer protocolos de regeneração para cultivares comerciais brasileiras de alho, bem como de transformação genética mediada por A. tumefaciens de calos oriundos de segmentos radiculares. Foram utilizadas oito cultivares de alho, divididas em três grupos: semi-nobres de ciclo médio (\'Amarante-Embrapa\'; \'Roxinho 5063\'; \'IAC 75 - Gigante de Curitibanos\'; \'IAC 63 - Mexicano Br\'; e \'Lavínia 1632\'); comum, de ciclo médio (\'Cateto Roxo\') e de ciclo precoce (\'Cajuru 2315\'); e nobre vernalizado (\'Jonas\'). Para cada cultivar, foram isolados segmentos radiculares de bulbilhos cultivados in vitro. Esses explantes foram mantidos em cultura durante 60 dias em meio MS, adicionado de 4,5 \'mü\'M 2,4-D e 0,5 \'mü\'M iP para obtenção de calos. Os calos obtidos foram transferidos para meio MS suplementado com 8,8 \'mü\'M BAP e 0,1 \'mü\'M ANA, e avaliados quanto à freqüência de regeneração. Inicialmente, foram analisados diversos fatores durante a introdução dos bulbilhos e na obtenção de calo para cada cultivar. Esses resultados permitiram realizar testes para avaliar o potencial de regeneração dos calos obtidos, e a cultivar \'Jonas\' apresentou a melhor taxa de regeneração via organogênese indireta (84%), seguida da cultivar \'Amarante\' (52%), \'IAC 63\' e \'Cajuru\' (47%) e a cultivar que apresentou a menor taxa foi a \'Lavínia\' (30%). Foi analisada a dose letal de higromicina ou canamicina, testando concentrações crescentes visando identificar os níveis ótimos de uso como agentes seletivos para a transformação. As doses acima de 50 mg/L de higromicina ou 200 mg/L de canamicina foram letais ao cultivo de calos de todas cultivares. A cultivar \'Jonas\' foi utilizada para o estabelecimento do procedimento de transformação via A. tumefaciens LBA4404(pCAMBIA1303), empregando como repórter o gene uidA (\'beta\'-glucuronídase) para determinação da eficiência da transformação. Foi demonstrado que a cultivar foi a \'Jonas\' apresentou o melhor potencial de calogênese e de regeneração, sendo o meio de cultura proposto por Kondo, Hasegawa e Suzuki (2000) o melhor para regeneração das cultivares brasileiras. Além disso, as cultivares brasileiras de alho parecem ser passíveis de transformação via A. tumefaciens / Garlic (Allium sativum L.) breeding has been limited to clonal selection of mutant genotypes, since almost all the species germplasm is sterile, not flowering under standard culture conditions. Garlic sterility affects not only breeding but also directly influences production costs. Further, the requirement of vegetative propagation using small bulbs as propagules increases the risk of pest and viral disease transmission. Genetic manipulation of garlic introducing genes associated with flowering by Agrobacterium tumefaciens would allow the development of an efficient system for propagation and enable new genetic recombination. Thus, the objective of this work was to establish an in vitro regeneration protocol for commercial Brazilian cultivars of garlic, as well as genetic transformation by A. tumefaciens using calli derived from root segments. Eight garlic cultivars were used, derived from three groups: medium cycle semi-noble (\'Amarante-Embrapa\'; \'Roxinho 5063\'; \'IAC 75 - Gigante de Curitibanos\'; \'IAC 63 - Mexicano Br\'; and \'Lavínia 1632\'); common garlic with medium (\'Cateto Roxo\'), or early cycle (\'Cajuru 2315\'); and from vernalized noble (\'Jonas\'). From each cultivar, root segments from small bulbs cultivated in vitro were isolated. These explantes were maintained in MS media supplemented with 4,5 \'mü\'M 2,4-D e 0,5 \'mü\'M iP for 60 days to develop callus. The calli were then transferred to fresh MS media containing 8,8 \'mü\'M BAP e 0,1 \'mü\'M ANA, and evaluated for regeneration frequency. Initially, diverse factors were analyzed for each cultivar during the introduction of the small bulbs and during calli development. These results enabled to conduct test of callus regeneration potential, with \'Jonas\' showing the best regeneration rate via indirect organogenesis (84%), followed by cultivar \'Amarante\' (52%), \'IAC 63\' and \'Cajuru\' (47%). The cultivar with less regeneration was \'Lavínia\' (30%). The lethal dosis of hygromycin or kanamycin were estimated, testing increasing concentrations to establish optimum levels to be adopted as selective agents for transformation. Doses above 50 mg/L hygromycin or 200 mg/L kanamycin were lethal to callus of all cultivars. Cultivar \'Jonas\' was chosen for the establishment of the genetic transformation protocol via A. tumefaciens LBA4404 (pCAMBIA1303), using uidA as a reporter gene (\'beta\'-glucuronídase) to determine the transformation efficiency. \'Jonas\' was the best cultivar in terms of callus and regeneration potential using the regeneration media proposed by Kondo, Hasegawa and Suzuki (2000). Moreover, the Brazilians garlic cultivars appeared to be amenable to transformation via A. tumefaciens

Embora a citricultura seja uma importante atividade econômica no Brasil, nos últimos anos houve uma redução significativa da produção nacional. A baixa rentabilidade que o setor citrícola vem enfrentando, devido ao alto custo de produção, é decorrente principalmente dos problemas fitossanitários, com destaque para as doenças, que afetam diretamente a produtividade dos pomares. Atualmente, o huanglongbing (HLB) é a doença mais grave que afeta a citricultura mundial, sendo que os danos são severos em todas as variedades de citros. Diante desse fato, a transformação genética de plantas é uma alternativa para a obtenção de plantas transgênicas, com genes que estimulem o sistema de defesa das plantas, tornando-as resistentes a doenças. Apesar da eficácia dos protocolos existentes para a transformação genética de citros, uma desvantagem característica de plantas perenes é o ciclo reprodutivo lento, tornando difícil e demorado a validação de novos genes de interesse. Por isso, uma importante estratégia é o uso de plantas modelos, como o tomateiro, que possui ciclo curto e boa eficiência de transformação genética. Assim, o objetivo deste trabalho foi obter plantas transgênicas de Solanum lycopersicum cv. \'Micro-Tom\' e Citrus sinensis, contendo a construção gênica com o gene Csd1 (superóxido dismutase do cobre e do zinco), isolado de Poncirus trifoliata. A proteína codificada pelo gene Csd1, também conhecido como Sod1 (superoxide dismutase 1), é o mais potente antioxidante na natureza e é um importante constituinte de defesa celular contra o estresse oxidativo causado pela infecção bacteriana. O tomateiro Micro-tom foi utilizado como modelo de patogenicidade para validação do gene. Porém, devido a sua baixa eficiência de transformação genética, os experimentos de inoculação com o patógeno não foram realizados. Posteriormente, a caracterização da função do gene Csd1 em relação ao HLB será realizada com as plantas transgênicas de citros. A identificação de plantas transgênicas, de tomate e de laranja doce, foi realizada por meio da análise de PCR, utilizando primers para a detecção do gene Csd1. As plantas PCR+ foram aclimatizadas e transferidas para casa-de-vegetação. A eficiência de transformação genética do tomateiro \'Micro-Tom\' e das cultivares de laranja doce, \'Hamlin\' e \'Pineapple\', foram respectivamente: 0,34%, 4,74% e 3,65%. A caracterização molecular pelas análises de Southern blot e RT-qPCR foi realizada apenas em plantas de citros. Foi possível confirmar a integração do transgene em 32 eventos obtidos. O número de eventos de inserção variou de 1 - 5, sendo a presença do gene endógeno Csd1, localizada em 3 locais distintos no genoma das plantas. O nível de mRNA do transgene foi verificada em 21 plantas que tiveram apenas uma única inserção do transgene no genoma. Os resultados obtidos mostram que houve transcrição do gene Csd1 nas plantas transgênicas, assim como, na testemunha não transgênica. A relação do nível de transcrição do transgene com a resistência das plantas ao patógeno será definida após a inoculação com Candidadus Liberibacter. / Although the citrus industry is an important economic activity in Brazil, in recent years there has been a significant reduction in the national citrus production. The low profitability of the citrus sector has faced due to the high production cost is mainly attributed to phytosanitary problems, particularly diseases that directly affect productivity of orchards. Currently, huanglongbing (HLB) is the most serious disease that affects the global citrus industry and the damage is severe in all citrus varieties. Genetic transformation of plants is an alternative to obtain transgenic plants with genes that stimulate the plant defense system, making it resistant to diseases. Despite the effectiveness of protocols for genetic transformation of citrus, a characteristic disadvantage of perennial plants is the slow reproductive cycle, hindering validation of new genes of interest. Therefore, an important strategy is the use of model plants, such as the tomato, which has a short cycle and good genetic transformation efficiency. The objective of this study was to obtain transgenic plants of Solanum lycopersicum cv. \"Micro-Tom \'and Citrus sinensis, containing the gene construct with Csd1 gene (copper/zinc superoxide dismutase), isolated of Poncirus trifoliata. The protein encoded by the gene Csd1, also known as SOD1 (superoxide dismutase 1), is the most powerful antioxidant in nature and is important constituent of cellular defense against oxidative stress caused by bacterial infection. \'Micro-tom\' tomato was used as a model for pathogenic gene validation. However, due to its low efficiency of genetic transformation, the inoculation experiments with the pathogen were not realized. Posteriorly, the characterization of gene function Csd1 in relation to the HLB disease will be realize with citrus transgenic plants. The objective of this study was to obtain transgenic plants of Solanum lycopersicum cv. \'Micro-Tom\' and of Citrus sinensis, containing the gene construction with Csd1 gene (copper/zinc superoxide dismutase), isolated of Poncirus trifoliata, for validation and for future study of this gene for resistance to HLB. Proteins encoded by the Csd1 gene, also known as SOD1 (superoxide dismutase 1), are the most powerful antioxidants in nature and are important constituents of cellular defense against oxidative stress caused by bacterial infection. The identification of transgenic plants of tomato and sweet orange was performed by the PCR analysis using primers for the detection of Csd1 gene. The PCR+ plants were acclimatized and transferred to a greenhouse. The genetic transformation efficiency of tomato \'Micro-Tom\' and sweet orange cultivars, \'Hamlin\' and \'Pineapple\', were 0.34%, 4.74% and 3.65%, respectively. The molecular characterization with the Southern blot and RT-qPCR analyses was performed only in citrus plants. The transgene integration was confirmed in 32 plants. The number of insertion events ranged from 1-5 and the presence of Csd1 endogenous gene is found in three distinct locations in the plants genome. The mRNA level of the transgene was verified in 21 plants that had only a single transgene insertion into the plant genome. The results show that there was transcription of Csd1 gene in transgenic plants as well as in non-transgenic plants. The relation between the transgene transcript level with the resistance of plants to pathogens is set after inoculation with Candidadus Liberibacter.

Setaria viridis tem sido utilizada como organismo modelo para gramíneas com metabolismo C4, buscando elucidar processos biológicos de plantas. A importância das monocotiledôneas com o metabolismo de C4 deve-se ao melhor balanço fotossintético quando comparado às plantas com metabolismo C3 em condições climáticas com altas temperaturas, como as que prevalecem no Brasil. Setaria viridis representa um sistema modelo de grande importância para a agricultura brasileira, uma vez que tanto a produção brasileira de biocombustíveis como de alimentos está fortemente relacionada aos organismos C4. Os hormônios vegetais são cruciais no estabelecimento de órgãos complexos desde o zigoto até o desenvolvimento da planta adulta. A auxina em particular, desempenha um papel fundamental na formação de um complexo sistema radicular nas plantas. Sabe-se que o transporte polar desse hormônio concentra a auxina em determinados tecidos, desempenhando um papel essencial na expressão diferencial de genes que modulam o desenvolvimento dos vários órgãos da planta. Monocotiledôneas e em particular Poaeceaes exibem um complexo sistema radicular que parece ser chave para o seu vasto potencial adaptativo, mas pouco se sabe sobre os fatores que envolvem as respostas sensoriais e de desenvolvimento que guiam a escolha de quais tipos de raiz as plantas elegem. O objetivo deste estudo foi explorar as vias hormonais e abióticas que influenciam a arquitetura das raízes / Setaria viridis has been used as a model organism for grasses with C4 metabolism, seeking to elucidate plant biological processes. The importance of monocotyledons with C4 metabolism is due to better photosynthetic balance when compared to plants with C3 metabolism in climatic conditions with high temperatures, such as those that prevail in Brazil. Setaria viridis represents a model system of great importance for Brazilian agriculture since both the Brazilian production of biofuels and food is strongly related to C4 organisms. Plant hormones are crucial in the establishment of complex organs from zygote to the adult plant development. Auxin in particular, plays a key role in the formation of a complex radicular system in plants. The polar transport of this hormone is known to concentrate auxin in particular tissues, playing an essential roll in the differential expression of genes that will modulate the development of the various plant organs. Monocots and in particular Poaeceae display a complex radicular system that seems to be key for it vast adaptive potential, but little is known about the factors involving the sensing and developmental responses that guide the choice of which root types to elect. The aim of this study was to explore the hormonal and abiotic cues that influence the root architecture

Setaria viridis tem sido utilizada como organismo modelo para gramíneas com metabolismo C4, buscando elucidar processos biológicos de plantas. A importância das monocotiledôneas com o metabolismo de C4 deve-se ao melhor balanço fotossintético quando comparado às plantas com metabolismo C3 em condições climáticas com altas temperaturas, como as que prevalecem no Brasil. Setaria viridis representa um sistema modelo de grande importância para a agricultura brasileira, uma vez que tanto a produção brasileira de biocombustíveis como de alimentos está fortemente relacionada aos organismos C4. Os hormônios vegetais são cruciais no estabelecimento de órgãos complexos desde o zigoto até o desenvolvimento da planta adulta. A auxina em particular, desempenha um papel fundamental na formação de um complexo sistema radicular nas plantas. Sabe-se que o transporte polar desse hormônio concentra a auxina em determinados tecidos, desempenhando um papel essencial na expressão diferencial de genes que modulam o desenvolvimento dos vários órgãos da planta. Monocotiledôneas e em particular Poaeceaes exibem um complexo sistema radicular que parece ser chave para o seu vasto potencial adaptativo, mas pouco se sabe sobre os fatores que envolvem as respostas sensoriais e de desenvolvimento que guiam a escolha de quais tipos de raiz as plantas elegem. O objetivo deste estudo foi explorar as vias hormonais e abióticas que influenciam a arquitetura das raízes / Setaria viridis has been used as a model organism for grasses with C4 metabolism, seeking to elucidate plant biological processes. The importance of monocotyledons with C4 metabolism is due to better photosynthetic balance when compared to plants with C3 metabolism in climatic conditions with high temperatures, such as those that prevail in Brazil. Setaria viridis represents a model system of great importance for Brazilian agriculture since both the Brazilian production of biofuels and food is strongly related to C4 organisms. Plant hormones are crucial in the establishment of complex organs from zygote to the adult plant development. Auxin in particular, plays a key role in the formation of a complex radicular system in plants. The polar transport of this hormone is known to concentrate auxin in particular tissues, playing an essential roll in the differential expression of genes that will modulate the development of the various plant organs. Monocots and in particular Poaeceae display a complex radicular system that seems to be key for it vast adaptive potential, but little is known about the factors involving the sensing and developmental responses that guide the choice of which root types to elect. The aim of this study was to explore the hormonal and abiotic cues that influence the root architecture

A bacteriose, ou mancha oleosa, doença causada por Xanthomonas axonopodis pv. passiflorae, é um sério problema em muitas áreas de produção de maracujá no Brasil, especialmente se associada à antracnose. A transformação genética é uma alternativa para obter plantas resistentes. Proteínas bactericidas, como as atacinas encontradas na hemolinfa de insetos, têm sido usadas para conferir resistência a espécies vegetais. Como as atacinas têm um peptídeo sinal que as direciona para o espaço extracelular em insetos, nós iniciamos este estudo investigando o direcionamento da atacina A em plantas. A seqüência do gene da atacina A (attA) com e sem o peptídeo sinal foi fusionada com os genes repórteres uidA e gfp e epidermes de cebola foram transformadas, via biobalística, com essas construções gênicas. A atacina A, de fato, é acumulada no apoplasto onde, justamente, bactérias fitopatogênicas se multiplicam antes de invadir as células vegetais. Visando obter plantas transgênicas resistentes à bacteriose, foram transformados tecidos foliares e hipocotiledonares com as linhagens LBA 4404 e EHA 105 de Agrobacterium tumefaciens contendo o gene attA. De um total de 313 explantes infectados, foram obtidos 31 brotos PCR+, o que representa uma eficiência de transformação da ordem de 10%. A expressão do transgene foi confirmada por RT-PCR e a resistência ao patógeno foi avaliada pela inoculação de X. axonopodis pv. passiflorae em folhas destacadas de plantas mantidas in vitro. Em dez plantas não houve formação de lesão foliar, indicando uma possível resistência ao patógeno. / Bacterial spot disease caused by Xanthomonas axonopodis pv. passiflorae is a serious problem in many passion fruit production areas in Brazil, especially if associated with anthracnose. Genetic transformation provides an alternative for obtaining resistant plants. Bactericide proteins such as attacins, found in the haemolymph of insects, have been used to confer resistance on plant species. As the attacins have a sign peptide that dispatches them to extracellular space in insects, we initiated our studies investigating the attacin A directing in plants. The attacin A gene (attA) sequence, with and without the sign peptide, was fused to uidA and gfp reporter genes, and onion epidermis were transformed using bioballistics with gene constructions. The protein did accumulate in the apoplast, where bacteria multiply before attacking plant cells. With the aim of obtaining transgenic plants of yellow passion fruit resistant to bacterial disease, leaf and hypocotyl-derived tissues were transformed with LBA 4404 and EHA 105 strains of Agrobacterium tumefaciens containing the attA gene. From a total of 313 infected explants, we obtained 31 PCR+ shoots, a transformation efficiency of 10%. Expression of the attA gene was confirmed by RT-PCR, and pathogen resistance evaluated by X. axonopodis pv. passiflorae inoculation in leaves obtained from in vitro plants. Leaf lesions were not observed in 10 shoots, suggesting a possible resistance to pathogen.

O trabalho teve como objetivo otimizar a metodologia de transformação de plantas de Eucalyptus grandis; uma importante espécie florestal amplamente cultivada no Brasil. Foram estudadas a transformação por agrobiobalística de explantes com acúmulo de gemas axilares e do SAAT ('sonication-assisted Agrobacterium mediated transformation'). Ambas as técnicas causam microferimentos nos explantes aumentando a penetração da Agrobacterium nos tecidos vegetais. Na agrobiobalística o explante é submetido ao bombardeamento com micropartículas seguida por inoculação com a bactéria; enquanto que no SAAT o explante é submetido à sonicação por breves períodos de tempo na presença da bactéria. Os experimentos de transformação foram avaliados pela analise da expressão transitória do gene repórter uidA. Os parâmetros estudados na transformação por agrobiobalística foram: pressão de disparo ( pressão do gás hélio), distância de vôo das micropartículas, estabilidade da expressão do gene uidA e temperatura de co-cultivo. As freqüências mais elevadas da expressão da ß-glucuronidase foram observadas utilizando 1350 PSI de gás hélio, 9,5 cm de distância de vôo dos microprojéteis e temperatura de 26ºC durante o co-cultivo. Para otimizar a transformação de explantes com acúmulo de gemas axilares foi realizado um estudo histológico, o qual permitiu constatar que as áreas meristemáticas estão localizadas na superfície do explante. O meristema é formado pela rediferenciação de células da epiderme e das primeiras camadas do parênquima cortical caracterizando sua origem exógena. A localização histológica do produto da expressão do gene repórter uidA mostrou que esta expressão ocorre apenas em células já diferenciadas, não sendo encontrada durante os tratamentos com células meristemáticas. Para realizar os ensaios com SAAT foi selecionado previamente um clone com características favoráveis à transformação: alta taxa de regeneração, susceptibilidade a agentes seletivos e à transformação por Agrobacterium. A maior taxa de plantas que apresentaram atividade da ß-glucuronidase foram observadas utilizando-se 60 segundos de sonicação; tempos superiores a este causaram um comprometimento da regeneração do explante. A sonicação adicional, após a sonicação preliminar do explante, juntamente com a bactéria, melhora a eficiência do processo de transformação. Os resultados demonstram que o uso de SAAT é viável na transformação de eucalipto com Agrobacterium. / The research project aimed the establishment of a method for genetic transformation of Eucalyptus grandis; an important and widely planted forestry tree in Brazil. Two techniques of transformation were tested: agrobiolistic of explants with accumulation of meristematic cells and SAAT ('sonication-assisted Agrobacterium mediated transformation'). Both systems of transformation aim to produce micro wounds in the explants in order to increase the Agrobacterium penetration in the tissues. In the case of agrolistica the explant was previously submitted to micro projectile bombardment, followed by bacteria inoculation. On the other hand in the SAAT technique the explante is submitted to short periods (few seconds) of sonication together with the bacteria. Transformation was evaluated by measuring the expression of the reporter gene uidA which codes the ß-glucuronidase enzyme. Several parameters were tested for agrobiolistic such as, gas pressure (helium), flight distance of micro projectiles, gene expression of the uidA, co-cultivation temperature. The highest values of ß-glucuronidase were observed for 1350 PSI, 9.5 cm from target and 26O C for co-cultivation. A histological analyze was carried out to check it the meristematic tissues were being transformed. The results showed that the meristematic tissues were localized in the surface of the explante. The meristem is formed by the dedifferentiation of epidermal cells and the first layers of the cortical parenchyma indicating its exogenous origin. The histological location of the reporter gene uidA showed that the expression occurs only in cells already differentiated, and not in meristematic cells. For SAAT experiments a clone was previously selected for favorable characteristic of transformation: high rate of regeneration, susceptibility of selective agents and to Agrobacterium transformation. The highest rate of ß-glucuronidase activity were observed for 60 s of sonication; higher sonication time reduced the efficiency of regeneration. Additional sonication, following a preliminary sonication of explante , in the presence of the bacteria, improved the efficiency of transformation. The results provided evidence the SAAT is a viable technique for Eucalyptus transformation via Agrobacterium.

Thesis ( PhD. (Biotechnology )) --University of Limpopo, 2005 / The marula tree (Sclerocarya birrea subsp. caffra), an indigenous, multipurpose, drought tolerant tree of Africa harbors great economic potential. Acceptance of marula-derived products internationally will directly increase the demand for marula resource. Rapid multiplication of marula trees of superior quality forms the basis of sustainable export growth. In vitro propagation and genetic improvement offer the opportunity for accelerated multiplication of selected tree material as well as to dramatically increase production, quality and efficiencies. The objectives of the study were therefore to develop a protocol for in vitro multiplication of marula and to determine the feasibility of Agrobacterium-mediated transformation of the marula tree. Nodal sections with axillary bud (s) were cultured on Murashige and Skoog (MS) medium supplemented with 4.8μM BA and 2.4μM KN and 0.1% polyvinylpyrrolidone (PVP) to obtain on average 2.5 microshoots per responding explant. The proliferated microshoots were elongated on MS medium supplemented with 1.2μM BA and 1.0μM KN. Elongated microshoots were rooted in MS medium at half salts strength supplemented with 10μM IBA and 0.3% activated charcoal (AC). On average 82% of the shoots rooted. Survival of acclimatized plantlets was 90%. RAPD analysis confirmed intraclonal genetic stability between parent plants and their clones within the limits of the technique.Nodal sections cocultivated with Agrobacterium tumefaciens for 3 days on MS multiplication medium supplemented with 100μM acetosyringone resulted on average in transient expression of 52.5% of the explants with 1.6 blue stained zones per explant. Cocultivated explants on MS selection medium containing 300mgl-1 kanamycin resulted in 1.5% chimeric putative transgenic shoots. This is the first report on the micropropagation and genetic transformation of marula, Sclerocarya birrea subsp caffra. / South Africa’s National Research Foundation Institutional Research Development Program (NRF-IRDP)

Horizontal gene transfer (HGT) is probably the most important mechanism for functional novelty and adaption in bacteria. However, a robust understanding of the rates of HGT for most bacterial species and the influence of the ecological settings on the rates remain elusive. Four whole-genome comparative studies of free-living bacteria will be described that integrated physiological and ecological data with novel detection bioinformatic pipelines to elucidate the magnitude of HGT at three distinct levels of genetic relatedness: i) the species level, where overlapping ecological niche among co-occurring bacteria in the water column of the Baltic Sea has caused HGT to have been so rampant that it has served as the force of species cohesion; ii) the genus level, where HGT appeared to predominantly mobilize a limited number of genes with ecological/selective advantage (e.g., antibiotic resistance genes) among distinct pathogenic Campylobacter species and hence, did not lead to species convergence; and iii) the phylum level, where HGT was found to be, in general, less frequent than the genus level but, over evolutionary time, has assembled a large part of the metabolic functions of natural microbial communities, especially within organic matter rich, anaerobic habitats. In conclusion, this work advances the methods to link ecological relationships with HGT and suggests that HGT among very divergent organisms may have been more frequent than previously thought and led to successful adaptation.

Please open electronic version for Abstract. / Thesis (M.Sc.)-University of Natal, Pietermaritzburg, 1996.

Diss. (sammanfattning) Alnarp : Sveriges lantbruksuniv. / Härtill 4 uppsatser.