Made available in DSpace on 2015-03-26T13:51:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1477917 bytes, checksum: 4ab8f5cc2dd481acd067b02bd7abf32d (MD5) Previous issue date: 2012-01-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Colletotrichum is one of the most important genera of plant-pathogenic fungi in the world. The pathogenic species of this genus have hemibiotrophic lifestyle and cause diseases in several economically significant crops. Besides the economic importance, Colletotrichum has great significance as a model system for studying the molecular and cellular bases of fungal pathogenicity. The species C. graminicola, causal agent of corn anthracnose (Zea mays), has rare sexual stage and was the first species of the genus to have its genome completely sequenced. The transposable elements are ubiquitous and constitute a source of new mutations, being an important source of genetic variability. These elements are divided into two classes according to the presence or absence of an RNA intermediate in transposition. Elements of class I transpose via RNA intermediate, while class II elements transpose directly as DNA. The transposable elements can be applied as mutagenic agents aimed at the identification and labeling of genes and in phylogenetic and population studies. Given the importance of transposable elements in the generation of genetic variability and its applications in research, the aim of this study was to identify and characterize the class II transposable elements in the genome of C. graminicola. For this purpose, we used a bioinformatic approach combined with experimental activities. We identified 132 complete sequences of transposable elements in the sequenced genome of C. graminicola, which represent a significant proportion of the genome (0.47%). The elements were classified into six families according to similarity, all elements have characteristics of Tc1-mariner superfamily. Although some of these elements possess putative transposases with conserved DDE domain, all are interrupted by multiple stop codons. None of the elements identified has all the necessary features to be considered an active element. In silico analysis revealed evidence that these sequences are mutated by RIP (repeat point induced mutation) mechanism. TCg1 element was amplified by PCR from a Brazilian isolate and has imperfect terminal inverted repeats and the putative transposase sequence has three conserved domains characteristic of transposases: DDE, CENPB and HTH. However, this sequence is interrupted by stop codons and lacks the initiation codon and termination codon, therefore, is probably inactive. The genomic DNA from 49 different isolates were analyzed by hybridization with a probe derived from the inner region of TCg1 and different profiles were identified. The strategy allowed the efficient identification of a variety of Tc1-Mariner transposable elements degenerated by mutations characteristics of RIP in C. graminicola. It is unlikely that any of the identified elements is autonomous, however, these elements must have an important role in the genetic variability of this fungus. The TCg1 element is present in the genomes of different isolates of C. graminicola and has the potential to be used as a molecular marker in population analyzes. / Colletotrichum é um dos gêneros mais importantes de fungos fitopatogênicos em todo o mundo. As espécies fitopatogênicas desse gênero apresentam ciclo de vida hemibiotrófico e causam doenças em diversas culturas economicamente importantes. Além da importância econômica, Colletotrichum possui grande relevância como um sistema modelo para o estudo das bases celulares e moleculares da patogenicidade fúngica. A espécie Colletotrichum graminicola, agente causal da antracnose do milho (Zea mays), possui ciclo sexual raro e foi a primeira espécie do gênero a ter o seu genoma completamente sequenciado. Os elementos transponíveis são ubíquos e constituem uma fonte de novas mutações, sendo, portanto, uma importante fonte de variabilidade genética. Esses elementos são divididos em duas classes de acordo com a presença ou ausência de um intermediário de RNA na transposição. Os elementos da classe I se transpõem via intermediário de RNA, enquanto os elementos da classe II se transpõem diretamente como DNA. Os elementos transponíveis podem ser utilizados como agentes mutagênicos visando à identificação e etiquetagem de genes e em estudos filogenéticos e populacionais. Tendo em vista a importância dos elementos transponíveis na geração de variabilidade genética e as suas aplicações na pesquisa, o objetivo deste trabalho foi identificar e caracterizar elementos transponíveis da classe II no genoma de C. graminicola. Para tanto, foi utilizada uma abordagem de bioinformática (análises in silico) aliada às atividades experimentais. Foram identificadas 133 sequências completas de elementos transponíveis no genoma sequenciado de C. graminicola, que representam uma proporção relevante do genoma (0,47%). Os elementos foram classificados em 6 famílias de acordo com a identidade e apresentam características da superfamília Tc1-Mariner. Apesar de algumas transposases putativas codificadas por esses elementos possuírem domínio DDE conservado, todas estão interrompidas por vários códons de parada. Nenhum elemento identificado possui todas as características necessárias para um elemento autônomo. A análise in silico revelou evidências de mutações geradas pelo mecanismo de RIP (Mutação de ponto induzida por repetição). O elemento TCg1, amplificado por PCR a partir de um isolado brasileiro de C. graminicola, possui extremidades repetidas invertidas imperfeitas e a sequência putativa da transposase apresenta os três domínios característicos conservados: DDE, HTH e CENPB. Entretanto, essa sequência está interrompida por códons de parada e não foram localizados os códons de iniciação e de terminação, sendo, portanto, provavelmente inativa. O DNA genômico de 49 diferentes isolados foi analisado por hibridização com uma sequência derivada da região interna de TCg1 e apresentaram diferentes perfis. A estratégia utilizada permitiu uma identificação eficiente de uma variedade de elementos transponíveis Tc1-Mariner degenerados por mutações características de RIP em C. graminicola. É improvável que algum dos elementos identificados seja autônomo, entretanto, esses elementos devem possuir um importante papel na variabilidade genética desse fungo. O elemento TCg1 está presente no genoma de diferentes isolados de C. graminicola e possui potencial para ser utilizado como marcador molecular em análises populacionais.

Made available in DSpace on 2016-12-08T16:44:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGPV11MA091.pdf: 445481 bytes, checksum: 675ce53ec70abe958734cda2b68bc41b (MD5) Previous issue date: 2011-05-20 / Considering the gradient of nutrients in soil depth and water availability is very important the presence of a wide and well distributed root system in soil layers. Thus, the genotypes creation with well developed root system is interest to bean breeding programs. The lower cooking time for common bean is other characteristic desired and relevant to breeding programs, because it is very important to acceptance of a cultivar. However, availability of genetic variability is required for the action of breeder, which may be generated by induced mutation. This study aimed: i) to evaluate the effect of induced mutation in the root distribution of common bean in the soil profile; ii) to identify the correlation among the character root distribution and the others agronomic traits in mutant common bean populations; iii) to verify the existence of variation in the method used to determine the bean cooking time. Two experiments were conducted at Universidade do Estado de Santa Catarina - UDESC (Santa Catarina State University - Brazil). In the first experiment, the mutant populations Pérola, IAPAR 81, IPR Chopim and IPR Uirapuru in M1, M3 and M4 generations in level of 0, 100 and 200 Gy, were conducted in field in a randomized block design with two replications. The root system was assessed by profile method at 0-10, 10-20 and 20-30 cm soil layers. Plant height, height of first pod, stem diameter, number of pods per plant, number of grains per pod, weight of 100 grains and grain yield were analyzed to end of the crop cycle. In the second experiment, the grains from thirty six mutant common bean populations were subjected to the cooking test using the Mattson cooker apparatus, in a randomized block design with two blocks and two replications each experimental unit. The data were analyzed using three statistics models with information related to experimental error, to the sampling error and considering the replications as a variation factor. Three types of error were used in the statistics analysis, being the total error, experimental error and sampling error. The induced mutation provided variability and increased the root distribution of bean populations. The trait root distribution showed positive correlation with grain yield. Different results were obtained with use of three types of error for the cooking time data. The technique used to determination of the bean cooking time showed intrinsic variation to the method, being necessary to estimate the sampling error to purify the experimental error. Besides the need of criterion in the specification of statistics models and choice of appropriate error for testing the hypotheses / Considerando o gradiente de nutrientes em profundidade do solo e a disponibilidade hídrica, é de suma importância a presença de um amplo e bem distribuído sistema radicular nas camadas do solo. Deste modo, a criação de genótipos com sistema radicular bem desenvolvido é de interesse aos programas de melhoramento de feijão. Outra característica almejada e de relevância aos programas de melhoramento é o reduzido tempo de cocção dos grãos de feijão, pois a mesma é crucial para a aceitação de uma cultivar. No entanto, para a atuação do melhorista é necessário disponibilidade de variabilidade genética, podendo esta ser gerada por meio da mutação induzida. Neste sentido, os objetivos deste trabalho foram: i) avaliar o efeito da mutação induzida na distribuição do sistema radicular de feijão no perfil do solo; ii) identificar a existência de correlação entre o caráter distribuição radicular e as demais características de interesse agronômico em populações mutantes de feijão; iii) verificar a ocorrência de variação no método empregado para a determinação do tempo de cocção de feijão. Para tanto, foram realizados dois experimentos na Universidade do Estado de Santa Catarina (UDESC), no Centro de Ciências Agroveterinárias (CAV). No primeiro experimento, as populações mutantes Pérola, IAPAR 81, IPR Chopim e IPR Uirapuru nas gerações M1, M3 e M4 e nas doses 0, 100 e 200 Gy foram conduzidas a campo em delineamento de blocos casualizados com duas repetições. A avaliação do sistema radicular foi realizada pelo método do perfil nas camadas de 0-10, 10-20 e 20-30 cm do solo. Os demais caracteres foram mensurados ao término do ciclo da cultura, sendo eles: estatura de planta, altura de inserção do primeiro legume, diâmetro do caule, número de legumes por planta, número de grãos por legume, massa de 100 grãos e rendimento de grãos. No segundo experimento foi realizado o teste de cocção de grãos advindos de 36 populações mutantes de feijão por meio do aparelho cozedor de Mattson, em delineamento de blocos casualizados, com dois blocos e duas repetições por unidade experimental. Os dados foram analisados considerando no modelo estatístico informações sobre o erro experimental, o erro de amostragem e as repetições como um fator de variação. Três diferentes resíduos foram empregados nas análises, sendo, o erro total, o erro experimental e o erro de amostragem. A mutação induzida foi eficiente em proporcionar variabilidade e incremento na distribuição radicular das populações de feijão. O caráter distribuição radicular e rendimentos de grãos apresentaram correlação positiva. Resultados discrepantes foram obtidos com o uso dos diferentes resíduos para os dados referentes ao tempo de cocção. A técnica utilizada para a determinação do tempo de cocção apresentou variação intrínseca ao método, evidenciando a necessidade de estimar o erro de amostragem para evitar que o mesmo componha o erro experimental, além da necessidade de rigor nas especificações dos modelos estatísticos e na escolha do resíduo apropriado para testar as hipóteses