Convergence of quantitative genetics and genomics is becoming the way that fundamental genetics and applied breeding will be carried out in the next decades. This study bridges the quantitative genetics of complex growth and wood properties traits with genomic technologies towards a more innovative approach to tree breeding. Planted forests play a major role to fulfill the growing world demand for wood products and energy. Eucalypts stand out for their high productivity and versatile wood resulting from the advanced breeding programs associated to clonal propagation and modern silviculture. Despite their fast growth, breeding cycles still take several years and wood properties assessment is limited to a sample of trees in the late stages of selection due to the costs involved in wood phenotyping, not exploitingthe range of genetic variation in wood properties. In this study, we examined fifteen traits including growth and wood chemical and physical properties in 1,000 individuals sampled from an elite Eucalyptus breeding population. Near-infrared spectroscopy (NIRS) models were developed and used for high-throughput phenotyping of wood traits.Highdensity data for 29,090 SNPs was used to obtain accurate pedigree-record-free estimates of trait variance components, heritabilities, genetic and phenotypic correlations, based on a realized relationship matrix, comparing them to pedigree-based estimates. To the best of our knowledge, this is the first study to do this in plants. NIRS predictions were accurate for wood chemical traits and wood density, and variably successful for physical traits. Heritabilities were medium for growth (0.34 to 0.44), high for wood chemical traits (0.56 to 0.85) and variable for wood physical traits (0.11 to 0.63). High positive correlations among growth traits and negative between cellulose and lignin content were observed, while correlations between wood chemical and physical traits and between growth and wood quality traits were low although significant. Phenotypes and SNP markers were then used to build genomic predictive models using a marker density higher than any previous genomic selection study in trees (1 SNP/21 kbp). Two models (RR-BLUP and Bayesian LASSO) that differ regarding the assumed distribution of marker effects were used for genomic predictions. Predictions were compared to those obtained by phenotypic BLUP. Predictive abilities very similar by the two models and strongly correlated to the heritabilities. Accurate genomic-enabled predictions were obtained for wood chemical traits related to lignin, wood density and growth, although generally 15 to 25% lower than those achieved by phenotypic BLUP prediction. Nevertheless, genomic predictions yielded a coincidence above 70% in selecting the top 30 trees ranked by phenotypic selection for growth, wood density and S:G ratio, and 60% when tandem selection was applied. The results of this study open opportunities for an increased use of highthroughput NIRS phenotyping and genome-wide SNP genotyping in Eucalyptus breeding, allowing accurate pedigree-record-free estimation of genetic parameters and prediction of genomic breeding values for yet to be phenotyped trees. These applications should become routine in tree breeding programs for the years to come, significantly reducing the length of breeding cycles while optimizing resource allocation and sustainability of the breeding endeavor. / A convergência da genética quantitativa com a genômica está se tornando a maneira pela qual a genética fundamental e aplicada serão conduzidas nas próximas décadas. Este estudo buscou conectar a genética de fenótipos complexos de crescimento e propriedades de madeira às tecnologias genômicas, em uma abordagem inovadora para o melhoramento florestal. Florestas plantadas têm papel fundamental para satisfazer a crescente demanda mundial por produtos madeireiros e energia. O eucalipto,com sua alta produtividade e madeira versátil, é resultado de programas avançados de melhoramento associados à propagação clonal e silvicultura moderna. Apesar de seu rápido crescimento, ciclos de melhoramento ainda levam muitos anos e a avaliação detalhada de propriedades da madeira é limitada a apenas uma amostra das árvores em estágios avançados de seleção, devido aos altos custos de fenotipagem, não explorando assim toda a variação genética disponível. Neste estudo, examinamos quinze caracteres, incluindo crescimento e propriedades químicas e físicas da madeira, em 1000 indivíduos amostrados de uma população elite de melhoramento. Modelos de espectroscopia de infravermelho próximo (NIRS) foram desenvolvidos e utilizados para fenotipagem de alto desempenho de propriedades de madeira. Genotipagem de alta densidade com 29.090 SNPs foi utilizada para obter estimativas acuradas de componentes de variância, herdabilidades e correlações genéticas baseadas em uma matriz de parentesco realizado, ou seja,sem o uso de pedigree. Este é o primeiro estudo de que temos conhecimento a fazer isso em plantas. Predições NIRS foram precisas para caracteres químicos da madeira e densidade, e apresentaram sucesso variável para caracteres físicos. As herdabilidades foram médias para crescimento (0,34 a 0,44), altas para caracteres químicos de madeira (0,56 a 0,85) e variáveis para caracteres físicos da madeira (0,11 a 0,63). Altas correlações positivas entre caracteres de crescimento e negativas entre celulose e lignina foram observadas, enquanto correlações entre caracteres químicos e físicos da madeira foram baixas, porém significativas. Fenótipos e marcadores SNP foram em seguida utilizados na construção de modelos preditivos com a maior densidade de marcadores já utilizada em estudos de seleção genômica em espécies florestais (1 SNP/21 kpb). Dois modelos de predição (RR-BLUP e LASSO Bayesiano)foram usados nas predições genômicas e comparados ao BLUP fenotípico. Os modelos apresentaram capacidades preditivas similares, fortemente correlacionadas às herdabilidades. Predições genômicas precisas foram obtidas para caracteres relacionados à lignina, densidade e crescimento, embora geralmente 15 a 25% menores do que as predições obtidas por BLUP fenotípico. Contudo, predições genômicas alcançaram coincidências acima de 70% na seleção das melhores 30 árvores ranqueadas pela seleção fenotípica para crescimento, densidade e relação S:G, e de 60% quando seleção em tandem foi aplicada. Os resultados deste estudo abrem enormes oportunidades para o uso combinado de fenotipagem NIRS e genotipagem com SNPs no melhoramento do eucalipto, permitindo estimativas acuradas de parâmetros genéticos e a predição de valores genéticos genômicos para plantas jovens ainda não fenotipadas. Estas aplicações deverão se tornar rotineiras nos programas de melhoramento florestal nos próximos anos, reduzindo significativamente a duração dos ciclos de seleção e, consequentemente, otimizando a alocação de recursos e a sustentabilidade do melhoramento.

No presente trabalho, AFLPs e marcadores baseados em retrotransposons foram utilizados para a construção de um mapa de ligação integrado em cana-de-açúcar. Dois retrotransposons encontrados no genoma da cana-de-açúcar, denominados SURE e Garapa, foram estudados. Os princípios da técnica NBS-profiling foram usados para gerar marcadores direcionados às sequências desses retrotransposons. Os marcadores foram analisados numa população F1 de cana-de-açúcar, composta por 188 indivíduos, oriunda do cruzamento entre os genitores IAC66-6 e TUC71-7. O mapa integrado foi construído usando-se o software OneMap, especialmente desenvolvido para mapear espécies não endogâmicas. Excelentes padrões de AFLP e de marcas direcionadas ao retrotransposon SURE foram obtidos; entretanto, para o Garapa, ainda são necessários ajustes na técnica. Um total de 600 marcadores de dose única foi obtido a partir de 22 combinações de enzimas de restrição/primers de AFLP e seis combinações otimizadas para amplificar marcas direcionadas ao retrotransposon SURE. Construiu-se um mapa com 107 grupos de ligação, com tamanho de 4.316,5 cM e densidade de 8,74 cM/marcador. O mapeamento dos marcadores derivados do retrotransposon SURE revelou que esse elemento não está uniformemente distribuído nos grupos de ligação e confirmou o seu baixo número de cópias no genoma da cana, conforme foi sugerido na literatura. / In the presenty study, AFLPs and retrotransposon-based markers were used for the construction of an integrated linkage map of sugarcane. Two retrotransposons described in the sugarcane genome, named SURE and Garapa were studied. The principles of NBS-profiling technique were used to generate markers based on these retrotransposon sequences. The markers were analyzed in a F1-population, composed of 188 individuals, derived from a single cross between the IAC66-6 and TUC71-7 parents. The integrated genetic map was constructed using the software OneMap, specially designed for mapping outcrossing species. Excellent gel profiles of AFLP and retrotransposon-derived markers were obtained; however, for the Garapa element, technical adjustments are still needed. A total of 600 single-dose markers were obtained from 22 AFLP restriction enzyme/primer combinations and six combinations optimized to amplify the SURE-based markers. A map with 107 linkage groups was constructed, spanning 4,316.5 cM, with a marker density of 8.74 cM. Mapping of SURE-based markers revealed that this element is not uniformly distributed across the linkage groups, and confirmed its low copy number in the sugarcane genome, as suggested in the literature.

Trypanosamas de diversas espécies podem infectar mamíferos de interesse econômico em todo o mundo. Trypanosoma vivax, T. evansi, T. equiperdum, T. congolense, T. b. brucei e T. simiae geram importantes doenças em ungulados na África, Ásia e Américas Central e do Sul; enquanto T. theileri e espécies relacionadas são pouco patogênicas. Compreender a epidemiologia e as interações parasita-vector-hospedeiro requer estudos de estrutura populacional, filogeográficos e de diversidade e relações filogenéticas entre isolados. Sequências de microssatelites e dos genes SSUrRNA, gGAPDH, CatL, ITS, SL, 5S, Cytb e ESAG6 mostraram ampla diversidade biológica e diferenciaram genótipos com associação geográfica e restrição de hospedeiros em T. theileri e espécies relacionadas. T. evansi mostrou importante heterogeneidade de sequências no gene ESAG6, enquanto populações de T. vivax muito divergentes foram observadas em regiões preservadas e com transmissão cíclica quando comparadas com a microheterogeneidade biológica de áreas de transmissão mecânica. / Trypanosames can infect diverse species of mammals of economic interest worldwide. Trypanosoma vivax, T. evansi, T. equiperdum, T. congolense, T. brucei brucei and T. simiae cause important diseases in ungulates in Africa, Asia and Central and South America, while T. theileri and related species are of low pathogenicity. Understanding the epidemiology and host-parasite-vector interactions requires studies of population structure, phylogeography and diversity and phylogenetic relationships among isolates. Microsatellite loci and sequences from genes SSUrRNA, gGAPDH, CatL, ITS, SL, 5S, Cytb and ESAG6 revealed high biological diversity and allowed differentiation of genotypes with geographic structure and host-restriction event in T. theileri and related species. T. evansi showed significant heterogeneity in ESAG6 sequences, while populations of T. vivax widely divergent were observed in pristine regions and cyclical transmission compared to the microheterogeneity showed by isolates from mechanical transmission areas.

A erva-mate, Ilex paraguariensis, é uma espécie dioica, clímax com ampla área de distribuição natural. A despeito de sua importância econômica e ecológica são escassos os estudos de conservação e genética da espécie. O objetivo geral do trabalho foi estudar a diversidade genética, a estrutura genética espacial e o fluxo gênico por dispersão de sementes em duas populações naturais de I. paraguariensis na área do entorno do Parque Nacional do Iguaçu, com uso de marcadores moleculares microssatélites. Foram encontrados baixos níveis de diversidade genética em oito loci analisados, com divergência genética maior entre do que dentro das populações. A I. paraguariensis apresentou baixa densidade populacional, com 0,27 a 0,29 árvores por ha-1 e distribuição espacial agregada, entretanto não foi observado evidência de estrutura genética espacial. A média da distância da dispersão de pólen foi de 393 m e a dispersão de sementes atingiu distância próximas a 2.000 m. Os resultados obtidos, sugerem que a base genética da espécie não é ampla, o que pode dispor a I. paraguariensis a um estado crítico de conservação, devido a de erosão genética provocada pela destruição de seus ambientes naturais. / The yerba mate, Ilex paraguariensis, is a species dioecious, climax with wide natural range. Despite their economic and ecological importance are few studies of genetics and conservation of the specie. The overall objective this work was to study the genetic diversity, spatial genetic structure and gene flow by seed dispersal in two natural populations of I. paraguariensis around the National Park of Iguassu, using microsatellite molecular markers. It found low levels of genetic diversity at eight loci analyzed, and greater genetic divergence between populations than within population. The I. paraguariensis showed low population density with 0.27 to 0.29 trees per ha-1 and spatial clustered distribution, however was not observed evidence of spatial genetic structure. The average distance of pollen dispersal was 393 m and seed dispersal reached near 2,000 m. The results suggest that the genetic basis of species is not large, which may carry the I. paraguariensis to critical state of conservation due to genetic erosion caused by the destruction of their natural environments.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:32:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5012.pdf: 1905383 bytes, checksum: a0998ff6fc2a6a32283393c52fcdd06f (MD5) Previous issue date: 2013-02-25 / Universidade Federal de Sao Carlos / Landscape fragmentation and habitats loss caused by human activities have led to a decline cougar populations (Puma concolor). Delimiting populations and establish rates of migration between them is essential to understanding its dynamics and therefore planning conservation measures. The present study propose to use molecular techniques with noninvasive samples to evaluate the status of a population of P. concolor inhabiting in a patch of 32km2 of São Paulo State. The population size was of 6 individuals and its density ranged between 4.6 and 1.8/100km2. In addition, this population was analyzed together with other individuals of P. concolor collected in the northeast region of the state. Bayesian clustering methods were used to identify genetic populations, and Bayesian multilocus genotyping method to estimate migration rates, in order to determinate possible source-sink dynamics. Finally, two subpopulations separated by the highway SP-310 were identified. The results showed that the subpopulation located on the east of the highway behaved as source population and the another one found on west as a sink. Future researches of P. concolor populations must aim to determinate the populations structures and thereby facilitate the establishment of effective action plans for the conservation of the species. / A contínua fragmentação e perda de habitats ocasionados pela ação humana têm levado ao declínio de populações de onça-parda (Puma concolor). Delimitar as populações, e estabelecer as taxas de migração entre elas é essencial para entender a dinâmica populacional e, consequentemente, planejar medidas conservacionistas. No estudo foram utilizadas técnicas moleculares com amostras não invasivas para avaliar uma população de P. concolor em um fragmento de cerrado de 32km2 no estado de São Paulo, o qual apresentou um tamanho populacional de 6 indivíduos e uma densidade que variava entre 4,6 e 1,8/100km2. Adicionalmente, esta população foi analisada em conjunto com outros indivíduos de P. concolor coletados na região nordeste do estado. O método de cluster Bayesiano foi utilizado para o estabelecimento de populações genéticas, e o método Bayesiano de genótipos multiloci para estimar as taxas de migração a fim de determinar uma possível dinâmica fontesumidouro. Finalmente, foram identificadas duas subpopulações, que tinham com barreira a rodovia SP-310. A partir dos resultados constatou-se que a subpopulação localizada ao leste da rodovia se comportava como população fonte e a subpopulação ao oeste como sumidouro. Futuras pesquisas acerca populacionais de P. concolor deverão visar a determinação da estrutura populacional e desse modo favorecer o estabelecimento de planos de ação eficientes para a conservação da espécie

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-09-06T20:11:44Z No. of bitstreams: 1 MariaEduardaDeSouzaMenezesDaCosta_DISSERT.pdf: 2415680 bytes, checksum: c90f35fd25510d290113b437f4a11687 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-09-06T23:03:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 MariaEduardaDeSouzaMenezesDaCosta_DISSERT.pdf: 2415680 bytes, checksum: c90f35fd25510d290113b437f4a11687 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-06T23:03:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MariaEduardaDeSouzaMenezesDaCosta_DISSERT.pdf: 2415680 bytes, checksum: c90f35fd25510d290113b437f4a11687 (MD5) Previous issue date: 2016-01-27 / O Toxoplasma gondii ? um parasito mundialmente distribu?do, que pode causar desde sintomas parecidos com a gripe at? problemas neurol?gicos. As cepas do T. gondii apresentam grande variabilidade gen?tica na Am?rica do Sul, sendo fundamental a an?lise de sequ?ncias para auxiliar no diagn?stico confi?vel e para classifica??o dos diferentes gen?tipos. O objetivo deste trabalho foi desenvolver dois m?todos moleculares, um para detec??o e o outro para genotipagem do T. gondii, possibilitando a identifica??o de todas as cepas conhecidas e a gera??o de dados que possam ser correlacionados com a virul?ncia. Inicialmente, foi utilizado o programa MUSCLE para alinhamento de 685 sequencias nucleot?dicas obtidas do GenBank, em seguida os alinhamentos foram analisados no programa MEGA 6.0 para determina??o de sua variabilidade gen?tica. O gene GRA7 foi selecionado como alvo para os iniciadores, que foram desenhados em regi?es conservadas do gene utilizando os programas Geneious 9.0 e Primer BLAST. O protocolo de amplifica??o utilizando-se os primers para o gene GRA7 foi ent?o comparado com outros protocolos padronizados para amplifica??o do gene B1 e do elemento repetitivo de 529 pb, que s?o os marcadores mais utilizados para o diagn?stico do T. gondii. Para o desenvolvimento do sistema de genotipagem foram selecionados os genes ROP5, ROP18 e GRA7, que est?o relacionados ao mecanismo de virul?ncia melhor descrito em T. gondii. O sistema de genotipagem desenvolvido se baseia na an?lise de polimorfismos presentes em fragmentos sob sele??o positiva desses genes, que permite identificar cepas pertencentes as linhagens clonais e cepas at?picas. Utilizando-se essa nova abordagem para a sele??o de marcadores, ser? necess?rio investigar um n?mero de regi?es do genoma consideravelmente menor que o utilizado pelo m?todo utilizado tradicionalmente, simplificando o processo. Concluindo, o desenho de primers em regi?es conservadas do gene GRA7 permitiu o desenvolvimento de um sistema de detec??o utilizando PCR com excelente positividade e sensibilidade, principalmente para detec??o de cepas at?picas do T. gondii. Ainda, a genotipagem baseada na detec??o de polimorfismos em genes de virul?ncia permitiu a diferencia??o genot?pica das diferentes cepas de forma mais simples que a t?cnica de RFLP utilizada atualmente.

Dentro do gênero Adesmia, as técnicas moleculares ainda não foram empregadas na caracterização de germoplasma e na análise da diversidade genética das espécies brasileiras que compôem o gênero. Portanto os objetivos deste trabalho foram: caracterizar, com a utilização de marcador molecular do tipo RAPD, as espécies brasileiras do gênero Adesmia DC; com base nestas informações estabelecer relações de diversidade genética entre as espécies e os acessos analisados; relacionar dados de diversidade com dados morfológicos e de reprodução.

Pour appréhender l'histoire du peuplement autochtone de Guyane française, six populations indiennes (Palikur, Emerillon, Kaliña, Wayampi, Apalaí et Matsiguenga) ont été examinées pour les marqueurs de l'ADN mitochondrial et du chromosome Y, et trois testées pour sept loci autosomaux. Après extraction de l'ADN des sérums ou hématies prélevés sur le terrain, les fragments ont été amplifiés par PCR, analysés par digestion enzymatique et séquençage automatique à la recherche des composantes biologiques amérindiennes principales. Notre travail démontre que chez les populations amérindiennes, la dérive génétique n'explique pas toute la variabilité génétique. Notamment, l'interprétation associant anthropobiologie, ethnologie, linguistique et histoire a révélé son utilité. Enfin, ce travail a montré l'implication directe des groupes non amérindiens dans la dynamique de mise en place des populations indiennes de Guyane française.

A produção citrícola se encontra dispersa por todos os continentes e no Brasil, os citros são a produção frutícola de maior volume de produção. A produção de citros de mesa, como as tangerinas, possibilita ao produtor obter maior valor pelo seu produto. O mercado consumidor é ávido por novas variedades e para tanto, um programa de melhoramento deve estar sempre em busca de genótipos que atendam ao mercado consumidor, bem como a cadeia produtiva. Na Estação Experimental Agronômica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, está localizada uma população de tangerineiras híbridas oriundas do cruzamento da tangerineira ‘Clementina Fina’ (Citrus clementina Hort. ex Tan.) e ‘Montenegrina’ (Citrus deliciosa Ten.) a qual foi caracterizada neste estudo, avaliando-se características morfológicas de acordo com os descritores propostos pelo International Board for Plant Genetic Resources, além da identificação da época de maturação, viabilidade de pólen, número cromossômico e caracterização molecular, utilizando marcadores do tipo microssatélites. Através da análise morfológica foi possível distinguir todas as 96 plantas avaliadas, porém não foi possível agrupar a F1 em grupos distintos de cada um dos genitores. A época de maturação de frutos das plantas se concentra entre a primeira quinzena de abril até a primeira quinzena de agosto. Todas as plantas analisadas apresentaram um alto grau de viabilidade de pólen, variando entre 79,04 e 98,08 %. Todas as plantas avaliadas são diplóides com um número cromossômico de 2n=18. Utilizando 12 pares de primers de microssatélites foi possível diferenciar 90 acessos do estudo, e agrupar a F1 em indivíduos mais próximos do genitor feminino e do genitor masculino. O PIC (Conteúdo de Informação de Polimorfismo) dos primers variou de 0,27 a 0,65. Não foi possível estabelecer uma relação entre a caracterização utilizando marcadores morfológicos e a caracterização utilizando marcadores moleculares. / Citrus production is widespread all over the world and in Brazil it represents the major volume of fruit production. Production of fresch fruit, as tangerines, allow the farmer to obtain a better value for the product. The consuming market is keen for new varieties and a breeding program should be always searching for genotypes that satisfy the market as well as the productive chain. At the Agronomic Experimental Station of Federal University of Rio Grande do Sul there is a population of hybrid tangerines, as result of crosses between ‘Clementina Fina’ (Citrus clementina Hort. ex Tan.) and ‘Montenegrina’ (Citrus deliciosa Ten.). In this study, this population was characterized using the morphological descriptors proposed by the International Board for Plant Genetic, besides other characteristics such as ripening period, pollen viability, chromosome number and a molecular characterization with SSR markers. It was possible to distinguish all the 96 evaluated plants by the morphological descriptors, but it was not possible to separate the F1 in groups distinct from the parents. Ripening occurred between mid April and mid August. All the analyzed plants had a high pollen viability, ranging from 79.04% to 98.08%. All plants are diploid, with 2n = 18. By using 12 pairs of primers it was possible to differentiate 90 of the analyzed accessions and group F1 individuals closer to the female and male parents. The PIC (polymorphism information content) ranged from 0.27 and 0.65. It was not possible to establish a relation between the morphological and the molecular characterizations. 1Master of Science dissertation in Agronomy, Faculdade de Agronomia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, RS, Brazil. (67p.) March, 2006.

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