O gênero Dioscorea é o mais amplo da família Dioscoreaceae, apresentando cerca de 600 espécies distribuídas, sobretudo, nos trópicos, com grande importância na alimentação, principalmente na África Ocidental, na Sudeste Asiático, no Caríbe e em alguns países da América do Sul. No Brasil, algumas espécies de inhame (Dioscorea spp.), juntamente com a mandioca (Manihot esculenta Crantz), têm uma profunda importância na agricultura de subsistência, sendo utilizadas basicamente como fonte de carboidrato para alimentação humana. Pouco se conhece sobre a diversidade e estrutura genética dessas espécies, como evoluíram nos últimos anos, sobretudo pela escassez de avaliações moleculares. O presente estudo tem como objetivos: (i) apresentar dados sócio-econômicos e etnobotânicos relativos aos diferentes agricultores que cultivam a espécie; (ii) isolar primers de microssatélites usando uma biblioteca genômica enriquecida e testar sua amplificação entre outras espécies de Dioscorea; (iii) analisar a relação genética entre 73 variedades locais e 17 acessos comerciais de inhame coletados em cinco diferentes regiões do Brasil (Sul, Sudeste, Nordeste, Norte e Centro-oeste) usando um conjunto de 12 microssatélites. Túberas de inhame foram coletadas em 28 municípios proveniente de cinco regiões onde a espécie é comumente cultivada, bem como em mercados locais e feiras de vários estados do Brasil. Outros acessos foram obtidos dos bancos de germoplasma ex situ pertencentes a ESALQ/USP, IAC e FCA/UNESP. Uma análise descritiva de diferentes agricultores foi realizada, indicando distintos perfis entre as regiões analisadas. Um amplo espectro de nomes populares foi registrado com diferenças entre regiões. As entrevistas com os agricultores revelaram que a espécie tem perdido sua importância em algumas áreas tradicionais/locais. O isolamento de marcadores microssatélites polimórficos resultou na detecção de 14 locos de microssatélites (SSR). Destes, dez foram selecionados para caracterizar 80 acessos de D. alata. O conteúdo de informação polimórfica foi de 0,39 a 0,78 e o poder de descriminação foi de 0,15 a 0,91. Seis destes marcadores mostraram transferibilidade entre as espécies D. bulbifera, D. cayenensis-D. rotundata e D. trifida. Em um estudo de diversidade morfológica e molecular, 12 pares de microssatélites polimórficos (nove desenvolvidos neste estudo e três obtidos da literatura) foram usados para gerar perfis de DNA de cada acesso da espécie e quatro perfis morfológicos foram analisados. A caracterização morfológica mostrou considerável diversidade e nenhum agrupamento específico foi observado entre as regiões. As análises moleculares de D. alata mostraram alta diversidade intra-específica nos acessos locais de diferentes regiões do Brasil. Contudo, a estrutura populacional entre as regiões coletadas foi relativamente baixa. Somente acessos da região Centro-Oeste apresentaram um aparente agrupamento regional, resultado quase similar foi observado nos acessos do nordeste. Estes resultados mostram uma mistura de acessos em todas as regiões coletadas, na qual é consistente com a falta de correlação entre as distâncias geográficas e genéticas, sugerindo que as túberas de inhame têm se movido extensivamente pelo fluxo humano. A diversidade genética encontrada pode ser explicada pelo resultado de um contínuo intercâmbio de variedades através do território brasileiro. O desenvolvimento de marcadores moleculares SSR em D. alata e análises de genética populacional são essenciais para o avanço de pesquisas nesta espécie. A geração de informação é de grande importância para a identificação, exploração racional e conservação da variabilidade genética da espécie, tanto da forma in situ e/ou ex situ. / The genus Dioscorea is the largest in the Dioscoreaceae family, featuring approximately 600 species distributed mainly in the tropics, with high importance as food supply in West Africa, Asia southeast, the Caribbean and a few countries in South America. In Brazil, some species of yam (Dioscorea spp.) together with cassava (Manihot esculenta Crantz), have a profound importance in subsistence agriculture, being used primarily as a source of carbohydrate for human feeding. Little is known about the genetic diversity and structure of these species, and also how it evolved in recent centuries, particularly because of the scarcity of molecular evaluations. The present study is intended to: (i) present socio-economic and ethnobotanical data on the different agriculturists that cultivated the species; (ii) isolate microsatellite primers using an enriched genomic library technique and test for cross amplifications in other species of Dioscorea; (iii) analyse the genetic relationships among 73 local acessions and 17 commercial accessions of water yam collected in five different regions in Brazil (South, Southeast, Northeast, Central-West and North) using a set of 12 microsatellite. Tubers of D. alata were collected in 28 municipalities from this five regioesn where the species is commonly cultivated, as well as on local markets and fairs from several states across Brazil. Other accessions were obtained from the ex situ germplasm collections belonging to ESALQ/USP, IAC and FCA/UNESP. A descriptive analysis of different farmers was performed, indicating unequal profiles between the screened regions. A wide range of vernacular names were registered with differences between regions. The interviews eith the agriculturist revealed that the species are losing their importance in some traditional/local areas. The isolation of codominant polymorphic microsatellite markers resulted in the detection of 14 short tandem repeat (SSR) loci, and ten were selected to characterize 80 D. alata accessions. The polymorphism information content varied from 0.39 to 0.78 and the power discrimination ranged from 0.15 to 0.91. Six of the markers showed transferability between the species D. bulbifera, D. cayenensis-D. rotundata and D. trifida. In a morphological and molecular diversity study, 12 polymorphic microsatellite primers were used to generate DNA profiles for each accession of the species and four morphological traits were analyzed. The morphological characterization showed considerable diversity and no specific clustering was observed between regions. The molecular analyses of D. alata showed a high intraspecific diversity in local varieties from different regions in Brazil. However, population structuring between sampling regions was rather low. Only the accessions from the Central-Western region showed an apparent regional clustering, almoust similar were observed with northeast acessions. These results show an admixture of accessions in all sampling regions, which is further consistent with the lack of a correlation between geographic and genetic distances, suggesting that water yam tubers have moved extensively by human fluxes. The genetic diversity found can be explained by the result of a continuous exchange of varieties through the Brazilian distribution range. The development of molecular SSR markers for D. alata and genetic population analysis is essential for the ongoing research on this species. The generated information is of great importance for the identification, rational exploitation and conservation of the genetic variability of this species, in a in situ and/or ex situ way.

Bactérias endofíticas são aquelas que habitam o interior de tecidos vegetais, sem causar dano aparente aos mesmos, além de desempenhar funções importantes no processo de adaptação das plantas. Especial interesse tem sido dado a tais bactérias devido ao seu potencial no controle biológico. Por isso, é muito importante estudar a diversidade genética de endófitos, além de avaliar o impacto da introdução de endófitos geneticamente modificados no ambiente. Estudos vêm sendo feitos nesse sentido, mas não com bactérias endofíticas da família Enterobacteriaceae. Desta forma, o presente trabalho teve como objetivos estudar a diversidade genética de bactérias endofíticas da família Enterobacteriaceae isoladas de plantas de cacau, cana-de-açúcar, citros, eucalipto e soja, utilizando diferentes técnicas moleculares. Análises por ARDRA e seqüenciamento do rDNA 16S identificaram 20 haplótipos e revelaram que os isolados pertenceram aos gêneros Enterobacter, Erwinia e Pantoea, sendo este último o mais freqüente. Tais estudos revelaram ainda que a diversidade dos isolados variou de acordo com a planta hospedeira. A técnica de BOX-PCR foi também utilizada para avaliar a diversidade dos isolados. Um total de 23 diferentes OTUs (operational taxonimic units) obtidas indicaram que o total de isolados avaliados compreenderam pelo menos 23 espécies diferentes. Dois isolados foram transformados com pPAgfp, um plasmídio contendo os genes de resistência ao antibiótico ampicilina e o gene gfp, que codifica a proteína verde fluorescente. Tais isolados foram inoculados em plântulas de Catharantus roseus (vinca) e foi feito reisolamento de bactérias endofíticas em dois períodos diferentes após a inoculação. O impacto desta inoculação na diversidade da comunidade microbiana natural de vinca foi avaliado utilizando-se a técnica de ARDRA, a qual mostrou que os endófitos expressando gfp colonizaram as raízes e caules das plantas inoculadas, sem causar qualquer sintoma de doença. Além disso, os colonizadores endofíticos não levaram à diminuição da diversidade da população microbiana natural de vinca. Os resultados obtidos poderão contribuir para a compreensão sobre a interação entre Enterobacteriaceae endofítica e planta hospedeira, além de ajudar a responder questões sobre o papel ecológico dos endofíticos e seu potencial biotecnológico. / Endophytic bacteria have been defined as those that reside within living plant tissues, or extracted from inner plant parts without causing apparent damage to them. They also are able to play an important role in the process of plant adaptation. There is an increasing interest to endophytic bacteria and its potential in the biological control and many studies has been done in order to evaluate the diversity and the impact of endophytes and genetically modified endophytes (GME) released into environment. In this way, information about the diversity of endophytic bacteria has been obtained, except for bacteria exclusively from Enterobacteriaceae family belonged to different host plants. Thus, the aim of the present work was study the diversity of Enterobacteriaceae bacteria isolated from citrus, cocoa, eucalypti, soybean and sugar cane by different molecular approaches. The 16S rDNA of each isolate was amplified by PCR and the isolates were grouped into 20 clusters by analysis of restriction patterns of the PCR-amplified 16S rDNA (ARDRA). These analysis showed a variety of organisms, with 5 different genera encountered: Pantoea was most frequently encountered followed by Enterobacter and Erwinia, which isolates presented the great bacterial diversity according to host plants. Through cluster analysis of the BOX-PCR technique profiles, 23 different OTUs (Operational Taxonomic Units) were distinguished, the presence of 23 OTUs could indicate that isolates comprised at least 23 different species. Two isolates were transformed with pPAgfp, a plasmid harboring the ampicillim resistance gene and the gfp gene, which encodes for the green fluorescent protein. These two isolates were inoculated in seedlings of Catharantus roseus (vinca) and re-isolation of endophytic was performed in two times after inoculation. The impact of endophytes inoculation was evaluated by using the ARDRA technique. It showed that endophytes expressing gfp colonized roots and shoots of inoculated plants without causing any symptom of disease. Besides, the endophytes colonizers do not decreased the diversity of the vinca’s natural microbiota. The results obtained here provided important insights into the endophytic Enterobacteriaceae-host relationship that will be useful for further answer basic questions about the ecological role of the endophytes and its biotechnological potential.

O cultivo da soja em grandes áreas agrícolas e o plantio sucessivo em uma mesma área contribuíram significativamente para o aumento na incidência de insetospraga nessa cultura, causando danos crescentes à produção. Os percevejos sugadores de sementes são considerados uma das pragas de maior importância para a cultura da soja. Neste estudo, 286 plantas F2 provenientes do cruzamento entre IAC-100 e CD- 215 foram utilizadas para a identificação de marcadores ligados a genes de resistência a estes insetos. O delineamento inteiramente casualizado foi adotado sendo avaliados dez caracteres agronômicos e cinco caracteres relacionados à resistência a insetos. Um mapa genético foi construído com base em marcadores AFLP e TRAP. A partir de 14 combinações AFLP utilizadas um total de 643 marcas foi obtido, das quais 67 (10,42%) foram polimórficas, com média de 4,79 marcas polimórficas por combinação. Para o marcador TRAP, 11 combinações de primers fixo/arbitrário geraram 230 marcas, sendo 31 (13,48%) polimórficas, média de 2,82 marcas polimórficas por combinação. Apesar do menor número de marcas polimórficas por combinação, a percentagem de polimorfismo obtida com o marcador TRAP (0,13) foi maior do que para o AFLP (0,10). Foram observados valores moderados para o PIC, com média de 0,37 para ambos os marcadores. Os marcadores SNP apresentaram polimorfismo não informativo, não sendo utilizados no mapeamento. No mapa de ligação foram posicionados 49 marcadores (35 AFLP e 14 TRAP), distribuídos por 12 grupos de ligação, totalizando 696 cM com distância média de 17,93 cM entre marcadores. Para a identificação de QTLs foram utilizadas duas abordagens. A análise de marcas simples permitiu a detecção de três e seis QTLs (LOD=2,5), considerando os valores significativos a 5% e 10%, respectivamente. Pelo método de mapeamento por intervalo composto foram identificados 14 QTLs, referentes a cinco caracteres, distribuídos por oito grupos de ligação. A proporção da variação fenotípica explicada por estes QTLs variou de 8,94% a 59,97%. / Cultivation soybean in major agricultural areas and successive planting in the same area significantly contribute to the increase in the incidence of insect pests on this crop, causing increasing damage to production. The seed-sucking stink bugs are considered to be one of the major pests of soybeans. In this study, 286 F2 plants obtained from crosses of IAC-100 and CD-215 were used to identify markers linked to resistance genes to these insects. The completely randomized design was adopted and ten agronomic traits and five traits related to insect resistance were analyzed. A genetic map was constructed based on AFLP and TRAP markers. From 14 AFLP combinations used a total of 643 marks were obtained, of which 67 (10.42%) were polymorphic, with an average of 4.79 polymorphic marks per combination. For the TRAP marker, 11 primers combinations fixed/arbitrary generated 230 marks, of which 31 (13.48%) were polymorphic, an average of 2.82 polymorphic marks per combination. Despite the lower number of polymorphic marks per combination, the percentage of polymorphism obtained with the TRAP marker (0.13) was higher than that for AFLP (0.10). Intermediate PIC values were found, with an average of 0.37 for both markers. The SNP markers presented not informative polymorphisms and were not used in the mapping. The linkage map consisted of 49 markers (35 AFLP and 14 TRAP), scattered across 12 linkage groups, totalizing 696 cM with an average distance of 17.93 cM between markers. QTLs mapping was conducted using two distinct approaches. The single marker analysis allowed the identification of three and six QTLs (LOD=2.5), considering the significance level at 5% and 10%, respectively. The composite interval mapping approach allowed the identification of 14 QTLs, concerning five characters, scattered across eight linkage groups. The proportion of the phenotypic variation explained by these QTLs ranged from 8.94% to 59.97%.

Espécies autopoliploides são extremamente importantes na agricultura. No entanto, a estrutura complexa de seus genomas não é bem compreendida. Apesar de todos os avanços no mapeamento genético de autotetraploides, a grande maioria dos modelos utilizados para a construção de mapas em espécies autopoliploides com elevado nível de ploidia, tais como a canade- açúcar, são aproximações daqueles usados para organismos diplóides. Assim, este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um novo modelo para construção de mapas genéticos em espécies autopoliploides com qualquer nível de ploidia e incluindo marcadores com todas as dosagens possíveis. Para tanto foi utilizada a tecnologia dos modelos de Markov ocultos. O modelo aqui apresentado pode ser aplicado a dados de marcadores dominantes e codominantes, com comportamento bialélico ou multialélico. O método baseia-se no cálculo das probabilidades condicionais que compõem a matriz de transição seguido da redução de sua dimensão usando uma abordagem computacional. O uso do método foi ilustrado em uma população de mapeamento de cana-de-açúcar proveniente do cruzamento entre duas variedades pré-comerciais (IACSP 95-3018 × IACSP 93-3046) e genotipadas com três tipos de marcadores: SNPs, microssatélites e AFLPs. Os resultados indicam que o novo método é muito eficiente na obtenção de mapas genéticos, mesmo em situações com níveis de ploidia altos e marcadores com altas doses, particularmente quando estes marcadores têm comportamento codominante. Também foi possível estimar a verossimilhança, as frações de recombinação e as fases de ligação usando a abordagem multiponto, a qual leva em consideração todos os marcadores do grupo de ligação analisado simultaneamente. O novo modelo aqui proposto representa um importante passo para realizar futuramente a localização de regiões genômicas associadas à variação das características quantitativas, no entendimento da arquitetura genética de tais características e na montagem de genomas de espécies autopoliploides. / Autopolyploid species are extremely important in agriculture. However, the complex structure of their genomes is not well understood. Despite all advances in genetic mapping of autotetraploids, the vast majority of the models used for autopolyploid species with high ploidy level, such as sugarcane, are approximations of those used in diploid organisms. Thus, the aim of this work was to develop a new model to build genetic linkage maps in autopolyploid species with any ploidy level, including markers with all possible dosages. For doing so, hiddenMarkov model technology was used. The new model presented herein can be applied to dominant and codominantmarkers data, with biallelic or multiallelic behavior. The method is based on the calculation of conditional probabilities that comprise the transition matrix followed by a reduction of its dimension using a computer-based approach. An application of the method was illustrated with a sugarcane mapping population derived from a cross between two pre-commercial varieties (IACSP 95-3018 × IACSP 93-3046), scored with three types of markers: SNPs, microssatellite and AFLPs. The results indicate that the new method is very efficient in obtaining genetic maps, even for high ploidy levels and for markers with high dosages, particularly when these markers have codominant behavior. It was also possible to estimate the likelihood, the recombination fractions and the linkage phases between allmarkers using themultipoint approach, which takes into account all markers of the linkage group simultaneously. The new model proposed in this work represents a major step towards the location of genomic regions associated with variation in quantitative traits and its genetic architecture, and assembling autopoliploid genome sequences.

O Fusarium spp. é um fungo cosmopolita, compreendendo uma grande quantidade de espécies que são conhecidas por causar doenças em culturas de importância agronômica. Embora, isolados não patogênicos de Fusarium spp. tenham sido descritos, pouco se conhece sobre a variabilidade genética deste grupo, ainda que estejam presentes em inúmeros locais. Assim sendo, este trabalho teve como objetivos ampliar estes conhecimentos, avaliando a variabilidade genética e forma de interação de isolados patogênicos e não patogênicos de Fusarium spp. obtidos de diferentes hospedeiros. Desta forma, 83 isolados de Fusarium spp. foram avaliados por meio das técnicas de ARDRA, sequenciamento do rDNA e RAPD. A análise por meio de ARDRA, permitiu a distinção dos 83 isolados de Fusarium spp. em 19 haplótipos, apresentando uma grande diversidade dentro de cada haplótipo, mas de forma geral os isolados patogênicos e não patogênicos de Fusarium spp. não puderam ser discriminados. Nas análises de sequenciamento da região ITS do rDNA, foi observado que isolados de Fusarium se agruparam independentemente da espécie. Estes resultados comprovam a necessidade de uma revisão taxonômica dentro do gênero Fusarium. A análises por marcadores RAPD revelou que os 83 isolados de Fusarium spp. avaliados neste estudo apresentaram ampla variabilidade a qual não está correlacionada com a característica taxonômica. Entretanto, foi observado que isolados patogênicos e endofíticos de F. oxysporum obtidos de soja são geneticamente diferentes. Quanto às análises de interação de isolados patogênicos e não patogênicos de Fusarium spp. com cultivares susceptíveis de tomate e soja, verificou-se que estes isolados interagiram de forma diversa, nos diferentes tecidos vegetais, sendo que alguns isolados endofíticos promoveram o crescimento vegetal. Dentre estes, destaca-se o isolado endofítico Cac19.4 que mostrou-se geneticamente diferente de isolados patogênicos de Fusarium spp., além de promover um aumento de peso da raiz e caule de plântulas de soja e tomate. Dessa forma este isolado poderia ser selecionado para futuras análises, visando um melhor aproveitamento deste microrganismo endofítico em estudos de interesse agronômico. / Fusarium spp. is a cosmopolitan fungus that covers a great number of species known by the ability of causing diseases in agricultural important crops. Although non-pathogenic isolates of Fusarium spp. have been described, little is known about the genetic variability of this group, even if it can be found in countless places. Therefore, this work had the objectives of increase this knowledge, evaluating the genetic variability and modes of interaction between Fusarium spp pathogenic and non-pathogenic isolates, obtained from different hosts. In this way, ARDRA, rDNA sequencing, and RAPD techniques evaluated 83 Fusarium spp. isolates. The ARDRA analysis allowed the separation of 83 isolates in 19 haplotypes. In spite of the great diversity found inside each haplotypes, in general it was difficult to distinguish pathogenic and nonpathogenic isolates. In the sequencing analysis of the ITS region of rDNA, it was observed that Fusarium isolates were grouped together independently to the species. These results proved the need for a taxonomic review inside Fusarium genera. The RAPD analysis revealed that the 83 Fusarium spp. isolates evaluated in this study presents high levels of variability not correlated with the taxonomic characteristic. However, we observed that pathogenic and endophytical F. oxysporum isolated from soybean are genetically different. The interaction analysis between pathogenic and non-pathogenic isolates of Fusarium spp. with susceptible cultivars of tomato and soybean, showed different modes of interaction on different plant tissues, where some endophytical isolates increased plant growth. Among these, we can emphasize the endophytic isolate Cac19.4, that is genetically different if compared with Fusarium spp. pathogenic isolates, in spite of his ability to promote an increase in root and stems weight of soybean and tomato plantlets. Thus, this isolate could be selected for further analysis, looking for a better use of this endophytical microorganism in agricultural interest studies.

O mapeamento de QTLs em cana-de-açúcar (Saccharum spp.) é de grande importância para entendimento da arquitetura genética de caracteres quantitativos e aperfeiçoamento dos programas de melhoramento. Entretanto uma situação comum é a ocorrência de genótipos de marcadores não observados, ocasionando viés na estimativa e localização de possíveis QTLs. Portanto, métodos que consideram a informação de genótipos não observados devem ser utilizados. O presente trabalho teve como objetivo detectar QTLs em uma população de irmão completos de cana-de-açúcar utilizando o método de mapeamento por intervalo com a implementação da abordagem da imputação múltipla. A população de mapeamento foi composta por 220 indivíduos oriundos do cruzamento entre os genitores IACSP95-3018 e IACSP93-3046. Os caracteres avaliados foram : percentual de fibra (Fibra), conteúdo de sacarose (POL), produção de cana por parcela (PC) e produção de açúcar por parcela (PP). Foram utilizadas dez imputações para gerar pseudomarcadores a cada 1cM no mapa de ligação que totalizou 4370 cM. Observou-se que ao total, 57 QTLs foram mapeados nos 113 grupos de ligação avaliados, sendo 14 QTLs para o caráter Fibra, 19 para POL, 12 para PC e 12 para PP. O valor de LOD Score e R2 variaram entre 3,82-7,52 e 6,49%-16,61%, respectivamente. Foi observado que em geral, os efeitos aditivos e de dominância foram significativos, predominando os efeitos aditivos. Além de reduzir o viés ocasionado pelos genótipos não observados, a abordagem da imputação múltipla aumentou o poder de detecção de QTLs, mapeando QTLs com sucesso. Assim, acredita-se que os resultados do presente trabalho, contribuiram para futuros estudos que objetivem a melhor compreensão da arquitetura genética dos caracteres quantitativos da cana-de-açúcar. / QTL mapping in sugarcane (Saccharum spp.) is important to understand the genetic architecture of quantitative traits that are important in breeding programs. However, the ocurrence of missing marker phenotypes is common and decrease the power to detect QTL and causes bias in estimates of locations and effects of QTL. Therefore, methods that include missing marker phenotypes should be considered. Our work was aimed at detecting QTL in a full-sib family of sugarcane via interval mapping method using the multiple imputation approach. The mapping population was composed of 220 individuals derived from a biparental cross between IAC95-3018 and IACSP93-3046. The evaluated traits related to yield were: fiber content (Fiber), sugar content (POL), cane yield in kg.plot1 (PC), sugar yield in kg.plot1 (PP). Ten imputation data sets were build using a 1-cM grid to infer pseudomarker genotype along the genetic linkage map. The QTL mapping on the data with imputed pseudomarker genotypes detected 57 QTLs; 14 QTL were obtained for Fiber; 19 for POL; 12 for cane yield and 12 for sugar yied. The LOD Score value and the R2 proportional to the average weight of all pseudomarker realizations at each grid position ranged from 3.82-7.52 and 6.49%- 16.61%, respectively. In general, it was observed that additive and dominance effects were significant, with predominance of additive effects. The application of multiple imputation approach was successful in reducing the bias and increasing the power of QTL detection. Thus, it is believed that the results of this work contribute to future studies to understand the genetic architecture of quantitative traits in sugarcane

A cana-de-açúcar (Saccharum spp.) é uma cultura muito importante para a produção de açúcar e álcool no Brasil. Um importante avanço a respeito do seu genoma tem surgido com o emprego de marcadores moleculares, os quais têm sido extensamente utilizados para diversas finalidades, como o mapeamento de QTLs a partir de cruzamentos bi-parentais. Entretanto, o uso de populações oriundas de cruzamentos controlados tende a limitar os eventos de recombinação genética, gerando menor resolução de mapeamento. Nesse sentido, o mapeamento associativo surge como ferramenta promissora no estudo de QTLs, uma vez que podem ser utilizadas populações naturais, coleções de germoplasmas, conjunto de materiais elite, entre outros, possibilitando detectar eventos de recombinação em um contexto histórico-evolutivo. Para definir as melhores estratégias de mapeamento associativo, é fundamental conhecer o desequilíbrio de ligação (DL) e a estrutura genética presentes em determinada população, de modo a verificar o número de marcadores necessários e promover o controle de falsos positivos. Assim, este trabalho teve como objetivo analisar o DL e a estrutura populacional ao longo do genoma de variedades comerciais e clones de interesse para o melhoramento da cana-de-açúcar no Brasil, com base em 135 indivíduos do painel brasileiro de variedades de cana-de-açúcar (PBVCA). Esse painel, que foi desenvolvido principalmente para a realização do mapeamento associativo, reúne ancestrais importantes, variedades mais cultivadas, clones promissores, principais genitores em cruzamentos e variedades utilizadas em programas de mapeamento. Um total de 1.474 marcadores polimórficos foi obtido, considerando 86 EST-SSRs e 14 SSRs. Um mapa de ligação prévio foi utilizado para verificar as distâncias entre marcadores mapeados do PBVCA. O teste exato de Fisher foi realizado entre todos os possíveis pares de locos e usado como uma medida do DL. A estrutura populacional foi analisada através do método probabilístico implementado no STRUCTURE e do método Neighbor-Joining, este baseado na dissimilaridade genética, calculada pelo simple matching, entre todos os pares de indivíduos. Forte DL foi observado em uma distância de até 15 cM, principalmente nos primeiros 5 cM. Quatro subpopulações foram detectadas no PBVCA através de ambos os métodos, que parecem estar de acordo com informações oriundas de pedigree. Esses resultados podem fornecer direcionamentos importantes para futuros estudos de mapeamento genético, os quais certamente precisarão considerar o elevado nível de ploidia da cana-de-açúcar. / Sugarcane (Saccharum spp.) is a very important crop for sugar and alcohol production in Brazil. A great progress on its genome has emerged through molecular markers, which have been widely used for several purposes, such as QTL mapping based on bi-parental crosses. However, the use of populations derived from designed crosses tend to limit the genetic recombination events, resulting in a lower mapping resolution. In this sense, association mapping has emerged as a promising tool for QTL detection, since may be used natural populations, germplasm collections, elite set of materials, and others, allowing to detect recombination events in a historical and evolutionary context. To define the best strategies of association mapping, it is fundamental to account linkage disequilibrium (LD) and genetic structure existing in a certain population, so to verify the number of molecular markers and to promote the control of false positives. Here we measured LD and population structure across the genome of commercial varieties and clones of interest for sugarcane improvement in Brazil, based on 135 individuals from the Brazilian collection of sugarcane varieties (BCSV). This collection, which was mainly developed for association mapping, brings together important ancestral species, most planted varieties, promising clones, most used varieties as progenitors and varieties from the genetic mapping programs. A total of 1,474 polymorphic markers was scored, considering 86 EST-SSRs and 14 SSRs primers. A previous genetic map was used to verify distances between mapped BCSV markers. Fisher exact test was performed for all pairs of markers and used as a LD measure. Population structure was assessed by the probabilistic model implemented in STRUCTURE and the Neighbor-Joining method, based on simple matching dissimilarity between all pairs of individuals. Strong LD was observed up to 15 cM, mainly within the first 5 cM. Four subpopulations were detected in the BCSV with both methods, which is in agreement with pedigree informations. These results can provide important directions for future studies of genetic mapping, which would certainly need to consider high ploidy level of sugarcane.

A mancha foliar de Phaeosphaeria em milho (Zea mays L.) tornou-se uma preocupação no Brasil, nos últimos anos, por causa de sua ampla disseminação em áreas de cultivo. Estudos de herança da reação de genótipos de milho a essa doença foliar são necessários para dar suporte aos programas de melhoramento. Assim, o objetivo desta pesquisa foi mapear QTLs para estudar a herança e para identificar alelos favoráveis de reação à mancha foliar de Phaeosphaeria em uma população de milho tropical. Linhagens endogâmicas L 14- 04B e L 08-05F, altamente susceptível e altamente resistente à mancha foliar de Phaeosphaeria, respectivamente, foram utilizadas para gerar uma população F2. Duzentas e cinqüenta seis plantas F2 foram genotipadas com 143 marcadores microssatélites, e suas progênies F2:3 foram avaliadas em látices simples, 16 x 16, delineados em três estações experimentais, no ano agrícola de 2002/2003, e em quatro estações experimentais no ano agrícola de 2003/2004. A infecção artificial não foi usada, mas parcelas com o parental susceptível L-14-04B foram alocadas no início e no final de cada repetição, a cada dezesseis progênies, e como bordadura ao redor dos experimentos, para propiciar a disseminação dos esporos de P. maydis. Foram avaliadas dez plantas por parcela, aos 30 dias após o florescimento, por escala de notas de 1 (altamente resistente) a 9 (altamente susceptível). As médias de parcelas foram utilizadas para as análises de variância, e as médias dos ambientes foram usadas para mapear QTLs. A metodologia de mapeamento por múltiplos intervalos (MIM) foi utilizada para mapear QTLs. A análise de variância conjunta mostrou alta significância para as progênies e para a interação progênies x ambientes, mas a estimativa da variância genética foi significativamente maior que a estimativa da interação genética x ambientes, e o coeficiente de herdabilidade, no sentido amplo, foi alto (91,37%). Seis QTLs foram mapeados, um para cada dos seguintes cromossomos: 1 (Ph1), 3 (Ph3), 4 (Ph4), e 6 (Ph6); e dois para o cromossomo 8 (Ph8a e Ph8b). O grau médio de dominância foi de dominância parcial, mas a ação gênica dos QTLs variou de aditiva a dominância parcial, e a epistasia do tipo dominante x dominante foi também detectada entre os QTLs mapeados do cromossomo 8. A variância fenotípica, explicada pelos QTLs ( 2 R ), variou de 2,91% (Ph8b) a 11,86% (Ph8a), e os efeitos conjuntos dos QTLs explicaram 41,62% da variância fenotípica. Todos os alelos favoráveis para a reação à mancha de Phaeosphaeria; por exemplo, alelos de resistência, estavam na linhagem parental resistente L-08-05F. A correlação entre os valores de médias fenotípicas e os valores genotípicos preditos, baseados nos efeitos de QTLs das progênies, foi 70 , 0 = r ; a seleção, baseada em ambos os critérios (médias fenotípicas e valores preditos) para a intensidade de seleção de 10% (26 progênies) mostrou concordância de somente 46,15% (12 progênies). Todavia, os alelos favoráveis dos QTLs, mapeados da linhagem parental resistente L-08-05F, poderão ser transferidos para outras linhagens em programas de melhoramento via retrocruzamentos assistidos por marcadores moleculares, os quais poderão ser úteis para o melhoramento. / Phaeosphaeria leaf spot disease in maize (Zea mays L.) has becoming a concern in Brazil in the last years because of its increase spreading in maize growing areas. Inheritance studies of the reaction of maize genotypes to this foliar disease are necessary to support plant breeding programs. Thus, the objective of this research was to map QTLs to study the inheritance and to identify favorable alleles for reaction to the Phaeosphaeria leaf spot in a tropical maize population. Inbred lines L 14-04B and L 08-05F, highly susceptible and highly resistant to Phaeosphaeria leaf spot, respectively, were used to develop an F2 reference population. Two-hundred and fifty-six F2 plants were genotyped with 143 microsatellites markers, and their F2:3 progenies were evaluated in 16 x 16 simple lattice designs at three locations in the 2002/2003 growing season, and at four locations in the 2003/2004 growing season. Artificial infection was not used, but plots of the highly susceptible parental inbred L 14-04B were allocated at the beginning and at the end of each replication, at each set of sixteen progenies, and as a border all around the experiments, to provide the spread of P. maydis spores. Ten plants were evaluated per plot, 30 days after silk emergence, following a note scale; i.e., from 1 (highly resistant) to 9 (highly susceptible). The plot means were used for the analyses of variance, and the least squares means across environments were used to map QTLs. The multiple intervals mapping (MIM) was used for QTL mapping. The joint analysis of variance showed highly significance for progenies and for progenies by environment interaction, but the estimate of genetic variance was significantly greater than the estimate of the genetic by environment interaction, and the broad sense coefficient of heritability was high (91.37%). Six QTLs were mapped, one at each of the following chromosomes: 1 (Ph1), 3 (Ph3), 4 (Ph4), and 6 (Ph6); and two at chromosome 8 (Ph8a and Ph8b). The average level of dominance was partial dominance, but the gene action of the QTLs ranged from additive to partial dominance, and dominance x dominance epistasis was also detected between the QTLs mapped at chromosome 8. The phenotypic variance explained by the QTLs ( 2 R ) ranged from 2.91% (Ph8b) to 11.86% (Ph8a), and the joint QTLs effects explained 41.62% of the phenotypic variance. All the favorable alleles to reaction to Phaeosphaeria leaf spot; i.e., resistance alleles, were in the resistant parental line L- 08-05F. The correlation between mean phenotypic values and the predicted genotypic values based on QTLs effects of the progenies was 70 , 0 = r ; and the selection based under both criteria (phenotypic means and predicted values) at 10% selection intensity (26 progenies) showed an agreement of only 46.15% (12 progenies). Nonetheless, the favorable alleles of the QTLs mapped in the parental line L 08-05F could be transferred to other inbred lines by marker-assisted backcross breeding programs, which could make them useful for breeding purposes.

As orquídeas são a maior família das plantas monocotiledôneas, sendo o Brasil um dos países contém grande diversidade de espécies. As orquídeas são, em sua maioria, alógamas e possuem mecanismos sofisticados para evitar a autopolinização. Os insetos são os agentes polinizadores mais comuns, mas também podem ser polinizados por aves como beija-flores. Tradicionalmente as espécies Cattleya coccinea e C. mantiqueirae tem sido reconhecidas como distintas de acordo com caracteres morfológicos, distribuição geográfica e época de floração. Esses critérios, entretanto, não permitem a identificação clara de espécies, uma vez que muitos indivíduos apresentam morfologia e fenologia intermediárias. Nesse contexto, esse estudo tem como objetivo contribuir para o conhecimento taxonômico e evolutivo de orquídeas brasileiras do gênero Cattleya. Especificamente, propõe-se rever a atual delimitação entre as espécies C. coccinea e C. mantiqueirae e caracterizar a diversidade genética entre e dentro de populações dessas espécies a partir de marcadores moleculares ISSR. Para testar se a atual delimitação de espécies corresponde a linhagens filogenética distintas, foram realizadas coletas em seis localidades da região Sudeste. Foram testados 20 iniciadores ISSR, dos quais 13 foram otimizados para obtenção de dados. Os géis de ISSR obtidos foram utilizados para construção de uma matriz binária representando a presença/ausência de fragmentos amplificados. A matriz contendo 173 indivíduos e 295 caracteres foi analisada com algoritmo de neighbor-joining e o critério de parcimônia máxima para obtenção de hipóteses filogenéticas. Os resultados indicam que as espécies tradicionalmente reconhecidas, C. coccinea e C. mantiqueirae, não constituem grupos monofiléticos e, portanto, não podem ser reconhecidas como espécies distintas de acordo com o conceito filogenético de espécies. Os resultados também apontam que as populações amostradas constituem grupos monofiléticos com altos valores de confiança e que o complexo C. coccinea-C. mantiqueirae não constitui um grupo monofilético. O parafiletismo do grupo é determinado pela posição da população de Lima Duarte/MG, que constitui um clado irmão da espécie C. brevipedunculata (ocorrente na Serra do Espinhaço) e C. wittigiana (restrita ao Estado do Espírito Santo). Os resultados de análises de genética de populações corroboram com os resultados da análise filogenética e indicam que as populações possuem baixos índices de diversidade genética entre indivíduos e que a maior diversidade encontra-se entre populações. Por serem plantas com alto valor ornamental e sofrerem com ações antrópicas constantes, esse estudo foi de fundamental importância para permitir estratégias viáveis para a manutenção e conservação da diversidade genética dessas populações de orquídeas. / Orchids represent the largest family of monocots, with great diversity of species in Brazil. These plants are generally allogamous and bear sofisticated mechanisms to avoid self-pollination. Insects are by far the most common pollinators, but birds (i.e hummingbirds) may also be important. Within Cattleya, the species C. coccinea and C. mantiqueirae have been distinguished by morphological characters, geographical distribution and flowering period. Such criteria, however, do not allow a clear identification of species, since many specimens show intermediate morphological and phenological variation. The goal of this study is to contribute to the understanding of taxonomical and evolutionary aspects of Brazilian orchids, especially within the genus Cattleya. In order to achieve that I revised current species limits within the C. coccinea-C. mantiqueirae species complex. The study was based on phylogenetic and genetic diversity analyses among and within populations considering ISSR molecular markers. Six populations from Southeastern Brazil were considered. I tested 20 ISSR primers, of which 13 were used in this study. Presence/absence of fragments visualized in agarose gels were used to built a binary matrix. The analyses considered 173 individuals and 295 caracters (fragments). Phylogenetic analyses were performed according to distance (neigbor-joining) and parsimony criteria. According to the results, the species C. coccinea and C. mantiqueirae do not constitute monophyletic groups and, therefore, cannot be recognized as distinct according to the phylogenetic species criterion. Also the C. coccinea-C. mantiqueirae species complex is paraphyletic considering the closely related species C. brevipedunculata (from Serra do Espinhaço) and C. wittigiana (from Espírito Santo State). The population of Lima Duarte/MG is phylogenetically more closely related to such species than to other populations of C. coccinea and C. mantiqueirae. On the other hand, the studied populations comprise strong monophyletic groups. Population genetics analyses agree with phylogenetic results. All populations show low diversity indices among individuals. Also, the greatest portion of genetic diversity was found between populations. Orchids belonging to the C. coccinea-C. mantiqueirae species complex are high ornamental species, with great anthropogenic pressure. For this reason this study was important to allow conservation strategies to maintain and monitor genetic and morphological diversity of populations.

Visando contribuir para estratégias efetivas de conservação e manejo de espécies arbóreas do cerrado, cuja paisagem encontra-se altamente fragmentada, este trabalho objetivou estudar, por meio de oito locos microssatélites nucleares, a diversidade genética, a estrutura genética espacial intrapopulacional, o sistema de reprodução e o fluxo gênico em uma população de Copaifera langsdorffii Desf localizada na Estação Ecológica de Assis (EEA), oeste do Estado São Paulo. Copaifera langsdorffii é hermafrodita, polinizada por insetos e dispersa por barocoria e ornitocoria, com potencial econômico e de utilização na restauração florestal, além de apresentar ampla distribuição no cerrado. Neste estudo, o seguinte desenho amostral foi adotado: em uma parcela de 10,24 ha, estabelecida no interior da EEA foram mapeadas, amostradas e genotipadas todas as 57 árvores adultas. Para estudar a dispersão realizada de sementes, no centro da parcela foi estabelecida uma subparcela de 1,44 ha, onde todos os 147 jovens existentes também foram mapeados, amostrados e genotipados. Para comparar a diversidade genética, a endogamia e o sistema de reprodução entre árvores da parcela com árvores da borda do fragmento foram coletadas sementes de polinização aberta de 17 matrizes na parcela (340 sementes) e de 11 matrizes na borda (220 sementes). Os resultados mostraram que os adultos da parcela tinham maior heterozigosidade e menor endogamia do que a observada nos jovens e nas sementes, sugerindo mecanismos seletivos que favorecem indivíduos heterozigóticos. A população de jovens apresentou fraca estrutura genética espacial, porém significativa até 102 m de distância, indicando uma dispersão moderada de sementes, gerada provavelmente por ornitocoria. Em concordância, a análise de maternidade nos jovens mostrou alta freqüência de dispersão acima de 100 m e um padrão tendendo à normalidade, sugerindo o fenômeno de escape previsto na hipótese Janzen-Connell. Também foi detectada uma alta taxa de imigração de sementes (15%) e pólen (64%) na parcela, sugerindo intenso movimento de genes na população. Por outro lado, o pólen foi disperso em alta freqüência em distâncias relativamente curtas (65% até 150 m), embora tenha também atingido longas distâncias dentro da parcela (300 m). De acordo com a estimativa da taxa de cruzamento, a população apresentou um sistema misto de reprodução, com predominância de cruzamentos. Comparando-se matrizes da parcela com as da borda foi observada maior taxa de autofecundação e heterogeneidade no conjunto de pólen naquelas localizadas na borda, evidenciando um nítido efeito de borda no cerradão. A estimativa do tamanho efetivo dos adultos na parcela sugere que EEA tem área mínima viável para a conservação in situ da respectiva população. Contudo, é fundamental que a conectividade genética (fluxo gênico) entre esse fragmento e outros no entorno, seja mantida para a manutenção do potencial evolutivo da espécie no longo prazo. Visando a coleta de sementes na EEA para estratégias de conservação ex situ e restauração florestal, os resultados indicam que a coleta deve ser realizada preferencialmente no interior do fragmento, em matrizes distantes pelo menos 300 m entre si e em, no mínimo, 19 matrizes para reter um tamanho efetivo de aproximadamente 50. / Aiming to contribute to effective strategies for conservation and management of Savanna cerrado tree species, whose landscape is highly fragmented, this study investigated, through eight microsatellite nuclear loci, the genetic diversity, the intrapopulation spatial genetic structure, the mating system and gene flow in a population of Copaifera langsdorffii Desf located in the Ecological Station of Assis (ESA), west of São Paulo State. Copaifera langsdorffii is hermaphroditic, pollinated by insects and its seed dispersal is carried out by gravity and birds; it has economic potential and forest restoration use, while it has a wide distribution in the cerrado. In this study, the following sampling design was adopted: in a plot of 10.24 ha, established within the ESA all 57 adult trees were mapped, sampled and genotyped. To study seed dispersal in the center of the plot a subplot of 1.44 ha was established, where all 147 young trees also were mapped, sampled and genotyped. To compare the genetic diversity, inbreeding and the mating system of trees from the plot and the edge of the remnant, open-pollinated seed arrays were collected from 17 seed-trees in the plot (340 seeds) and 11 seed-trees at the edge (220 seeds). The results showed that adults had a higher proportion of heterozygosity and lower inbreeding levels than that observed in young trees and seeds, suggesting that selective mechanisms are favoring heterozygous individuals. The population of young trees reveled a weak, but significant spatial genetic structure up to 102 m of distance, indicating a moderate seed dispersal, probably due to bird dispersal. In agreement, the analysis of maternity in the young trees showed a high frequency dispersion over 100 m with a pattern tending to normality, suggesting the escape phenomenon according to Janzen-Connell hypothesis. A high rate of immigration of seeds (15%) and pollen (64%) in the plot was also detected, suggesting intense movement of genes in the population. Furthermore, the pollen was dispersed with high frequency at relatively short distances ( 65% up to 150 m), but it also achieved long distances within the plot (300 m). According to the estimate of the outcrossing rate, the population had a mixed mating system, with predominance of outcrosses. In the comparison of seed-trees from the plot with the ones on the edge, higher rate of selfing and pollen heterogeneity were detected on the edge, showing a clear edge effect on the dry forest cerradão. Estimates of the effective size of adults in the plot suggests that ESA has a minimum viable area for in situ conservation. However, the maintenance of genetic connectivity (gene flow) between this fragment and others in the neighborhood, is essential to assure the evolutionary potential of this species in the long-term. Aiming seed collection in the EEA for ex situ conservation and forest restoration strategies, the results indicate that the collection should be done preferably within the fragment, in seed-trees at least 300 m distant from each other and from at least 19 seed-trees to retain an effective size of about 50.