Rainhas de Apis mellifera acasalam com 10-20 zangões. O parentesco médio entre as operárias filhas da rainha, portanto, atinge valores bastante divergentes entre operárias da mesma patrilínea (r=0,75) e operárias de diferentes patrilíneas (r=0,29), o que deve resultar em conflitos de interesse no que diz respeito à reprodução. Neste estudo abordamos esta questão sociogenética ao nível molecular, por análise de microssatélites em dois ninhos de abelhas africanizadas, envolvendo mais especificamente a influência paterna na ativação dos ovários em operárias que ficaram órfãs após perda da sua rainha. Detectamos existência de uma preferência dentre as linhagens paternas, quanto à ativação dos ovários destas operárias e a correlação do número de ovaríolos em operárias com o seu genótipo. Utilizando o primer A88 e A24 conseguimos distinguir um mínimo de 14 patrilíneas diferentes na população de operárias dos ninhos. A partir da análise de zangões filhos das rainhas dos ninhos 65 e 67, conseguimos identificar os alelos maternos. Além disso, conseguimos distinguir 20 patrilíneas diferentes em zangões filhos de operárias órfãs do ninho 65, e 14 patrilíneas diferentes em zangões filhos de operárias órfãs do ninho 67. Analisando o grau de ativação de ovários em operárias órfãs com idade de 15 e 21 dias, detectamos diferenças entre as colmeias com respeito ao status ovariano dessas. Correlacionando-se o grau de ativação do ovário e número de ovaríolos, com as patrilíneas detectadas, foi possível distinguir patrilíneas cuja ativação ovariana e número de ovaríolos foi baixo (patrilíneas com os alelos 4/1, 4/2, 4/3, 4/4 - alelos referentes aos microssatélites A88/A24), como também, se encontrou patrilínea onde ambos aspectos foram elevados (principalmente patrilínea com os alelos 2/4). E essas mesmas patrilíneas com alto status ovariano foram mais representadas após a orfandade, através de seus filhos. E por fim, através da análise estatística, pôde-se comprovar pelo teste exato de Fisher, que essas diferenças de representatividade das patrilíneas antes, e após a orfandade, não ocorreram aleatoriamente. Esses resultados mostram a alta eficiência da metodologia empregada e, possibilitaram comprovação de que há diferenças genéticas na probabilidade de operárias se tornarem poedeiras. / A honeybee queen normally mates with 10-20 drones. Mean kinship relations, therefore, attain quite distinct values when comparing kinship between workers within the same patriline (r=0,75) to the corresponding values for workers between different patrilines (r=0,29). This discrepancy results in conflicts with respect to reproductive interests. In the present study, we employed microsatellites as molecular markers to approach this sociogenetic question in two honey bee nuclei. In detail, we asked whether differences in ovary activation, previously observed in queenless workers, can be attributed to patriline differences. Additionally, we asked whether differences in ovariole numbers in worker bees also correlate with their patriline genotype. We obtained the following results: Utilizing microsatellite primer A88 and A24 we could distinguish a minimum of 14 different worker patrilines in the two nuclei. The two maternal alleles for nuclei 65 and 67 were identified from the genotypes of the queen’s sons. We could distinguish at least 20 different patrilines in the sons of queenless workers in nucleus 65, and 14 patrilines in the sons of queenless workers in nucleus 67. Analyzing the degree of ovary activation in 15 and 21-day-old queenless workers, we detected differences in ovary status between the two nuclei. When correlating the degree of ovary activation and number of ovarioles in marked queenless workers, we were able to detect patrilines whose ovary status and ovarioles number was low (patrilines with the alleles 4/1, 4/2, 4/3, 4/4 - microsatellites A88/A24), in contrast, there were also patrilines where both parameters were high (especially in patriline with the alleles 2/4). It was exactly these patrilines which produced most offspring (drones) after queen removal. And finally, by Fisher’s exact test, we could show that these representation differences before and after orphanhood did not occur randomly. These results show the high efficiency of the methodology used, and made it possible to demonstrate that there are genetic differences in the probability of workers to become egg layers.

O presente estudo aborda dois temas principais: a) história demográfica das populações nativas do continente americano e b) como a história demográfica e seletiva molda a diversidade e diferenciação dos genes HLA nessas populações. As populações ameríndias apresentam uma história evolutiva peculiar, com padrões demográficos distintos das outras populações do mundo. Estudos anteriores sugerem que elas possuem: a) baixa diversidade genética e alta diversidade inter-populacional em relação às demais populações do planeta; b) um gradiente de diminuição de diversidade no sentido norte-sul do continente americano; c) altos níveis de variabilidade intra-populacional e baixos níveis de variabilidade genética inter-populacional nas populações que vivem na região oeste da América do Sul, em comparação às populações do leste. Contudo, esses achados são baseados em estudos que apresentam uma deficiência amostral para populações ameríndias das terras do baixo rio Amazonas. No presente estudo nós suprimos essa deficiência ao analisar 11 populações das terras baixas do rio Amazonas e 3 populações do centro-sul do Brasil. Constatamos que: a) as populações do leste e oeste da América do Sul são altamente diferenciadas, corroborando estudos anteriores; b) a diferenciação entre as populações do leste da América do Sul é maior que entre as populações do oeste (região andina e noroeste da América do Sul) em acordo com estudos anteriores; c) a maior diferenciação entre as populações do leste da América do Sul é causada por grupos específicos (Arara do Iriri, Araweté, Surui e Ticuna Tarapaca), que apresentam histórias evolutivas peculiares; d) análises excluindo essas populações mostram que para o conjunto restante de populações, o nível de diferenciação das regiões do leste é similar ao encontrado para a diferenciação na região noroeste do continente sul americano; e) o leste da América do Sul é dividido em dois grupos populacionais distintos (oeste da Amazônia e leste da Amazônia/Centro-Sul do leste da América do Sul) e com diferente ancestralidade genética (o oeste da Amazônia com maior componente genético do Noroeste da América do Sul e o leste da Amazônia/Centro-Sul com maior componente Andino), em acordo com o modelo de rotas migratórias proposto por SCHMITZ, 1983 O perfil da variabilidade genética dos genes HLA nas populações nativas da América (com grande número de alelos e alguns com frequência muito distinta de outras regiões do mundo) diferem dos demais genes até então analisados nessas populações. Os genes HLA, localizados na região do MHC, estão envolvidos na resposta imune adaptativa e tem como função apresentar peptídeos na superfície celular. Diversos estudos mostram que os genes HLA estão evoluindo sob regime de seleção balanceadora. No presente estudo investigamos as contribuições da história demográfica e seletiva para moldar a variabilidade genética nas regiões adjacentes aos genes HLA em populações nativo-americanas. Para tanto, comparamos o perfil de 16 microssatélites na região do MHC com 61 microssatélites espalhados pelo genoma (controle demográfico) em 28 populações ameríndias, 1 africana e 1 europeia. Verificamos que: a) os microssatélites da região do MHC apresentam alto nível de desequilíbrio de ligação entre si; b) apresentam maior diferenciação inter-populacional do que os microssatélites espalhados pelo genoma. Este sinal é oposto ao que esperávamos verificar para genes evoluindo sob seleção balanceadora. Estudos anteriores mostram que mesmo populações que são compostas por conjuntos de alelos HLA distintos apresentam baixos níveis de diferenciação. Sugerimos que a seleção poderia estar favorecendo alelo (ou conjunto de alelos) específico em diferentes regiões geográficas, e que como os índices de diferenciação populacional como o FST estimam a variância das frequências alélicas, ele seria \"cego\" para a diferença na composição alélica das populações. Como estudo de caso analisamos o gene HLA-B, que, nas populações nativas da América, apresenta um conjunto composto por alelo endêmico e por alelos que ocorrem em alta frequência no continente americano e em baixa frequência fora dele. Com intuito de verificar se há sinais de seleção nas regiões adjacentes a este gene, analisamos seis microssatélites flanqueadores a ele em 28 populações nativas. Estimamos a heterozigose dos microssatélites associada a um determinado alelo de HLA-B bem como o grau de associação dos alelos de microssatélites com as linhagens e os alelos de HLA-B. As análises mostram que: a) de modo geral, a heterozigose associada aos alelos endêmicos é semelhante à observada em alelos cosmopolitas (com exceção dos alelos HLA-B*3909 e B*3543); b) a diferenciação observada a partir dos microssatélites adjacentes é maior entre as linhagens de HLA-B do que dentro das linhagens; c) haplótipos específicos de microssatélites apresentam forte associação com as linhagens de HLA-B. Esses resultados são surpreendentes visto que as linhagens de HLA-B já existiam antes mesmo da especiação humana. Sugerimos que a baixa heterozigose associada às linhagens pode estar relacionada a dois fatores: a) o gargalo populacional ocorrido durante a entrada do homem moderno no continente americano; b) seleção atuando no favorecimento não apenas os alelos mais também as linhagens de HLA-B. Desta forma concluímos que apesar da intensa história demográfica, as populações ameríndias apresentam sinais da atuação de forças seletivas na região do MHC / The present study addresses two main themes: a) demographic history of the Native American populations and b) how the demographic and selective history shapes the diversity and differentiation of the HLA genes on those populations. The Native American populations present a peculiar evolutive history, with demographic pattern that are distinct from other populations in the world. Previous studies suggest that they have: a) low genetic diversity and high inter-populational diversity compared to the other world populations; b) a diversity decreasing gradient on the north-south direction of the American continent; c) high levels of genetic variability between populations that live in the western South American region, compared with the eastern ones. However, these findings are based on studies that present a sampling deficiency for the Amerindian populations located on the Amazon River lowlands. On the present study we suppress this deficiency by analyzing 11 populations of the Amazon River lowlands and 3 populations of the Brazilian South-Center. We have observed that: a) the populations of the East and West of the South America are highly differentiated, in accordance with previous studies; b) the differentiation among the Eastern South America is greater than among the Western ones (Andean region and Northwestern South America) agreeing with previous studies; c) the larger differentiation among the Eastern South American populations is caused by specific groups (Ache, Arara do Iriri, Araweté, Suruí and Ticuna Tarapaca), which present peculiar evolutive histories; d) analysis that exclude these high differentiation level populations shows that for the remaining group, the differentiation level of the Eastern regions is similar to the differentiation levels found on the Western regions of the South American continent, corroborating the morphological studies; e) the east of the South America is divided in two distinct populational groups (Amazon Southwest and the Amazon East/South Central of South America) and with different genetic ancestry (the Amazon West with greater genetic component form the Northwestern South America and the Amazon East/South Central with greater Andean genetic component), agreeing with the migration routes model proposed by SCHMITZ, 1983. The HLA genes, located on the MHC region, are involved on the adaptative immune response and have the function of presenting peptides on the cellular surface. Various studies show that the HLA genes are evolving under balancing selection. The genetic variability profile of the HLA genes on the Native American populations (with great number of alleles and some with a frequency very distinct from other world regions) differs from the other genes so far analyzed in these population. On the present study we investigate the contributions of the demographic history on shaping the genetic variability of the regions adjacent to the HLA genes on Native-American populations. To accomplish that, we compared the profile of 16 microsatellites of the MHC region with 61 microsatellites spread through the genome (demographic control) in 28 Native American populations, 1 African population (Ovimbundu) and 1 European population (Portuguese). We observed that: a) the microsatellites of the MHC region present a high linkage disequilibrium among themselves, corroborating previous studies; b) present higher inter-populational differentiation than the microsatellites spread through the genome. This signal is opposed to the ones we expected from genes that are evolving under balancing selection. Previous studies show that even populations composed by groups of distinct HLA alleles present low levels of differentiation. We suggest that the selection could be favoring specific allele (or allele group) in different geographic regions, and since the populational differentiation indexes such as FST estimate the variance of the allelic frequencies, it would be \"blind\" to the difference on the allelic composition of the populations. As a case study, e investigate the HLA-B gene, which, in the American native populations, present a group composed by endemic allele and alleles that occur in high frequency on the American continent and in low frequency outside of it. With the intention of verifying if there are signs of selection on the regions adjacent to this gene, we have analyzes 6 microsatellites flanking to the HLA-B in 28 native populations. We estimated the heterozygosis of the microsatellites associated to a determined HLA-B allele as well as the degree of association of the microsatellite alleles with the HLA-B lineage and alleles. The analysis showed that: a) in general, the heterozygosis associated to the endemic alleles is similar to the one observed in cosmopolitan alleles (with exception of the HLA-B∗3909 and B∗3543); b) the differentiation observed from the adjacent microsatellites is greater between the HLA-B lineages than inside the lineages; c) specific microsatellites haplotypes present strong association with the HLA-B lineages. These results are surprising since the HLA-B lineages have existed even before the human speciation. We suggest that the low heterozygosis associated to the lineages could be related to two factors: a) the populational bottleneck occurred during the modern human entrence on the American continent; b)selection acting on the favoring, not only of the alleles, but also on the HLA-B lineages. In conclusion, despite the intense demographic history, the Native American populations present signs of selective forces acting on the MHC region

Grande parte da flora tropical brasileira é polinizada por abelhas, com destaque àquelas pertencentes à tribo Meliponini (abelhas sem ferrão). A espécie Tetragonisca angustula, conhecida popularmente como jataí, tem sido o alvo principal dos meliponicultores dada a sua abundância, fácil manejo, docilidade e pureza do mel. Contudo as práticas de divisão de ninho nos meliponários podem aumentar a estruturação genética e o isolamento populacional, assim como o endocruzamento. Isso causa a diminuição da heterozigose populacional e da variabilidade genética. Populações naturais desta espécie já foram estudadas, contudo a variabilidade genética de amostras de meliponários ainda não foi avaliada. O objetivo deste trabalho foi analisar a variabilidade genética de Tetragonisca angustula provenientes de nove meliponários, fazendo uma correlação dessa variabilidade com as práticas de meliponicultura. O acesso a variabilidade genética foi realizado por meio da análise de nove lócus de microssatélites e o sequenciamento parcial de dois genes mitocondriais. Um total de 430 indivíduos (um por ninho) foram amostrados em: Pedreira (PED), Amparo (AMP), ambos em São Paulo; Marechal Cândido Rondon (MCR1 e MCR2), São Miguel do Iguaçu (SMI), Santa Helena (SHE1 e SHE2), Entre Rios do Oeste (ERO) e Curitiba (CUR), todos no Paraná. Cem indivíduos (SSB e PNI) coletados na natureza foram usados como controle da variabilidade genética. Os resultados mostraram alta diferenciação genética entre as amostras do Paraná e São Paulo, mas baixa se comparadas \"intra-estado\". Para o DNA mitocondrial (DNAmt) as amostras controle se mostraram diferenciadas em relação aos meliponários. A variabilidade genética nuclear foi alta e a mitocondrial foi baixa para a maioria dos meliponários. Não houve evidências de endocruzamento nos meliponários. A alta variabilidade genética nuclear, ausência de endocruzamento e a baixa diferenciação populacional são explicadas por fluxo gênico através de machos. A moderada diversidade genética mitocondrial em PED e AMP pode ser devido a ausência de práticas de meliponicultura. Em CUR esse mesmo resultado pode ser explicado pelo transporte artificial de colônias para esse meliponário. Para o restante dos meliponários a baixa variabilidade genética mitocondrial pode ser explicada pela prática de divisão de colônias. Esses resultados são importantes para a meliponicultura, pois indicam que as práticas de divisão de ninhos não afetam a variabilidade genética nuclear. Assim os problemas inerentes a baixa variabilidade genética nuclear e a estruturação populacional como endocruzamento e produção de machos diploides são mínimos ou inexistentes. Para isso sugerimos que a implementação do meliponário deva ser feita o mais próximo da mata e o local deve ficar dentro da distribuição da espécie escolhida para garantir o fluxo gênico através de machos / Most of the Brazilian tropical flora is pollinated by bees, especially by those belonging to the tribe Meliponini (stingless bees). Tetragonisca angustula has been aim of Meliponini beekeepers, especially for its well valued honey and easy keeping and abundance. The practices of nest division in meliponaries can increase the genetic structure and population isolation as well as inbreeding, that leads to a decreasing in population heterozygosity and genetic variability. Natural populations of T. angustula have already been studied nonetheless the genetic variability of Meliponaries samples has not been assessed yet. This project aimed to measure the genetic variability of T. angustula maintained in nine meliponaries, correlated it to Meliponini beekeeping practices. The genetic variability will be assessed by nine microsatellite loci analysis and two partial mitochondrial gene sequencing (COI and CytB). A total of 430 individual (one per nest) were sampled in: Pedreira (PED), Amparo (AMP), both in São Paulo state, Marechal Cândido Rondon (MCR1 and MCR2), São Miguel do Iguaçu (SMI), Santa Helena (SHE1 and SHE2), Entre Rios do Oeste (ERO) and Curitiba (CUR), all in Paraná state. A hundred individuals (SSB and PNI) collected from nature were used for comparison. It was found high population differentiation between Paraná and São Paulo samples, but low by \"intra-state\" comparison. High mitochondrial genetic differentiation was found between control samples and meliponaries. The nuclear genetic variability was high and the mitochondrial was low for most of meliponaries. No inbreeding was detected in meliponaries. The high nuclear genetic variability, absence of inbreeding and low population differentiation can be explained by gene flow through males. The moderated mitochondrial genetic diversity in PED and AMP may be related to absence of the Meliponini beekeeping practices. CUR presented the same result that can be explained by artificial transportation of colonies to this meliponary. The low mitochondrial genetic variability detected on rest of the meliponaries may be related to colony division practices. These results are important for meliponiculture, because indicate that colony division practices do not affect the nuclear genetic variability. Thus the issues related to low nuclear genetic variability and population structure as inbreeding and diploid males production are almost absent. For this, we suggest that the meliponary implementation must be done as closest as possible of the forest and this location must be according to geographic distribution of the chosen species, in order to ensure the gene flow through males

Apesar de a monogamia social ser dominante entre as aves, análises genéticas revelaram relações de parentesco inesperadas, evidenciando diferentes estratégias de reprodução, como a paternidade extra-par e o parasitismo de ninho. Espécies de passeriformes estão entre as mais promíscuas, com altas taxas de paternidade extra-par, enquanto em aves marinhas esse comportamento demonstrou ser menos frequente. Pinguins (Família Spheniscidae) compõem um grupo de 18 espécies de aves marinhas pelágicas e que tem em comum a filopatria, fidelidade a um parceiro e intenso cuidado biparental. Portanto, espera-se que apresentem um comportamento estritamente monogâmico e taxas de paternidade extra-par insignificantes. Avaliamos pela primeira vez o sistema reprodutivo dos Pinguins-de-Magalhães através de uma abordagem genética, buscando investigar a existência e frequência de paternidade extra-par e parasitismo de ninho. O parentesco de 88 filhotes de 44 ninhos de uma colônia na Ilha Quiroga (Argentina) foi determinado com base em análises de 9 marcadores microssatélites. Encontramos baixas taxas de parasitismo de ninho (6%), mas altas taxas de paternidade extra-par (31% e 48% dos ninhos com pelo menos 1 filhote extra-par). Entre os dois anos coletados, encontramos uma pequena diferença na incidência de infidelidade (29% em 2010; 32% em 2011), mas não houve relação com as condições climáticas do período de reprodução da espécie. Além disso, apesar da alta taxa de filhotes extra-par, não encontramos diferença significativa na diversidade genética e nem viés da razão sexual secundária. Acreditamos que a alta taxa de paternidade extra-par encontrada possa ter relação com o comportamento reprodutivo em colônia, a densidade populacional, o sincronismo reprodutivo, ou que parte da paternidade que não correspondeu aos pais sociais seja resultado de troca de parceiros antes da definição final dos casais em cada estação reprodutiva. Nosso estudo pode ajudar a melhor entender e caracterizar o sistema reprodutivo dos Pinguins-de-Magalhães e indica que a espécie é socialmente, mas não geneticamente monogâmica. / Despite the social monogamy being dominant among birds, genetic analysis revealed unexpected kinship relations, showing different reproductive strategies, such as extra-pair paternity and brood parasitism. Passerine species are among the most promiscuous, with high extra-pair paternity rates, while in seabirds this behavior is typically rather less frequent. Penguins (Spheniscidae Family) are a group of 18 species of pelagic seabirds that have in common philopatric behavior, faithfulness to one partner and intense biparental care. Therefore, they are expected to have a strictly monogamous behavior and insignificant rates of extra-pair paternity. For the first time, we evaluated the reproductive system of Magellanic Penguins (Spheniscus magellanicus) through genetic analysis in order to investigate the existence and frequency of extra-pair paternity and brood parasitism. The kinship of 88 offspring of 44 nests from a colony on Quiroga Island (Argentina) was determined based on the analyses of 9 microsatellite markers. We found low rates of brood parasitism (6%), but high extra-pair paternity rates (31% and 48% of nests with at least one extra-pair offspring). Between the two years sampled, we found a small difference in the incidence of infidelity (29% in 2010; 32% in 2011), but no connection with the climatic conditions of each breeding season. In addition, despite the high rate of extra-pair offspring, we found no significant difference in the genetic diversity and no bias in the secondary sex ratio. We believe that the high rate of extra-pair paternity found in our study may be a result of their reproductive behavior of nesting in colonies, breeding synchrony, density, or that part of the mismatching paternity is due mate switching. Our study may help to better understand and characterize the reproductive system of Magellanic penguins and indicates that this species is socially but not sexually monogamous.

As técnicas de marcadores moleculares têm sido aplicadas em estudos populacionais das espécies bovinas, verificação de genealogia e teste de paternidade. Dentre os marcadores moleculares, os microssatélites (MS) são amplamente utilizados, porém, alguns problemas técnicos têm motivado o desenvolvimento de alternativas, como os marcadores do tipo polimorfismo de nucleotídeos único (SNP). Assim, surgiu a necessidade de identificar haplótipos SNP que estão em concordância com cada alelo MS e então os genótipos MS poderiam ser convertidos em genótipos SNP e vice-versa, por meio da imputação do genótipo. O objetivo deste trabalho foi aplicar um método para imputar alelos MS a partir de haplótipos SNP, para verificação de paternidade, utilizando animais da raça Nelore e também identificar um menor conjunto de SNP, com qualidade suficiente para otimizar e diminuir o custo da genotipagem. Foram realizadas genotipagens em SNP e MS para 99 trios de animais da raça Nelore provenientes da EMBRAPA Pecuária Sudeste e foi verificada a existência de alelos nulos pelo programa MICRO-CHECKER. Foram selecionados SNP que estivessem próximos de cada marcador MS e o programa BEAGLE foi usado para identificar a fase de ligação dos genótipos. Posteriormente, foi realizada a técnica de imputação dos MS a partir de haplótipos SNP e foi verificada a paternidade pelo programa CERVUS. A precisão da imputação dos alelos MS foi verificada através do cálculo da concordância entre os alelos MS imputados e relatados. O marcador SPS115 foi removido da análise por evidências de alelos nulos, devido ao excesso de homozigotos observados. O marcador mais informativo foi o TGLA122, cujo conteúdo de informação polimórfica (PIC) foi 0,8. Foram encontrados desvios do equilíbrio de HW (P<0,05) para os locos ETH225 e TGLA57. Um maior conjunto de SNP foi necessário para imputação de alelos MS para o marcador BM1824. As taxas de verificação de parentesco foram de 97,1% para os alelos MS genotipados e 96,3% para os MS imputados. Somente 4% dos 99 filhos não tiveram a paternidade atribuída, quando a simulação foi feita apenas para o pai conhecido e 1% quando pai e mãe eram conhecidos. Esta técnica obteve precisão maior que 96% para a imputação de dados MS e permitiu imputar dados genotípicos multialélicos a partir de bi-alélicos. Os resultados terão um impacto imediato para os pesquisadores e associações de criadores que visam a transição do MS para SNP baseada em verificação de parentesco. / Molecular markers techniques have been applied in bovine population studies, genealogy verification and paternity test. Among the molecular markers, microsatellites (MS) are widely used, however, some technical problems have motivated alternatives development, as markers type single nucleotide polymorphism (SNP). Thus, the need to identify SNP haplotypes which are in agreement with each MS allele and then MS genotypes could be converted into SNP genotypes and vice versa, through genotype imputation. The objective of this study was to apply a method to impute MS alleles from SNP haplotypes to verify paternity, using Nellore and also identify a smaller set of SNP, with enough quality to optimize and reduce genotype cost. SNP genotyping was performed at and for 99 MS trios Nellore from EMBRAPA Cattle Southeast and was checked for null alleles by MICROCHECKER. SNP were selected that were near each MS marker and the program BEAGLE was used to identify genotypes phase. Subsequently, were applied the MS imputation technique from SNP haplotype and paternity was verified by CERVUS. The accuracy of MS alleles imputation was verified by calculating the correlation between MS alleles imputed and reported. The SPS115 marker was removed from the analysis for null alleles evidence due to homozygote excess observed. The most informative marker was TGLA122 with 0.8 PIC. Deviations from equilibrium HW (P<0.05) were found for the loci ETH225 and TGLA57. A larger set of SNP was necessary to impute MS alleles for the marker BM1824. The verification rates of paternity were 97.1% for genotyped MS alleles and 96.3% for MS imputed. Using imputed MS alleles and when only the sire was considered only 4% of the 99 offspring were not assigned paternity and 1% when both parents were known. The technique achieved greater than 96% accuracy for MS imputation data. This research allow to impute multi-allelic genotypes from bi-allelic data. Our results will have an immediate impact for researchers and livestock associations aiming the transition from MS- to SNP-based parentage verification.

As abelhas da tribo Meliponini apresentam distribuição pantropical. São encontradas mais de 400 espécies pertencentes a 50 gêneros, sendo que mais de 300 estão presentes nas Américas. Os meliponíneos são responsáveis por grande parte da polinização das plantas nativas. A destruição das florestas tem ameaçado seriamente as abelhas sem ferrão, isolando-as em fragmentos e expondo-as ao endocruzamento e aos efeitos de perda de variabilidade genética. No presente estudo, foram empregadas análises moleculares (PCR-RFLP, análise de locos de microssatélites e o sequenciamento de um trecho do gene COI) e morfométrica (Análise da Morfometria Geométrica das asas) no intuito de se verificar a variabilidade em uma pequena população de Frieseomelitta varia residente no campus da USP de Ribeirão Preto (n=33). Para comparação, foram coletados e analisados indivíduos de áreas externas ao campus, ao longo da distribuição natural da espécie (n=36) e também de duas outras espécies F. trichocerata (n=30) e F. doederleini (n=3). Os resultados mostraram maior variabilidade mitocondrial e nuclear para o campus da USP em relação às amostras externas. Pelo menos nove matrilinhagens originaram a população do campus. O grande número de alelos encontrados nas amostras do campus pode ser explicado pela introdução de ninhos, por alta variabilidade já existente nos ninhos fundadores e/ou fluxo gênico via machos. Os resultados moleculares e morfológicos mostram grande similaridade entre F. varia e F. trichocerata, e em contraste, grande distância entre F. varia e F. doederleini, indicando que F. trichocerata deve ser considerada como uma variação geográfica (ecótipo) de F. varia. / The stingless bees present a pantropical distribution. There are more than 400 species belonging to 50 genera. More than 300 are present in the Americas. These bees have a remarkable role in the pollination of native plants. Forest destruction has threatened stingless bees populations by isolating them in forest fragments and exposing them to the effects of inbreeding and loss of genetic variability. In the present study we applied molecular (PCR-RFLP, microsatellite loci analysis and COI sequencing) and morphometric (Geometric Morphometry of Wings) analysis to verify the genetic variability of a small population of Frieseomelitta varia (n=33) resident in the campus of USP - Ribeirão Preto. For comparison, individuals collected across the species natural geographic range and also samples of two other species, F. trichocerata(n=30) and F. doederleini (n=3), were analyzed. The results showed greater mitochondrial and nuclear variability for the samples from the campus in relation to the species overall. Nine matrilines, at least, gave rise to the current campus colonies. The large microsatellite allele number can be explained by recurrent nests introduction, or by high variability already present in the founder nests and/or current gene flow mediated by males. The molecular and morphometric data show high similarity between F. varia and F. trichocerata, and in contrast, high distance between F. varia and F. doederleini, indicating that F. trichocerata should be considered as a geographic variation (ecotype) of F. varia.

O objetivo do presente projeto foi caracterizar a diversidade genética de 63 acessos de urucum (Bixa orellana), mantidos no Banco de Germoplasma do Instituto Agronômico (IAC), a partir da utilização de marcadores microssatélites. Para tanto foram desenvolvidos locos microssatélites para a espécie por meio de uma biblioteca genômica enriquecida. A partir da biblioteca genômica desenvolvida foram obtidas e sequenciadas um total de 84 colônias. Deste total, foram encontrados microssatélites em 57 colônias, o que representa 67,9% de enriquecimento. Foram identificados 70 microssatélites, sendo que destes, foram desenhados e selecionados um total de 31 iniciadores. Dentre estes, 25 iniciadores apresentaram produtos de amplificação, sendo 15 (60%) monomórficos para o grupo de indivíduos estudados. A caracterização dos acessos presentes no germoplasma de urucum, com os 10 iniciadores polimórficos permitiu identificar 38 alelos polimórficos, variando de 2 a 6 alelos por loco, obtendo-se uma média de 3,8 alelos por loco. Os valores de heterozigosidade esperada (He) variaram de 0,464 a 0,765, com média de 0,572. Por outro lado, a heterosigozidade observada (Ho) variou de 0 a 0,744, com média de 0,362. A partir dos índices de fixação de Wright foi possível inferir a taxa aparente de cruzamento, que neste caso foi de 0,39. Os valores de PIC observados neste estudo variaram de 0,359 a 0,725, com média de 0,497. Os marcadores BorB4, BorG3, BorC12, BorG4, BorA2 e BorF5_2 demonstraram ser moderadamente informativos enquanto os iniciadores BorB10, BorB12, BorF1 e BorE7 foram considerados marcadores altamente informativos. A análise de agrupamento para os genótipos avaliados apresentou estruturação em dois grandes grupos, um com acessos da região Norte e outro com os acessos da região Sudeste. Os valores das distâncias de Rogers modificada estimados a partir dos marcadores SSR, variaram de 0 a 0,968, podendo ser identificadas apenas duas duplicatas. O coeficiente de correlação de Pearson (r) entre as distancias genéticas e geográficas obtido com o teste de Mantel foi baixo (r = 0,367), embora significativo (P<0,01). A partir da análise bayesiana realizada pelo software Structure, o conjunto de acessos foi dividido em dois grupos, que coincidiram com os grupos obtidos na análise de agrupamento, demonstrando a consistência dos dados obtidos. Foi possível identificar que o grupo de acessos do Grupo 2 (região Norte) apresenta índices de diversidade superiores ao Grupo 1 (região Sudeste). Os valores médios obtidos de FST (0,183) e GST\' (0,194) indicam a existência de estruturação na amostra total e corrobora os resultados obtidos pela análise de agrupamento, e também com os dados obtidos pela análise de estruturação com o software Structure. Os valores médios de FIT (0,483) e HT\' (0.632) demonstraram a elevada diversidade genética no conjunto de acessos estudado. O fato de que os valores de FIS e GIS sejam maiores do que os valores de FST e GST para praticamente todos os locos, indicam a existência de maior diversidade dentro de cada grupo de acessos do que entre os grupos. A manutenção do banco ativo de germoplasma de urucum possibilita a preservação do patrimônio genético e pode fornecer matéria prima para as atividades de melhoramento e fomento da cadeia produtiva da cultura. / The aim of this project was to characterize the genetic diversity of 63 accessions of annatto (Bixa orellana), maintained at the Germplasm Bank of the Agronomic Institute (IAC), using microsatellite markers. For that purpose, microsatellite loci have been developed for this species through an enriched DNA genomic library. From the genomic library developed a total of 84 colonies were obtained and sequenced. Microsatellites were found in 57 colonies, representing 67.9% of enrichment. Seventy microsatellites were identified and, from those, a total of 31 primers were selected. Among these, 25 primers showed amplification products and 15 (60%) were monomorphic for the group of accessions studied. The germplasm accessions characterization with the 10 polymorphic primers showed 38 polymorphic alleles, ranging from 2 to 6 alleles per locus, yielding an average of 3.8 alleles per locus. Values of expected heterozygosity (He) ranged from 0.464 to 0.765, averaging 0.572. Moreover, the observed heterozygosity (Ho) ranged from 0 to 0.744, averaging 0.362. From the Wright\'s fixation index, it was possible to infer the apparent outcrossing rate, which in this case was 0.39. The PIC values observed in this study ranged from 0.359 to 0.725, averaging 0.497. The markers BorB4, BorG3, BorC12, BorG4, and BorA2 BorF5_2 were shown to be moderately informative, and the primers BorB10, BorB12, BorF1 BorE7 were considered highly informative markers. The cluster analysis for the genotypes showed structuring into two major groups, one with the accessions from the North and another with the accessions from the Southeast. The values of the modified Rogers distances estimated from the SSR markers ranged from 0 to 0.968, and only two duplicates were identified. The Pearson correlation coefficient (r) between genetic and geographic distances obtained with the Mantel test was low (r = 0.367), although significant (P <0.01). From the Bayesian analysis performed by the software Structure, the accessions were divided into two groups, which coincided with the groups obtained from the cluster analysis, demonstrating the consistency of the results obtained. It was possible to identify that the accessions in Group 2 (Northern region) present diversity indexes higher than Group 1 (Southeast). The average values of FST (0.183) and GST\' (0.194) indicate the existence of genetic structure in the total sample and confirms the results obtained in the cluster analysis, and also with the data obtained in the structure analysis using the software Structure. The average values of FIT (0.483) and HT\' (0.632) demonstrated the high genetic diversity among the accessions studied. The fact that the FIS and GIS values are higher than the values of FST and GST for almost all loci indicates that diversity is higher within each group than between groups of accessions. Maintaining the annatto germplasm bank enables the preservation of genetic resources and can provide material for breeding activities and improvements in the crop production chain.

Este trabalho teve como objetivo principal descrever a diversidade genética e identificar a estrutura populacional de populações de tamanduá-mirim distribuídas ao longo dos biomas brasileiros através do uso de ferramentas de genética de populações e do acesso a regiões neutras e adaptativas do genoma da espécie. A amostragem de indivíduos de tamanduá-mirim é complicada pela difícil detecção do animal em trabalhos de campo, pela sua complicada captura e manipulação. Assim, fez-se necessário o uso de espécimes de museu e de amostras não-invasivas. A fim de validar o uso das mesmas para a genotipagem confiável de oito locos de microssatélites desenvolvidos para a espécie foi utilizado um método de padronização da qualidade das amostras (Índice de Qualidade, QI) e estimativa dos erros de genotipagem. Foi observada uma qualidade superior das amostras não invasivas (N=19) em relação às peles de museu (N=138). Foi possível também eliminar amostras com desempenho ruim (QI<0.7 e sucesso de amplificação maior que 75%), e garantir a confiabilidade dos resultados de microssatélites das amostras que permaneceram no estudo para análises posteriores. Devido à grande área de distribuição da espécie de forma contínua, se tornou complicado traçar populações pré-definidas. Assim, a abordagem da genética da paisagem foi a ferramenta mais apropriada para o estudo da estrutura de populações em T. tetradactyla (N=176). Comparativamente, duas abordagens foram usadas: agrupamento de indivíduos pelo critério de proximidade geográfica, designado aqui como a priori (20 populações), e análises baseadas no indivíduo, sem informação prévia de agrupamento populacional, referida no capítulo como a posteriori (quatro transectos testados). Foram encontrados níveis de diversidade moderados (média de 11.38 alelos por lóco) e poucas evidências de estruturação entre populações das localidades amostradas (K=2 na maioria dos testes). Os indivíduos que mostraram maior diferenciação foram originados da Floresta Amazônica. Esta região também demonstrou maior diversidade genética (riqueza alélica e heterozigosidade esperada) que as outras. Por outro lado, populações distribuídas ao longo da Mata Atlântica e regiões adjacentes demonstraram um padrão de isolamento por distância. Populações do Brasil central (Cerrado e Pantanal) não demonstraram diferenciação em relação às demais. Finalmente, foi estudada a variação genética adaptativa da espécie através da diversidade do gene DRB do complexo MHC. Esta família gênica codifica proteínas envolvidas no reconhecimento de antígeno e ativação da resposta imune adaptativa, e são regulados por seleção natural, especialmente por pressão seletiva dirigida por patógenos. É esperado que a diversidade de patógenos seja distinta nos biomas brasileiros, sendo os ambientes florestais mais biodiversos neste quesito do que ambientes da Diagonal Seca, o que representa pressões seletivas diferentes. Assim, foi investigada a diversidade do gene DRB éxon 2 em indivíduos (N=65) dos diferentes biomas brasileiros através de sequenciamento de nova geração (454 GS Junior), e os resultados de distribuição dos alelos foram comparados com os microssatélites. Foi encontrada uma alta diversidade (60 alelos no nível de aminoácido e 70 alelos no nível de nucleotídeos) e assinaturas claras de seleção positiva no gene (dN/dS=2.94). Maior riqueza alélica e proporção de alelos privados foram encontradas em biomas florestados, especialmente na Floresta Amazônica. Além disso, os marcadores neutros (microssatélites), demonstraram padrões similares ao DRB, revelando a força de eventos demográficos e deriva genética que também moldaram os padrões de diversidade deste gene do MHC / This work aimed to describe the genetic diversity and population structure of populations of the lesser anteater distributed along Brazilian biomes through population genetic tools, accessing neutral and adaptive genomic regions of the species. Sampling lesser anteater individuals is complicated due to infrequent detection of the animal in field works, its complicated capture and manipulation. Thus, it was necessary to use museum specimens and noninvasive samples. To validate these samples for the reliable genotyping of eight microsatellite loci developed for the species, a standardization method of the quality of samples (Quality Index, QI) and genotyping errors was used. A superior quality of noninvasive samples (N=19) compared to study skins (N=138) was observed. It was also possible to eliminate samples with a bad performance (QI<0.7 and amplification success higher than 75%), and thus guarantee the reliability of microsatellites results for samples kept in further analysis. Due to the great and continuous distribution area of the species, it becomes difficult to delineate predefined populations. Thereby, landscape genetics approach was a better suited tool for studying the population structure of T. tetradactyla individuals (N=176). Comparatively, two approaches were used: grouping of individuals by a geographical proximity criterion, designated here as a priori (20 populations), and analysis based on individuals, without previous information of population grouping, referred here as a posteriori (four transects tested). Moderate levels of diversity were found (average of 11.38 alleles per locus), and few evidences for structuring between populations of the sampled localities (K=2 in most tests). The individuals showing the major differentiation were originated from the Amazon Forest. This region also demonstrated higher genetic diversity (allelic richness and expected heterozygosity) than others. By the other hand, populations distributed in Atlantic Forest and adjacent regions demonstrated a pattern of isolation by distance. Populations from central Brazil (Cerrado and Pantanal) did not show distinction from the others. Finally, the adaptive genetic variation of the species was studied through DRB gene diversity, from MHC. This gene family codes for proteins involved in the antigen recognition and activation of the adaptive immune response, and are regulated by natural selection, especially by selective pressure driven by pathogens. It is expected that the pathogen diversity is distinct in Brazilian biomes, being florested biomes more diverse than dry central Brazil environments, which represents different selective pressures. Therefore, the diversity of DRB exon 2 gene in individuals (N=65) from different Brazilian biomes was investigated through Next Generation Sequencing (454 GS Junior), and the results of allele distributions were compared with microsatellites. A high diversity was found (60 alleles in amino acid level and 70 in nucleotide level) and clear signatures of positive selection in DRB (dN/dS=2.94). Greater allelic richness and private allele number were found in forested biomes, especially in the Amazon Florest. Besides, neutral markers (microsatellites) demonstrated similar patterns to DRB, revealing the strength of demographic events and genetic drift in shaping the diversity patterns in MHC

A raça crioula Pé-duro do Piauí (Bos taurus) é extremamente bem adaptada às condições ambientais desfavoráveis da zona semi-árida do Nordeste Brasileiro e está em risco de extinção. Neste trabalho foi caracterizada geneticamente, por microssatélites, uma amostra (n=126) originária da Fazenda Experimental Octavio Domingues, da Embrapa Meio-Norte, no município de São João do Piauí. A variabilidade genética foi estimada através de freqüências gênicas, diversidade gênica, heterozigose esperada e observada, riqueza alélica, valor do Pic (conteúdo de informação de polimorfismo), coeficiente de endogamia e verificação do equilíbrio de Hardy-Weinberg. Os locos analisados foram SPS115, BM1824, BM2113, BMS4049, TGLA122, ETH225, ETH10, INRA23, UWCA46 e BMS348, identificando-se um total de 101 alelos. A diversidade gênica média foi de 75,6%, com valores extremos verificados nos locos TGLA122 (91,3%) e BMS4049 (45,4%). O valor médio da heterozigose esperada foi 75,5%, observada 60,0%, e Pic 72,3%. O coeficiente de endogamia Fis foi estatisticamente significativo (Fis=0,206; P<0,01). Foram observados também desvios do equilíbrio de Hardy-Weinberg em nove dos dez locos analisados. A partir dos dados obtidos foi possível observar que ainda existe diversidade genética nesta população, porém os desvios do equilíbrio, o valor significativo do Fis, e a heterozigose observada menor em todos os locos em relação à esperada, demonstraram a ocorrência de cruzamentos endogâmicos resultando em alto nível de homozigose nesta população. / The Pé-duro creole breed is well adapted to the unfavorable environmental conditions of the semiarid zone of Northeastern Brazil and it is in extinction danger. In this work we tried to characterize genetically a sample (n=126) collected at the Embrapa Meio-Norte, located in São João do Piauí city. We examined heterozygosity, polymorphism information content (Pic), allelic frequency and genetic diversity, allelic richness, inbreeding coefficient and Hardy-Weinberg equilibrium. Ten loci were used SPS115, BM1824, BM2113, BMS4049, TGLA122, ETH225, ETH10, INRA23, UWCA46 and BMS348 and a total of 101 alleles were identified. The largest genetic diversity was verified in the locus TGLA122 (91,3%), and the smallest in the locus BMS4049 (45,4%). The mean expected heterozygosity was 75,5%, the mean observed heterozygosity was 60,0%, and the mean Pic value was estimated as 72,3%. We also observed a significant inbreeding coefficient (Fis) for this population (Fis=0,206 P<0,01) and deviations from the Hardy-Weinberg equilibrium in nine of the ten analyzed loci. Considering the obtained data it was possible to infer that genetic diversity still exists in this population, however the deviations from Hardy-Weinberg equilibrium, significant inbreeding coefficient, and the smaller observed heterozygosity in all of the loci showed the occurrence of high degree of inbreeding in this population.

Made available in DSpace on 2016-08-10T10:38:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FERNANDA FRAGA ROSA.pdf: 781807 bytes, checksum: c1ba382ad100630630a5f0f78ae880f8 (MD5) Previous issue date: 2011-08-12 / Tabebuia aurea is a tree widely distributed in the Cerrado and that is subject to the deleterious effects of fragmentation of this biome. In this work, were studied 237 samples from 12 populations of Tabebuia aurea based on the variation of 11 microsatellite loci, in order to analyze the genetic diversity and structure and test the causes of differentiation of populations. Tabebuia aurea has high genetic diversity in all populations with 379 alleles found an average of 34.4 alleles per locus, the population had an overall average of 11.89 alleles revealing a high information content associated with microsatellite markers. The average values of expected heterozygosity (He) and observed (Ho) found for the loci were 0.894 and 0.692 respectively. The inbreeding coefficient within populations ranged from 0.075 to 0.337 at the EGM in PAN, all figures are significant, P <0.00038 with a confidence interval of 95%, indicating that the allele frequencies are not following the expected proportions for balance Hardy- Weinberg equilibrium, namely, what is occurring mating between related individuals. The population of the Ecological Station of Águas Emendadas (AGE), in permanent preservation area, showed the greatest genetic diversity. The other populations in areas of permanent preservation, Emas National Park (ENP) and the APA Rio Pandeiros (PAN), did not show greater genetic diversity than other areas in the agricultural matrix fragments. However, the inbreeding coefficient was higher in areas most affected by human disturbances when compared to the conservation area. The differentiation between populations is low, but significant (&#952; = 0.061, P = 0.0005), (F = 0.264, P = 0.0005) (f = 0.216, P = 0.0005). &#920; values were lower than those of values RST, indicating that the alleles are more likely to be identical by descent by state. The pattern of genetic isolation by distance was tested by correlating the genetic distance matrix with the matrix of geographical distance and was inefficient for the discrepancy found between populations. The non-random mating tooth and between populations, the distribution pattern of T. aurea in groups and pollination at short distance, probably are the factors responsible for genetic structure in T. aurea. / Tabebuia aurea é uma espécie arbórea de ampla distribuição no Cerrado que está sujeita aos efeitos deletérios da fragmentação deste bioma. Neste trabalho, foram estudadas 237 amostras de 12 populações de Tabebuia aurea com base na variação de 11 locos microssatélites, com o objetivo de analisar a diversidade e estrutura genética e testar as causas da diferenciação das populações. Tabebuia aurea possui alta diversidade genética em todas as populações com 379 alelos encontrados, uma média de 34,4 alelos por loco, as populações apresentaram uma média geral de 11,89 alelos revelando um elevado conteúdo informativo associado aos marcadores microssatélites. Os valores médios de heterozigosidade esperada (He) e observada (Ho) encontrados para os locos foram de 0,894 e 0,692 respectivamente. O coeficiente de endogamia dentro das populações variou de 0,075 em AGE a 0,337 em PAN, todos os valores são significativos, P < 0,00038 com intervalo de confiança de 95%, indicando que as frequências alélicas não estão seguindo as proporções esperadas para o equilíbrio de Hardy-Weinberg, ou seja, que está ocorrendo o acasalamento entre indivíduos aparentados. A população da Estação Ecológica de Águas Emendadas (AGE), em área de preservação permanente, apresentou a maior diversidade genética. As outras populações em áreas de preservação permanente, Parque Nacional das Emas (PNE) e APA do Rio Pandeiros (PAN), não apresentaram maior diversidade genética que as demais áreas em fragmentos de matriz agrícola. Entretanto, o coeficiente de endogamia foi maior nas áreas mais afetadas por distúrbios antrópicos quando comparado à área de conservação. A diferenciação entre populações é baixa, porém significativa ( q = 0,061; P = 0,0005), (F = 0,264, P = 0,0005) (f = 0,216; P = 0,0005). Os valores de q foram inferiores aos valore de RST, indicando que os alelos são mais propensos a serem idênticos por estado que por descendência. O modelo de isolamento genético por distância foi testado, correlacionando a matriz de distância genética com a matriz de distância geográfica e se mostrou ineficiente para a divergência encontrada entre as populações. Os acasalamentos não aleatórios dentro e entre as populações, o padrão de distribuição de T. aurea em grupos e a polinização a curta distância, provavelmente são os fatores responsáveis pela estrutura genética em T. aurea.