Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-09-01T16:11:09Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 398074 bytes, checksum: 931fa11c0d194026a72b5369cc6e39a1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-01T16:11:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 398074 bytes, checksum: 931fa11c0d194026a72b5369cc6e39a1 (MD5) Previous issue date: 2016-10-13 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / O gênero Eucalyptus compreende espécies de angiospermas lenhosas mais amplamente cultivadas no mundo. No Brasil, espécies cultivadas de eucalipto têm sido alvo de programas de melhoramento principalmente em virtude do seu alto valor como fonte de matéria-prima para produção de madeira, celulose, papel, óleos essenciais e energia. Para suprir novas demandas de plantas com valor a ser agregado dentro do setor da silvicultura, a poliploidia tem sido uma estratégia biotecnológica alternativa com grande potencial da geração de plantas mais robustas dentro de programas de melhoramento. Além do efeito “giga” característicos de poliploides, incrementos em biomassa, taxa de crescimento e tolerância a estresses bióticos e abióticos, são efeitos conhecidos advindos da poliploidia. Considerando a ausência de poliploides naturais, o objetivo desse estudo foi desenvolver protocolos para indução de poliploidização in vitro em plântulas de Eucalyptus grandis, visando a obtenção de plantas tetraploides. Após estabelecimento da cultura in vitro, plântulas de 1,0 e 1,5 cm foram submetidas a diferentes concentrações de colchicina e tempos de exposição. Decorridos 40 dias após os tratamentos, foi realizada a análise de sobrevivência dos materiais e coleta de amostras para análise da ploidia de DNA via citometria de fluxo. Os resultados demonstram 73,8 % e 77,7 % de sobrevivência para explantes de 1,0 e 1,5 cm, respectivamente. Para explantes de 1,0 cm, obteve-se 38 % de tetraploides na concentração de 0,5 mM por 96 horas, e em explante de 1,5 cm, 68 % de tetraploides na concentração de 1,5 mM por 120 horas. Embora seja possível obter 68 % de tetraploides com concentração de 1,5 mM por 120 horas, os resultados sugerem que o sucesso da poliploidização pode não estar relacionado a doses elevadas de colchicina, mas a tempos ótimos de exposição ao antitubulínico. A citometria de fluxo possibilitou o diagnóstico precoce da ploidia de DNA em plântulas. A metodologia estabelecida nesse estudo tem potencial para ser empregada na obtenção de poliploides sintéticos em larga escala em campos experimentais e em programas de melhoramento de eucalipto. / Eucalyptus genus comprises woody angiosperms species most cultivated in the world. In Brazil, cultivated species of eucalyptus have been the subject of breeding programs mainly because of their high value as a source of raw material for production of wood, pulp, paper, essential oils and energy. To suply new demands of plants with value to be added in the forestry sector, polyploidy has been an alternative biotechnological strategy with great potential of generating more robust plants in breeding programs. Besides the "giga" effect characteristic of polyploid, increases in biomass, growth rate and tolerance to biotic and abiotic stresses are known effects from polyploidy. Considering the absence of natural polyploids, the aim of this study was to develop protocols to induce in vitro polyploidy in Eucalyptus grandis seedlings, in order to obtain tetraploid plants. After in vitro culture establishment, plantlets with 1.0 and 1.5 cm were submitted to different concentrations of colchicine and exposure times. Forty days after treatment, the survival analysis was performed of materials and collection of samples for analysis of DNA ploidy via flow cytometry. The results showed 73, 8 and 77.7% of survival for explants with 1.0 and 1.5 cm, respectively. For explants 1.0 cm, 38% of tetraploid were obtained at a concentration of 0.5 mM for 96 hours, and the explant 1.5 cm, 68% of tetraploid in a concentration of 1.5 mM for 120 hours. Although it is possible to obtain 68% of tetraploid with a concentration of 1.5 mM for 120 hours, the results suggest that the success of polyploidy may not be related to high doses of colchicine, but the optimal time of exposure to antimicrotubular. Flow cytometry enabled the early diagnosis of DNA ploidy in seedlings. The established methodology in this study has the potential to be used in large-scale to obtain synthetic polyploid in experimental fields and eucalyptus breeding programs.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-04-26T11:34:46Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2190067 bytes, checksum: 2cfae1ae5bfb26b4edf94d4d1c1d8085 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-26T11:34:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2190067 bytes, checksum: 2cfae1ae5bfb26b4edf94d4d1c1d8085 (MD5) Previous issue date: 2014-03-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Conhecida popularmente como ginseng brasileiro , Pfaffia glomerata (Amaranthaceae) é uma espécie medicinal nativa do Brasil, e produz o phytoecdysteroid 20 hydroxyecdisone (20E) como seu principal ingrediente ativo. Este estudo teve como objetivo investigar se o potencial fotoautotrófico in vitro e a produção de 20E de 6 acessos de P. glomerata estão relacionados com o desempenho fotossintético e acúmulo de biomassa sob condições de cultivo ex vitro e estudar como estes parâmetros são afetados pela poliploidização artificial. Acessos de P. glomerata demonstraram capacidades fotossintéticas significativamente diferentes, resultando em variações no acúmulo de biomassa tanto in vitro quanto ex vitro. Conforme hipotetizado, os acessos com maior potencial fotoautotrófico in vitro também apresentaram maiores desempenhos fotossintéticos e acúmulo de biomassa ex vitro. Esses mesmos acessos também apresentaram a maior massa de 20E por planta ex vitro. A produção de 20E in vitro também variou entre os acessos, com a maior massa total observada nos acessos 4 e 43, que também estão entre os melhores produtores ex vitro. A poliploidização sintética mostrou-se eficiente na produção de indivíduos tetraplóides com maior potencial fotoautotrófico in vitro e acúmulo de biomassa ex vitro, embora as taxas de fotossíntese por área foliar não variaram entre diplóides e tetraplóides. Entre os 5 tetraploides gerados independentemente (P28 , P60, P68 , P75 e P75), apenas P28 apresentou um aumento efetivo no crescimento, com maior acúmulo de biomassa em relação às plantas diplóides, tanto in vitro quanto ex vitro. A poliploidização não aumentou as taxas de fotossíntese por área foliar, mas aumentou a área foliar em P28, o que pode ter resultado em um aumento da fotossíntese líquida por planta. O acúmulo de 20E in vitro foi maior em plantas diplóides que em tetraplóides. A concentração de 20E ex vitro no P28 tetraploid foi 31% maior do que em diplóides. Em comparação com diplóides, P28 apresentou o dobro da massa total 20E produzidos por planta. Em relação ao potencial fotoautotrófico in vitro, acúmulo de biomassa e produção 20E ex vitro, a indução de poliploidia e seleção de genótipos mostraram-se estratégias eficazes para alcançar uma melhor produção de P. glomerata. / Popularly known as Brazilian ginseng, Pfaffia glomerata (Amaranthaceae) is a medicinal species native to Brazil that produces the phytoecdysteroid 20- hydroxyecdisone (20E) as its main active ingredient. This study aimed to shed light if the in vitro photoautotrophic potential and 20E production of 6 P. glomerata accessions could be related to photosynthetic performance and biomass accumulation under ex vitro conditions and study how these parameters are affected by induced polyploidy. P. glomerata accessions have significantly different photosynthetic capacities, resulting in differential biomass accumulation both in vitro and ex vitro. As hypothesized, the accessions with the highest photoautotrophic potential also showed greater photosynthetic performances and biomass accumulation ex vitro. The same accessions also showed the highest 20E mass per plant ex vitro. 20E production in vitro also varied among accessions, with the highest total mass achieved by accessions 4 and 43, which are also among the best producers ex vitro. Synthetic polyploidization was efficient in producing tetraploid individuals with increased in vitro photoautotrophic potential and ex vitro biomass accumulation, although photosynthetic rates per leaf area did not vary between diploids and tetraploids. Among the 5 independently generated tetraploids tested (P28, P60, P68, P75 and P75), only P28 showed effectively increased growth performance, with higher biomass accumulation in vitro and ex vitro in comparison to diploid plants. Polyploidization did not increase the photosynthetic rates per leaf area, but increased leaf area in P28, what may have resulted in an increased net photosynthesis per plant. 20E accumulation in vitro was higher in diploid plants than in tetraploids. The 20E content ex vitro in the tetraploid P28 was 31% greater than in diploids. In comparison to diploids, P28 showed the double of the total 20E mass produced per plant. The induction of polyploidy and selection of genotypes showed to be effective strategies to achieve an improved P. glomerata production in terms of higher in vitro photoautotrophic potential, biomass accumulation and 20E production ex vitro.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-06-06T16:07:15Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1826443 bytes, checksum: d5304a575fc041fa7cd7350206cd3bad (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-06T16:07:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1826443 bytes, checksum: d5304a575fc041fa7cd7350206cd3bad (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Plantas são organismos paleopoliplóides que sobreviveram ao deletério processo de duplicação do genoma. Após a duplicação, cópias de um mesmo gene (parálogos) evoluem de forma divergente devido ao relaxamento da seleção purificadora, tornando os genes duplicados fonte de diversificação evolutiva. No entanto, nem todas as categorias de genes são retidas nos genomas, ou perdidas, de forma aleatória. Vários modelos evolutivos têm sido propostos para explicar o destino evolutivo e retenção tendenciosa de genes duplicados, para consequentemente entender melhor a poliploidia. Entretanto, a aplicabilidade destes modelos têm sido pouco investigadas. Usamos abordagens de genômica comparativa e de filogenia molecular para investigar o destino evolutivo de genes duplicados em plantas. Inicialmente, inferimos sobre a ancestralidade de duas pequenas famílias de genes duplicados — metionina sintase e oligossacarídeos de rafinose — em genomas de nove espécies de plantas superiores para, então, caracterizar as forças evolutivas que moldaram os destinos evolutivos dos parálogos, usando dados de resequenciamento de 31 genomas de soja. Posteriormente, usamos dados genômicos de 25 espécies de plantas taxonomicamente divergentes para associar mecanismos de duplicação, categoria funcional do gene e idade de duplicação na retenção tendenciosa de genes duplicados. Nas duas famílias gênicas, cada parálogo evoluiu de forma divergente devido ao relaxamento da seleção purificadora, o que permitiu que mutações aleatórias com valor adaptativo fossem eventualmente fixadas por seleção positiva. No entanto, a seleção purificadora parece ter sido mais restritiva em ao menos um dos parálogos de cada família gênica, preservando função ancestral. Tanto a idade quanto o mecanismo de duplicação contribuíram para variação nos padrões de retenção de genes duplicados nos 25 genomas alvos deste estudo. O destino evolutivo e a retenção de genes duplicados nos genomas parecem ser moldados por peculiaridades inerentes a cada organismo poliplóide. / Plants are paleopolyploid organisms that survived the deleterious process of genome duplication. After duplication, copies of the same gene (paralogs) evolve in different ways due to the relaxation of purifying selection, making the duplicated genes the greatest source of evolutionary diversification. However, not all categories of genes are retained in the genomes, or lost, randomly. Several evolutionary models have been proposed to explain the evolutionary fate and biased retention of duplicate genes, to thereby better understand polyploidy. However, the applicability of these models has been ill defined. We used approaches of comparative genomics and molecular phylogeny to investigate the fate of duplicated genes in plants. Initially, we inferred about the ancestry of two small families of duplicated genes — methionine synthase and raffinose oligosaccharides — in the genomes of nine species of plants to then characterize the evolutionary forces that have shaped the evolutionary fate of paralogs, using resequencing data from 31 soybean genomes. Later, we used genomic data from 25 taxonomically different plant species to associate mechanisms of duplication, functional gene category and age of duplication to the biased retention of duplicate genes. In each of the two gene families, paralog evolved in different ways due to the relaxation of purifying selection, which allowed random mutations with adaptive value be fixed by positive selection. However, purifying selection seems to be more restrictive in at least one of paralogs of each gene family, preserving the ancestral function. Both the age and the mechanism of duplication contributed to variation in duplicate genes retention patterns in the 25 target genomes in this study. The fate and retention of duplicate genes in the genomes is apparently shaped by peculiarities inherent to each polyploid organism.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:36:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_9007_Rodrigo Monte Lorenzoni.pdf: 954098 bytes, checksum: 5aea780df5fa2ff2c51790957419c8fd (MD5) Previous issue date: 2016-02-18 / O biribá (Annona mucosa) é uma espécie que tem como centro de origem a Floresta Amazônica, seu fruto possui grande aceitação para consumo in natura, além de ser uma fonte promissora de compostos bioativos com propriedades farmacológicas. Entretanto, apesar da importância, pouco se sabe sobre a variabilidade e diversidade genética desta espécie. O conhecimento da variabilidade genética de espécies pouco explorado possibilita a utilização das mesmas em programas de melhoramento genético e/ou de conservação, sendo os microssatélites (SSR) uma ferramenta interessante para esse tipo de estudo, contudo para realizar estudos com essa classe de marcadores é necessário o conhecimento da ploidia da espécie. Porém, dados referentes ao conteúdo de DNA nuclear e número cromossômico, ainda não foram descritos para a espécie. Portanto, objetivou-se mensurar o valor 2C nuclear, determinar o número cromossômico, avaliar a transposição de marcadores microssatélites desenvolvidos para Phaseolus vulgaris e Coffea sp. e estimar a diversidade genética entre acessos de A. mucosa. O conteúdo de DNA nuclear foi estimado por meio da citometria de fluxo onde foi verificado que a espécie apresenta valor 2C= 5,42 pg e que não existe variação intraespecífica. A técnica de citogenética clássica gerou metáfases onde foi possível determinar que a espécie possui 42 cromossomos e, portanto, é uma espécie hexaploide. Com base na ploidia encontrada foi possível avaliar a transferibilidade dos marcadores, onde foram transferidos e validados 42,25% dos primers. A partir dos 157 fragmentos gerados com 82% de polimorfismo foi possível estimar a diversidade genética entre os acessos estudados, onde os indivíduos foram separados em três grupos distintos pelo método UPGMA e em dois grupos pela análise bayesiana. Com este estudo foi possível verificar que após o conhecimento da ploidia, onde 2n= 6x= 42 cromossomos, os marcadores puderam ser avaliados e mostraram-se eficientes para amplificação heteróloga de amostras de DNA de A. mucosa e os primers que apresentaram polimorfismo poderão ser utilizados em estudos moleculares desta espécie, sem o gasto de recursos financeiros e tempo no desenvolvimento de novos marcadores.

A duplicação in vitro do número de cromossomos constitui uma importante ferramenta para complementar as atividades convencionais de melhoramento genético da bananeira mediante a produção de autotetraploides, os quais serão utilizados em cruzamento com diploides melhorados para a geração de triploides secundários. O presente estudo teve por objetivos caracterizar morfoagronomicamente plantas de bananeira ‘Ouro’ e ‘Lidi’ oriundas de tratamentos para indução da duplicação dos cromossomos e investigar o comportamento meiótico e a fertilidade do pólen dos autotetraploides de ‘Lidi’. Os autotetraploides de ‘Lidi’ foram afetados pelo efeito da dosagem alélica, com aumento significativo em caracteres de interesse ao melhoramento quando comparado aos seus diploides originais, incluindo a resistência a Sigatoka amarela. Na caracterização citogenética as anormalidades variariam de 23.9% a 35,0% nos meiócitos dos diploides originais de Lidi e de 31,0% a 47,2% em seus autotetraploides, com maior concentração de anormalidades na metáfase I. As anormalidades mais comuns em todos os genótipos analisados com diferentes ploidias foram àquelas relacionados à ascensão precoce e segregação irregular de cromossomos que leva à formação de gametas desequilibrados. Embora tenham apresentado anormalidades meióticas, os autotetraploides de Lidi demonstraram boa fertilidade de pólen e, portanto, podem ser utilizados como parentais masculinos. Fertilidade feminina também foi detectada, pois as plantas produziram sementes, que variou de uma a três por planta, indicando que podem também, ser empregados como parentais femininos. / In vitro duplication of the chromosome number is an important tool to complement conventional activities in banana genetic breeding by autotetraploid production which to be used in crosses with improved diploids for developing secondary triploids. The present work aim to characterize morphologically ‘Ouro’ and ‘Lidi’ plants bananas from chromosome doubling and investigate the meiotic behavior and fertility of pollen grains of autotetraploids of ‘Lidi’. The autotetraploids from ‘Lidi’ were affected by allelic dosage, with significant increase in interesting traits for breeding when compared to their original diploids, including resistance to yellow Sigatoka. For the cytogenetic characterization the abnormalities varied from 23,9% to 35,0% in the meiocytes of the original Lidi diploids and of 31,0% to 47,2% in their autotetraploids with greater concentration of abnormalities in metaphase I. The most common abnormalities in all genotypes analyzed with different ploidy levels were those related to early rise and irregular segregation of chromosomes leading to the formation of unbalanced gametes. Although the Lidi autotetraploids presented meiotic abnormalities, they showed good pollen fertility and therefore may be used as male parents. Female fertility was also detected since plants produced seeds which varied from one to three per plant, indicating that may be used as female parents. / Dissertação submetida ao Colegiado de Curso do Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais da Universidade Federal do Recôncavo da Bahia e Embrapa Mandioca e Fruticultura, como requisito para obtenção do Grau de Mestre em Recursos Genéticos Vegetais.

El género Helianthus consiste de 51 especies, nativas de América del Norte, clasificadas en cinco secciones y seis series. Comprende especies diploides, tetraploides y hexaploides, e incluye a las formas silvestres del girasol cultivado H. annuus L. var. macrocarpus. Diferentes trabajos han abordado el estudio de las relaciones filogenéticas entre las especies del género, aunque varios puntos continúan sin resolverse, particularmente el origen de las especies poliploides que son en su totalidad perennes. El objetivo general de esta tesis es contribuir al conocimiento de la historia evolutiva del género, examinando las afinidades existentes entre las especies hexaploides, H. resinosus y H. tuberosus, especies diploides anuales, y especies diploides y tetraploides perennes. Se llevaron a cabo estudios citogenéticos, clásicos y moleculares, como así también análisis con marcadores moleculares nucleares y organelares y secuencias de regiones intergénicas de cloroplasto. Las configuraciones meióticas en la progenie de la cruza H. annuus × H. resinosus incluyeron univalentes, bivalentes, trivalentes y cuadrivalentes. La ocurrencia de husos con disposición anormal en meiosis II, condujo a la formación de productos meióticos en forma de díadas y tríadas además de las tétradas normales. Como consecuencia, los granos de polen de los híbridos presentaron heterogeneidad en el tamaño, con una distribución que pone en evidencia la formación de gametos 2n no reducidos. En el caso de la cruza H. resinosus × H. neglectus, los productos meióticos se caracterizaron por la presencia de micronúcleos, adicionados a las tétradas de tamaño normal. La hibridización de cromosomas de la progenie de H. resinosus × H. annuus con sondas de ADN genómico de H. annuus (GISH) confirmó el nivel tetraploide de los individuos F1 y puso en evidencia la marca de 17 cromosomas provenientes del parental H. annuus. En cuanto a las configuraciones meióticas, los bivalentes estaban compuestos principalmente por apareamiento autosindético de cromosomas de H. resinosus, aunque también se observaron apareamientos alosindéticos entre cromosomas de ambas especies parentales. Esto sugiere cierta homología parcial, que permite el apareamiento homeólogo y probablemente la recombinación. Los univalentes correspondieron a una u otra especie parental. El GISH utilizando ADN genómico de H. annuus, y otras especies diploides, aplicados a células mitóticas de H. resinosus y H. tuberosus mostró una señal de hibridación débil y uniformemente distribuida sobre los cromosomas de las especies hexaploides. De este modo, no fue posible detectar subgenomas en el complemento cromosómico 6x, lo que puede ser atribuido a la presencia de secuencias repetitivas comunes a las especies del género. Estos resultados rechazan la hipótesis de H. annuus como una de las especies diploides parentales. La única posibilidad que permite retener a H. annuus como candidato implica la ocurrencia de un mecanismo de homogeneización de los subgenomas a nivel de ADN repetitivo luego del evento de hibridización, lo que volvería inefectiva la técnica de GISH para detectar complementos cromosómicos originales. Las técnicas de RAPD e ISSR generaron marcadores consistentes y polimórficos. Fue posible diferenciar a las especies hexaploides, H. resinosus y H. tuberosus, de 9 diploides anuales y de 8 diploides y tetraploides perennes, y se detectaron grupos taxonómicos previamente descriptos dentro de cada sección. En nuestro conocimiento, este es el primer estudio que emplea loci microsatélites de cloroplasto (SSRcp) para el estudio de las relaciones filogenéticas entre especies de Helianthus. El nivel de polimorfismo de siete loci SSRcp fue alto. Las relaciones obtenidas entre especies con estos marcadores mostraron grandes discrepancias con clasificaciones previas, probablemente adjudicados a procesos como homoplasia en tamaño o transferencia diferencial de los genomas nuclear y de cloroplasto. El empleo de secuencias de una región intergénica de cloroplasto permitió la separación de las especies perennes de las anuales y esto la coloca como una técnica comparativamente más informativa. Se continúa con la secuenciación de otras regiones intergénicas a fin de incrementar la resolución de las relaciones entre las especies del género Helianthus. / The genus Helianthus consists of 51 species, native to North America, classified into five sections and six series. It contains diploid, tetraploid and hexaploid species, and includes wild forms of cultivated sunflower H. annuus L. var. macrocarpus. Several studies have addressed the study of the phylogenetic relationships among species of the genus, but a number of points remain unresolved, particularly the origin of polyploid species which are completely perennial. The general objective of this thesis is to contribute to the knowledge of the evolutionary history of the genus, examining the affinities between the hexaploid species, H. resinosus and H. tuberosus, annual diploid species, and diploid and tetraploid perennial species. Cytogenetic studies (both classical and molecular) were carried out, along with nuclear and organellar molecular marker analyses and chloroplast intergenic-regions sequencing. The meiotic configurations in the progeny of the crosses H. annuus × H. resinosus included univalents, bivalents, trivalents and quadrivalents. The occurrence of anormal spindles in meiosis II generated the formation of meiotic products like dyads and triads besides the normal tetrads. Consequently, pollen grains of the hybrids showed heterogeneity in size, with a distribution that exposes the formation of unreduced 2n gametes. In the case of cross H. resinosus × H. neglectus, the meiotic products were characterized by the presence of micronuclei, added to normal size tetrads. The hybridization of chromosomes of the progeny of H. resinosus × H. annuus with probes of genomic DNA of H. annuus (GISH) confirmed the tetraploid level of the F1 and showed the mark of 17 chromosomes coming from the parental H. annuus. Regarding meiotic configurations, bivalents were composed mainly of autosyndetic pairing of H. resinosus chromosomes, although allosyndetic pairings between chromosomes of both parental species were observed. This suggests some parcial homology that allows homeologous paring and probably recombination. Univalents corresponded to one or other parental species. GISH using genomic DNA of H. annuus and others diploids species, applied to mitotic cells of H. resinosus and H. tuberosus rendered a weak signal of hybridization, and uniformly distributed over chromosomes of hexaploide species. Therefore, subgenomes of the 6x chromosomic complement could not be identified, which can be attributed to the presence of repetitive sequences common to the species of the genus. These results reject the hypothesis of H. annuus as one diploid parental species. The only possibility that allows keeping H. annuus as a candidate involves the occurrence of a mechanism of subgenomes homogenization at repetitive DNA level following hybridization, which would make GISH technique ineffective for detecting original chromosome complements. RAPD and ISSR techniques generated polymorphic and consistent markers. It was possible to differentiate the hexaploid species, H. resinosus and H. tuberosus, from 9 diploid annual and 10 diploid and tetraploid perennial species, and taxonomic groups previously described were detected within each section. To our knowledge, this is the first study using chloroplast microsatellite loci (SSRcp) to study the phylogenetic relationships among species of Helianthus. The polymorphism level of seven loci SSRcp was high. The relationships between species obtained with these markers showed large discrepancies with previous classifications, probably awarded to processes such as homoplasy in size or selective transfer of nuclear and chloroplast genomes. The use of a sequence of an intergenic region of chloroplast allowed the separation of perennial species from the annual species, and this characterizes this technique as comparatively more informative. The sequencing of other intergenic regions follows, in order to increase the resolution of relationships among species of the genus Helianthus.

A poliploidia induzida é uma ferramenta valiosa para o melhoramento genético de plantas, resultando em genótipos com características superiores aos diploides correspondentes. Considerando a importância da cultura de eucalipto para o setor florestal e para a economia brasileira, o presente trabalho teve como objetivo estabelecer um protocolo de poliploidização in vitro para eucalipto, utilizando a espécie Eucalyptus urophylla ST Blake. Segmentos nodais contendo gemas laterais de plântulas desenvolvidas in vitro foram utilizados como explantes para os testes de indução. Os tratamentos avaliados consistiram na imersão e agitação dos explantes em soluções de colchicina nas concentrações: 0; 0,125% e 0,250% em tempos de exposição de 12 e 24 horas e posterior inoculação in vitro em meio de cultura para multiplicação. Após 60 dias, as brotações emitidas foram analisadas por citometria de fluxo e constatou-se indivíduos diploides, tetraploides e mixoploides. Estas foram micropropagadas para a obtenção de mudas clonais ao final do processo. As mudas obtidas foram avaliadas por meio de análises morfológicas organográficas e anatômicas para verificar possíveis alterações resultantes da poliploidização in vitro. Os tratamentos promoveram a indução de 16 poliploides, sendo 11 mixoploides, quatro tetraploides e um octaplóide. A eficência máxima de indução obtida foi de 28% de poliploides no tratamento com 0,125% de colchicina por 12 horas sob agitação, com a obtenção tanto de mixoploides como de tetraploides puros. O protocolo geral de micropropagação utilizado, apesar de algumas perdas durante as etapas, garantiu a obtenção de altos percentuais de mudas clonais inteiramente tetraploides, comprovando a eficiência da técnica no isolamento de setores poliploides. A análise morfo-anatômica das mudas mostrou diferenças significativas em relação às características estomáticas, apontando este tipo de análise como indicador de poliploidização na separação preliminar dos indivíduos. A estrutura anatômica das folhas, no entanto, não sofreu modificações significativas, com exceção da espessura e área foliar da epiderme adaxial. A análise de componentes principais realizada para algumas variáveis morfo-anatômicas demonstrou que, apesar da análise estatística não ter apontado diferenças significativas, existe uma tendência em agrupar os genótipos diploides e tetraploides, diferenciando-os principalmente em relação às características estomáticas, espessura foliar, área do mesofilo, parênquimas paliçádico e lacunoso e espaço intercelular. Os resultados obtidos neste trabalho instigam a continuidade do estudo em diversas possibilidades de abordagens, como o estudo do desenvolvimento das mudas em condições de campos, anatomia da madeira e avaliação do comportamento meiótico. / The induced polyploidy is a valuable tool for genetic improvement of plants, resulting in genotypes with superior characteristics to their corresponding diploid. Considering the Eucalyptus culture importance to the forest sector and Brazilian economy, the aim of this study was establish an in vitro polyploidy protocol for eucalyptus, using the species Eucalyptus urophylla ST Blake. Nodal segments containing lateral buds developed from in vitro seedlings were used as explants for induction tests. The treatments tested consisted of soak and shake the explants in colchicine solutions at the concentrations: 0; 0.125% and 0.250% in soaking by periods of 12 or 24 hours and subsequent in vitro inoculation in culture medium for multiplication. After 60 days, the emitted shoots were classified by flow cytometry in levels of ploidy (diploid, tetraploid and mixoploids) and were subsequently micropropagated to obtain clonal seedlings at the end of the process. The clonal seedlings were evaluated using morphological and anatomical analysis to check the possible changes resulting from the in vitro polyploidy. The treatments promoted the induction of sixteen polyploids, being eleven mixoploids, four tetraploid and one octaploid. The maximum induction efficiency was obtained in 28% of polyploidy in the treatment with 0.125% of colchicine by soaking period of 12 hours, having obtained both mixoploids and pure tetraploids. The general protocol of micropropagation used, although presenting some losses during the steps, guaranted the inducing of high percentages of enterelly tetraploid, proving the efficiency of micropropagation in the isolation of polyploid sectors. The morpho-anatomical analysis of the poliploidy seedlings showed significant differences in relation to stomatal characteristics, indicating this type of analysis as polyploidy indicator in the preliminary separation of individuals. The anatomical structure of the leaves, however, did not change significantly, except for the thickness and leaf area of the adaxial epidermis. The principal component analysis (PCA) performed for some morphological and anatomical variables demonstrated that despite the statistical analysis did not have pointed out significant differences, there is a tendency to group the diploid and tetraploid genotypes, differentiating them mainly in relation to stomatal characteristics, leaf thickness, mesophyll area, palisade and spongy parenchyma areas and intercellular space. The results of this work instigate to continue the study in several possibilities of approaches, such as the study of the development of seedlings in fields conditions, wood anatomy and study of meiotic behavior.

A poliploidia induzida é uma ferramenta valiosa para o melhoramento genético de plantas, resultando em genótipos com características superiores aos diploides correspondentes. Considerando a importância da cultura de eucalipto para o setor florestal e para a economia brasileira, o presente trabalho teve como objetivo estabelecer um protocolo de poliploidização in vitro para eucalipto, utilizando a espécie Eucalyptus urophylla ST Blake. Segmentos nodais contendo gemas laterais de plântulas desenvolvidas in vitro foram utilizados como explantes para os testes de indução. Os tratamentos avaliados consistiram na imersão e agitação dos explantes em soluções de colchicina nas concentrações: 0; 0,125% e 0,250% em tempos de exposição de 12 e 24 horas e posterior inoculação in vitro em meio de cultura para multiplicação. Após 60 dias, as brotações emitidas foram analisadas por citometria de fluxo e constatou-se indivíduos diploides, tetraploides e mixoploides. Estas foram micropropagadas para a obtenção de mudas clonais ao final do processo. As mudas obtidas foram avaliadas por meio de análises morfológicas organográficas e anatômicas para verificar possíveis alterações resultantes da poliploidização in vitro. Os tratamentos promoveram a indução de 16 poliploides, sendo 11 mixoploides, quatro tetraploides e um octaplóide. A eficência máxima de indução obtida foi de 28% de poliploides no tratamento com 0,125% de colchicina por 12 horas sob agitação, com a obtenção tanto de mixoploides como de tetraploides puros. O protocolo geral de micropropagação utilizado, apesar de algumas perdas durante as etapas, garantiu a obtenção de altos percentuais de mudas clonais inteiramente tetraploides, comprovando a eficiência da técnica no isolamento de setores poliploides. A análise morfo-anatômica das mudas mostrou diferenças significativas em relação às características estomáticas, apontando este tipo de análise como indicador de poliploidização na separação preliminar dos indivíduos. A estrutura anatômica das folhas, no entanto, não sofreu modificações significativas, com exceção da espessura e área foliar da epiderme adaxial. A análise de componentes principais realizada para algumas variáveis morfo-anatômicas demonstrou que, apesar da análise estatística não ter apontado diferenças significativas, existe uma tendência em agrupar os genótipos diploides e tetraploides, diferenciando-os principalmente em relação às características estomáticas, espessura foliar, área do mesofilo, parênquimas paliçádico e lacunoso e espaço intercelular. Os resultados obtidos neste trabalho instigam a continuidade do estudo em diversas possibilidades de abordagens, como o estudo do desenvolvimento das mudas em condições de campos, anatomia da madeira e avaliação do comportamento meiótico. / The induced polyploidy is a valuable tool for genetic improvement of plants, resulting in genotypes with superior characteristics to their corresponding diploid. Considering the Eucalyptus culture importance to the forest sector and Brazilian economy, the aim of this study was establish an in vitro polyploidy protocol for eucalyptus, using the species Eucalyptus urophylla ST Blake. Nodal segments containing lateral buds developed from in vitro seedlings were used as explants for induction tests. The treatments tested consisted of soak and shake the explants in colchicine solutions at the concentrations: 0; 0.125% and 0.250% in soaking by periods of 12 or 24 hours and subsequent in vitro inoculation in culture medium for multiplication. After 60 days, the emitted shoots were classified by flow cytometry in levels of ploidy (diploid, tetraploid and mixoploids) and were subsequently micropropagated to obtain clonal seedlings at the end of the process. The clonal seedlings were evaluated using morphological and anatomical analysis to check the possible changes resulting from the in vitro polyploidy. The treatments promoted the induction of sixteen polyploids, being eleven mixoploids, four tetraploid and one octaploid. The maximum induction efficiency was obtained in 28% of polyploidy in the treatment with 0.125% of colchicine by soaking period of 12 hours, having obtained both mixoploids and pure tetraploids. The general protocol of micropropagation used, although presenting some losses during the steps, guaranted the inducing of high percentages of enterelly tetraploid, proving the efficiency of micropropagation in the isolation of polyploid sectors. The morpho-anatomical analysis of the poliploidy seedlings showed significant differences in relation to stomatal characteristics, indicating this type of analysis as polyploidy indicator in the preliminary separation of individuals. The anatomical structure of the leaves, however, did not change significantly, except for the thickness and leaf area of the adaxial epidermis. The principal component analysis (PCA) performed for some morphological and anatomical variables demonstrated that despite the statistical analysis did not have pointed out significant differences, there is a tendency to group the diploid and tetraploid genotypes, differentiating them mainly in relation to stomatal characteristics, leaf thickness, mesophyll area, palisade and spongy parenchyma areas and intercellular space. The results of this work instigate to continue the study in several possibilities of approaches, such as the study of the development of seedlings in fields conditions, wood anatomy and study of meiotic behavior.

A história de domesticação da cana-de-açúcar (Saccharum spp.) é atípica. As variedades modernas derivam de um processo que inclui hibridações entre a espécie domesticada S. officinarum e a silvestre S. spontaneum, sucessivos retrocruzamentos, no sentido de recuperar o genoma de S. officinarum e a seleção de progênies superiores. Além disso, as genealogias contemplam cruzamentos entre genótipos e eventualmente espécies, todos com elevado grau de ploidia e número de cromossomos distintos, assim como aneuploidias. Frente ao exposto, este trabalho teve como objetivos estabelecer o número de cromossomos e avaliar o comportamento meiótico da cultivar IACSP93-3046, bem como, identificar as associações cromossômicas em meiose I dos genótipos IACSP93-3046, IACSP95-3018 e de um representante de S. officinarum, Caiana Fita, pela marcação dos centrômeros usando FISH. O número de cromossomos da cultivar IACSP93-3046 foi determinado a partir de preparações do meristema radicular, pré-tratado com 8-hidroxiquinolina (0,03%, 4h), e corado pelo método de Feulgen. As células metafásicas foram analisadas sob microscopia óptica, preferencialmente intactas e com o mínimo de sobreposição de cromossomos. Para a análise do comportamento meiótico utilizou-se a técnica de esmagamento, e as células foram coradas com carmim propiônico. Foram observadas as fases meióticas desde a metáfase I até a telófase II, bem como as tétrades. O pareamento cromossômico em meiose I foi analisado usando a técnica de hibridização in situ fluorescente (FISH). Para tanto, preparações dos genótipos IACSP93-3046, IACSP95-3018 e Caiana Fita foram realizadas pelo gotejamento de uma suspensão de células em diacinese. As sondas foram obtidas por PCR a partir da amplificação da região centromérica de cana-de-açúcar, marcadas com digoxigenina-11-dUTP, por nick translation, e detectadas com anti-digoxigenina-rodamina. As lâminas foram montadas em DAPI-Vectashield e analisadas sob microscopia de fluorescência. O número diplóide 2n = 112 foi observado para a cultivar IACSP93-3046, sendo caracterizado pela primeira vez neste estudo. A microsporogênese de IACSP93-3046 apresentou elevado percentual de irregularidades (68%). De modo geral, as anormalidades foram relativas à segregação dos cromossomos, e incluíram migração precoce para os polos em metáfase I e II, cromossomos retardatários em anáfase (I e II) e em telófase (I e II), cromossomos perdidos em prófase II, e micronúcleos nas tétrades. A análise dos sítios de hibridização permitiu comprovar que os cromossomos se associam predominantemente como bivalentes em IACSP93-3046, IACSP95-3018 e Caiana Fita. As irregularidades na segregação dos cromossomos conduzem a micrósporos aneuploides, como constatado em IACSP93-3046. Sugere-se que a assincronia do processo meiótico entre os genomas que compõem a cana-de-açúcar tem papel relevante na geração dessas irregularidades. / The history of the sugarcane domestication (Saccharum spp.) is atypical. Modern varieties are derived from a hybridization process between the domestic species S. officinarum and the wild species S. spontaneum, successive backcrossings to recover the genome of S. officinarum, and the selection of superior progenies. The genealogies include crossings among genotypes, and possibly Saccharum species, all with a high degree of ploidy and different numbers of chromosomes, as well as aneuploidies. The study aimed to establish the number of chromosomes and evaluate the meiotic behavior of cultivar IACSP93-3046, and identify chromosomal associations in meiosis I of genotypes IACSP93-3046, IACSP95-3018 and Caiana Fita (a representative of S. officinarum) by labeling centromeres using fluorescence in situ hybridization (FISH). The number of chromosomes in cultivar IACSP93-3046 was determined from the root meristem preparations, pretreated with 8-hydroxiquinoline and stained by the Feulgen method. Metaphasic cells, preferably intact and with minimum chromosome overlap, were analyzed under an optical microscope. Meiotic behavior was examined from the preparations by using squashing method and stained with propionic carmine. Meiotic phases were observed from metaphase I to telophase II, and tetrad stages. Chromosomal pairing in meiosis I was analyzed by using the FISH technique. The slides of genotypes IACSP93-3046, IACSP95-3018 and Caiana Fita were produced by dropping a suspension of meiocytes in diakinesis. The probes were obtained by PCR, with amplification of the centromere region, and labeled with digoxigenin-11-dUTP, by nick translation, and detected with anti-digoxigenin-rhodamine. The slides were mounted in DAPI-Vectashield and analyzed under a fluorescence microscope. The diploid number 2n = 112 was observed for cultivar IACSP93-3046 and characterized in this study for the first time. Microsporogenesis of IACSP93-3046 presented a high irregularity percentage regarding chromosome segregation, especially precocious migration to poles in metaphase I and II, laggard chromosomes in anaphase and telophase I and II, lost chromosomes in prophase II, and micronuclei in the tetrad stages. The analysis from the hybridization sites proved that the chromosomal pairing occurred predominantly as bivalents in IACSP93-3046, IACSP95-3018 and Caiana Fita. Chromosomal segregation irregularities led to aneuploid microspores, as confirmed in IACSP93-3046, suggesting the asynchrony in the meiotic process between the sugarcane genomes play an important role in producing these irregularities.

Submitted by (ana.araujo@ufrpe.br) on 2017-02-17T16:39:46Z No. of bitstreams: 1 Kaliny Veiga Pessoa da Silva.pdf: 1359915 bytes, checksum: de61e5532d3cfedb773fa796979687fb (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-17T16:39:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kaliny Veiga Pessoa da Silva.pdf: 1359915 bytes, checksum: de61e5532d3cfedb773fa796979687fb (MD5) Previous issue date: 2011-02-17 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The Manihot genus belongs to Euphorbiaceae family, has about 98 species and native to tropical regions of the Americas, with greatest diversity center in Brazil, with 80% of Manihot species, showing a large vegetative polymorphism and a potential source for cassava breeding programs. Cassava (Manihot esculenta Crantz) is the only commercially cultivated species, with the shoots and the tuber roots used for both human food and animal feed. Cassava roots are also used in the manufacture of flour or in the composition of other products. Karyotypic analysis in mitotic or meiotic cells concerning to chromosomal homology, numerical and structural variations, polyploidy and evolution mechanisms of the karyotypes can provide useful information for breeding programs aimed at achieving improved cultivars. In addition, a karyotype study in many cases contributes to the increase cytogenetic markers that while certain aspects related to horticultural assist in the cultivars characterization. Manihot species are considered allotetraploid, with 2n=36 chromosome and x=9 as basic number. Natural interspecific crosses can be found frequently, making in some cases infertile hybrids. Infertility is not easily detected using phenotypic analysis. However, it is believed that these species undergone diploidization process along the evolution, now showing a meiotic behavior of a diploid. This work aimed the mitotic and meiotic analysis in nine species of the genus Manihot in order to confirm the karyotypic stability described at literature data. Three varieties of cassava and eight wild species were analised. The analysis revealed strong mitotic stability among species regarding the number and chromosome morphology, average size of chromosomes of 1.75 and maximum of two pairs of satellites. The meiosis was regular in wild species and irregular in varieties of M. esculenta 'manipeba', showing univalent, bivalent and trivalent at metaphase-anaphase I, showing typical behavior of a triploid and partly irregular meiosis in 'pornunça', producing polyads in microsporogenesis. An additional study was performed with molecular marker ISSR (Inter simple sequence repeat). Polymorphism was observed in 89.7% among the locus of the species, but as expected, there was a great genetic similarity between varieties of M. esculenta cultivated for the wild species. / O gênero Manihot pertence a família Euphorbiaceae, possui cerca de 98 espécies e é nativo das regiões tropicais das Américas, apresentando um grande centro de diversidade genética no Brasil. Cerca de 80% das espécies de Manihot ocorrem no país, exibindo amplo polimorfismo vegetativo e reunindo potencial para utilização em programas de melhoramento genético do gênero. A mandioca (M. esculenta Crantz) é a única espécie comercialmente cultivada, e dela se aproveita tanto a parte aérea como suas raízes reserva para consumo humano e animal, sendo utilizada na fabricação de farinha ou como parte da composição de diversos outros produtos e subprodutos. Análise cariotípica em células mitóticas ou meióticas em relação a homologia cromossômica, variações numéricas e estruturais, poliploidia e mecanismos evolutivos dos cariótipos podem fornecer informações úteis aos programas de melhoramento que visam a obtenção de cultivares melhoradas. Além disso, um estudo cariotípico em muitos casos contribui para o aumento no número de marcadores citológicos que quando relacionados a determinados aspectos horticulturais auxiliam na caracterização de cultivares. As espécies de Manihot são consideradas alotetraplóides, com 2n=36 e um número básico x=9. Cruzamentos interespecíficos naturais podem ocorrer com certa freqüência produzindo híbridos férteis ou não e, que, nos casos de infertilidade, essa característica pode não ser facilmente detectada por análise fenotípica. No entanto, acredita-se que estas espécies sofreram processo de diploidização ao longo da evolução, apresentando hoje um comportamento meiótico típico de diplóide. Este trabalho realizou a análise mitótica e meiótica em nove espécies do gênero Manihot, a fim de confirmar a estabilidade cariotípica descrita na literatura. Para isso, três variedades de mandioca e oito espécies silvestres foram analisadas. O estudo revelou uma forte estabilidade do cariótipo mitótico entre as espécies quanto ao número e morfologia cromossômica, o tamanho médio dos cromossomos de 1,75 e máximo de dois pares de satélites. A meiose foi regular em espécies selvagens e irregular em variedades de 'manipeba‟ M. esculenta, mostrando univalentes, bivalentes e trivalentes na metáfase, anáfase I, mostrando o comportamento típico de uma meiose triplóides e parcialmente irregular em ' pornunça", produzindo políades na microsporogênese. Adicionalmente foi realizado um estudo molecular com marcador ISSR (Simples sequência interna). Foram observados polimorfismos da ordem de 89,7% entre os lócus das espécies estudadas mostrando uma ampla variabilidade genética entre as espécies do gênero que podem ser fontes importantes de genes a serem empregados em programas de melhoramento da espécie cultivada. Entretanto, como esperado, houve uma grande similaridade genética entre as variedades da espécie M. esculenta em relação as espécies silvestres.