Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Aquicultura, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T03:07:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 297103.pdf: 207947 bytes, checksum: eaca0841bbea8b409ef58133cad20397 (MD5) / Três métodos de indução à triploidia (3N) foram testados em ostras diplóides (Crassostrea gigas), sendo dois químicos, Citocalasina-B (CB) e 6-dimetilaminopurina (6-DMAP) e um físico de temperatura. O objetivo foi avaliar uma tecnologia de indução à triploidia apropriada às características peculiares do Laboratório de Moluscos Marinhos da UFSC. Três experimentos foram realizados separadamente, a 25º C, e em todos foram obtidas larvas triplóides viáveis. No experimento-I avaliou a eficiência de indução à triploidia com a CB [0,5 mg L-1] e 6-DMAP [390 µmols L-1], sendo o tratamento com CB (57% 3N) estatisticamente mais eficiente que a 6-DMAP (22,32% 3N). No experimento-II, testou a eficiência de indução à triploidia com a CB [0,5 mg L-1] e 6-DMAP [450 µmols L-1], não havendo diferença entre os tratamentos (CB - 55% 3N e 6-DMAP - 56% 3N). No experimento-III a eficiência de indução à triploidia com CB [0,5 mg L-1] e com choque de temperatura (25º-36º C), sendo que os tratamentos não tiveram diferença significativa (CB - 57,31% 3N e Temperatura - 45,29% 3N). Em ambos os experimentos foi observada uma alta mortalidade nos tratamentos com os químicos, em especial a CB. A partir desses resultados, a substituição da CB por outros métodos de indução demonstrados é necessária, tendo em vista seu alto custo de aquisição, e ainda a alta toxicidade da substância, tanto ao meio ambiente quanto ao operador.

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

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

Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2018-01-29T12:18:30Z No. of bitstreams: 0 / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-03-22T10:23:30Z (GMT) No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2018-03-22T10:23:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2017-07-11 / Lippia alba é uma planta vastamente utilizada pela medicina popular devido as suas características antimicrobianas, antiespasmódicas, anti-inflamatórias, analgésicas, digestivas, entre outras. Conhecida popularmente como “cidreira”, “erva cidreira” entre outros nomes populares, L. alba é amplamente utilizada no Brasil e na América do Sul. Possuindo grande variação genética, foram encontrados cinco citótipos de L. alba com 2n=30, 38, 45, 60 e 90 cromossomos. O estudo dessas variações cromossômicas levou a uma proposta de formação de um complexo autopoliploide a partir de cruzamentos unilaterais e bilaterais de citótipos por meio de gametas reduzidos e/ou não reduzidos. Avanços foram obtidos no que diz respeito ao conhecimento de L. alba e diversas abordagens, tais como, análise de dados cariotípicos, citogenéticos, citométricos e moleculares foram empregadas. Para contribuir no estudo da variação biológica da espécie, o presente trabalho teve como objetivo avaliar, de forma comparativa, o perfil proteômico dos níveis de ploidia descritos para a espécie (diploide, aneuploide, triploide, tetraploide, hexaploide). Para isso, foi realizada a extração de proteínas de folhas de representantes das ploidias citadas, com posterior separação por eletroforese bidimensional, análise de spots e identificação de proteínas por espectrometria de massas. Ao comparar o perfil proteômico do acesso diploide ao perfil dos demais níveis de ploidia, foi possível identificar diferenças de expressão entre os spots analisados. Essas diferenças mostraram-se tanto qualitativas, devido a variações de ausência e presença na expressão dos spots, quanto quantitativas, de acordo com a porcentagem de volume de cada spot. Além disso, foram identificadas 44 proteínas, sendo 27 relacionadas à fotossíntese, 12 relacionadas à energia e metabolismo, 3 chaperonas e 2 proteínas tubulinas de função estrutural. Para cada uma dessas proteínas identificadas, foi possível observar as semelhanças e divergências de expressão entre os níveis de ploidia estudados. As proteínas identificadas possuem papéis relevantes no metabolismo primário de Lippia alba. Os dados sugerem, de modo geral, que a alteração no tamanho do genoma não provocou alterações representativas no perfil proteômico observado, à exceção do acesso triploide que apresentou um perfil particular. / Lippia alba is a plant vastly utilized in popular medicine due to its antimicrobial, antispasmodic, anti-inflammatory, analgesic and pro-digestive features. It is commonly known in Brazilian Portuguese as “cidreira”, “erva cidreira” along with other popular names and “bushy matgrass” in English. It is widely used in Brazil and South America. The species display large genetic variation, five cytotypes have been described with 2n=30, 38, 45, 60 and 90. The study of these chromosomal variations has led to proposing the formation of an autopolyploid complex derived from unilateral and bilateral crossings of cytotypes by reduced and/or non-reduced gametes. There have been advances concerning the knowledge on L. alba and on the formation of the polyploid complex. Various approaches have been employed, such as analysis of data generated from karyotyping, cytogenetics, cytometry and molecular genetics. The present work aims at contributing to elucidate the possibility of biological variations by assessing, comparatively, the proteomic profile of the ploidy levels described for the species (diploid, aneuploid, triploid, tetraploid and hexaploid). Protein extraction from leaves has been carried out with posterior dimensional electrophoretic separation. Later, we performed spot analysis and protein identification by mass spectrometry. When comparing the proteomic profile from the diploid sample to the remaining ploidy levels, expression differences were observed between the spots analyzed. The differences showed to be either qualitative, due to the variation in presence of spots, and quantitative, as observed in the volume percentage of each spot. In addition, we identified 44 proteins, being 27 related to photosynthesis, 12 to metabolism and energy, 3 chaperones, and 2 tubulins with structural function. For each of the identified proteins, it was possible to observe similarities and divergences concerning expression amidst the ploidy levels studied. The proteins identified possess relevant roles in primary metabolism of L. alba. Our data suggest that alterations in genome size do not provoke representative alterations on the proteomic profile, with the exception of the triploid sample, which displayed a particular profile.

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

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

Orientador: Elza Maria Guimarães Santos / Resumo: A limitação de pólen é um dos fatores que mais afeta a produção de frutos e sementes de muitas populações naturais. Cerca de 60% das angiospermas apresentam baixo sucesso reprodutivo decorrente da transferência ineficiente dos grãos de pólen pelos polinizadores. Assim, o objetivo geral desse estudo foi avaliar diversos aspectos ligados à limitação de pólen em Zeyheria montana (Bignoniaceae), uma espécie ornitófila e autoincompatível. Ao longo do período de florescimento, com ampla variação do anúncio floral, nós avaliamos o efeito do padrão de forrageamento dos polinizadores dentro e entre plantas sobre o sucesso reprodutivo das mesmas. Avaliamos também as estratégias de forrageamento empregadas por cada espécie de polinizador e o efeito do roubo de néctar sobre a produção de frutos. Além disso, estimamos o tamanho do genoma das plantas com a finalidade de avaliar se havia variações intrapopulacional no nível de ploidia que pudessem estar associadas ao baixo sucesso reprodutivo. Em geral, nós demonstramos que a baixa qualidade do pólen transferido pelos polinizadores é o principal fator limitante do sucesso reprodutivo de Z. montana. Esse efeito ocorre principalmente no pico do florescimento, quando o anúncio floral é mais intenso, e os polinizadores tendem visitar um maior número de flores sequenciais dentro da mesma planta transferindo pólen incompatível. Além disso, o padrão de movimento entre plantas também não se mostrou eficiente, visto que os polinizadores frequentemen... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Pollen limitation is one of the factors that most affects the fruits and seeds production of many natural populations. Around 60% of angiosperms have low reproductive success due to inefficient pollen grains transfer among flowers by pollinators. Thus, the general goal of this study was to evaluate several aspects related to pollen limitation in Zeyheria montana (Bignoniaceae), an ornithophilous and self-incompatible species. Throughout the flowering period, with wide variation in floral display, we evaluated the effect of the pollinators’ foraging pattern within and between plants on their reproductive success. We also evaluated the foraging strategies employed by each pollinator species and the effect of nectar robbing on fruit production. In addition, we estimated the plants’ genome size in order to evaluate whether there were intrapopulation variations in the ploidy level that could be associated with the low reproductive success. In general, we demonstrated that the low pollen quality transferred by pollinators is the main limiting factor of the reproductive success. This effect occurs mainly at the flowering peak, when the floral display is more intense, and pollinators tend to visit a larger number of sequential flowers within the plant transferring incompatible pollen. In addition, the movement pattern between plants also was not efficient, since pollinators often visited nearby plants that possibly were more related. Although some hummingbirds species alternate their... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

A tropical forage breeding program contains several peculiarities, especially when it involves polyploid species and facultative apomixis. Despite their importance, there is still a lack of information on genetic studies of critical forage traits and on the employment of genomic tools when compared to other crops and temperate forages. The genus Brachiaria is the most important for forage in tropical regions mainly beef production. The commercial species in this genus are excellent perennial forage, and the identification of superior genotypes depends on the selection of many characteristics under complex genetic control, with high cost and time-consuming evaluation. Therefore, the knowledge about uses and applications of classic and genomic tools in forage traits may be useful to support breeding programs and the development of new cultivars. In this context, the aim was to evaluate several different classic and genomic tools to be employed as selection strategies in a traditional tropical forage breeding program. A panel of tetraploid hybrids obtained from crossing Urochloa brizantha x Urochloa ruziziensis was phenotyped and genotyped to evaluate genetic parameters and perform genomic studies. The classic phenotypic analysis showed no clear trend of the importance of additive and non-additive genetics effects for agronomical and nutritional traits. The Mulamba and Mock index should be used in the univariate level, due to the promotion of a more balanced response to selection for all traits in the multivariate selection. In the genomic extraction and evaluations, the reads that were aligned to a \'mock\' reference genome, created from GBS data of the cultivar \'Marandu\', had more SNP discovered compared to the closest true reference genomes, Setaria viridis and S. italica. We recommended different thresholds of sample depth and genotype quality (GQ) to eliminate poor quality reads without introducing genotype bias. Cross-validation revealed that missing genotypes were imputed with a median accuracy of 0.85 using Random Forest algorithm to produce a complete genotype matrix, regardless of heterozygote frequency. The genome-wide association analysis (GWAS) revealed candidate genes associated with many tropical forage traits across all cutting seasons, which could be the first step toward marker-assisted selection (MAS). Moreover, our results suggest that accounting for allele dosage is essential, since the tetraploid level provided more information about the true biological state. Therefore, our findings revealed the complexity of the genetic architecture of Urochloa spp. traits and provided important insights towards the application of GWAS in polyploids species. The genomic selection analysis revealed that GBLUP-A (additive) and GBLUP-AD (additive + dominance) showed similar prediction abilities considering both single and multi-trait models. Conversely, combining GBLUP-AD and tetraploid information could improve the selection coincidence. Furthermore, the multi-trait validation scheme 2 (VS2), where one trait is not evaluated for some individuals, provided an increment of up to 30% to the prediction ability. Therefore, it is an useful strategy for traits with low heritability. Overall, all genomic selection models considered provided greater genetic gains than the phenotypic selection. Similarly, the allele dosage associated with additive, dominance and multi-trait factors increased the accuracy of genomic prediction models for interspecific polyploid hybrids. Finally, genomic tools should be used in forages breeding programs in order to reduce cost and time. / Um programa de melhoramento de forragem tropical contém várias peculiaridades, especialmente quando se trata de espécies poliplóides e de apomixia facultativa. Apesar de sua importância, atualmente, faltam informações sobre estudos genéticos de características forrageiras e sobre o emprego de ferramentas genômicas quando comparadas a outras culturas e forragens de clima temperado. O gênero Brachiaria é o mais importante para formação de pastagens nas regiões tropicais, principalmente para produção de carne bovina. As espécies comerciais deste gênero são excelentes forrageiras perenes, e a identificação de genótipos superiores depende da seleção de muitas características sob controle genético complexo, com alto custo e avaliação demorada. Portanto, o conhecimento sobre usos e aplicações de ferramentas clássicas e genômicas em características forrageiras pode ser útil para apoiar programas de melhoramento e o desenvolvimento de novas cultivares. Nesse contexto, objetivou-se avaliar diversas ferramentas clássicas e genômicas a serem empregadas como estratégias de seleção em um programa tradicional de melhoramento de forrageiras tropicais. Um painel de híbridos tetraplóides obtidos do cruzamento Urochloa brizantha x Urochloa ruziziensis foi fenotipado e genotipado para avaliar parâmetros genéticos e realizar estudos genômicos. Para a análise fenotípica clássica, concluímos que não havia uma tendência clara da importância dos efeitos genéticos aditivos e não-aditivos para características agronômicas e nutricionais. O índice de Mulamba e Mock deve ser usado no nível univariado, devido à promoção de uma resposta mais equilibrada à seleção para todas as características na seleção multivariada. Na extração e nas avaliações genômicas, as leituras que foram alinhadas ao genoma de referência \'simulado\', criado a partir dos dados de GBS da cultivar \'Marandu\', tiveram a maior porcentagem de descoberta de marcadores SNP comparado aos genomas de referência mais próximos, Setaria viridis e S. italica. Recomendamos diferentes limiares de profundidade de leitura e qualidade de genótipo (GQ) para eliminar leituras de baixa qualidade sem introduzir viés de chamada de genótipo. A validação cruzada revelou que os genótipos ausentes foram imputados com uma precisão mediana de 0,85 pelo algoritmo Random Forest para produzir uma matriz genotípica completa, independentemente da frequência de heterozigotos. A análise de associação genômica ampla (GWAS) revelou genes candidatos associados a muitas características forrageiras tropicais, o que poderia ser o primeiro passo em direção à seleção assistida por marcadores (MAS). Além disso, nossos resultados sugerem que a contabilização da dosagem alélica é essencial, uma vez que o nível tetraploide fornece mais informações sobre o verdadeiro estado biológico. Portanto, nossos achados revelam a complexidade da arquitetura genética de características de Urochloa spp. e fornecem informações importantes para a aplicação de GWAS em espécies poliploides. A análise de seleção genômica revela que o GBLUP-A (aditivo) e o GBLUP-AD (aditivo + dominância) mostraram capacidades de predição semelhantes, considerando tanto os modelos simples quanto os multi-característica. Por outro lado, combinando-se GBLUP-AD e informação tetraploide foi possível melhorar a coincidência de seleção. Além disso, o esquema de validação multi-característica 2 (VS2), onde uma característica não é avaliada para alguns indivíduos, pode fornecer um incremento de até 30% da capacidade de previsão. Portanto, é uma estratégia útil para características com baixa herdabilidade. No geral, todos os modelos de seleção genômica considerados proporcionaram maiores ganhos genéticos do que a seleção fenotípica tradicional. Da mesma forma, a dosagem do alelo associado a fatores aditivos, de dominância e multicaracteres aumentou a acurácia dos modelos genômicos de predição para híbridos poliploides interespecíficos. Finalmente, ferramentas genômicas devem ser utilizadas em programas de melhoramento de forragens para reduzir custos e tempo.

Desde os primórdios da agricultura e pecuária, o homem seleciona indivíduos com características desejáveis para reprodução e aumento da proporção de novos indivíduos com tais qualidades. Com o conhecimento da estrutura de DNA e o advento da engenharia genética, a identificação e caracterização de espécies e indivíduos conta com novas tecnologias para auxiliar no desenvolvimento de novas variedades de plantas e animais para diversos fins. Tais tecnologias envolvem procedimentos bioquímicos e físicos cada vez mais apurados que produzem medidas cada vez mais precisas, um exemplo disso são as técnicas que empregam a espectometria de massa para comparar polimorfismos de base única (SNPs). Nas plantas é comum a ocorrência de poliploidia, que consiste na presença de mais de dois cromossomos num mesmo grupo de homologia. A determinação do nível de ploidia é fundamental para a correta genotipagem e por consequência maior eficiência no estudo e aprimoramento genético de plantas. Neste trabalho caracterizamos o fenômeno da poliploidia com modelos probabilísticos de urnas e bolas, propondo um método eficiente e adequado de simulação, assim como uma técnica simples para inferir níveis de ploidia e classificar amostras bialélicas aproveitando características geométricas do problema. Análises de dados simulados e reais provenientes de um experimento de cana-de-açúcar foram realizadas com diferentes medidas de separação entre agrupamentos e diferentes condições experimentais. Para os dados reais, métodos gráficos descritivos evidenciam a corretude e coerência do método proposto, que pode ser generalizado para a genotipagem de locos multialélicos poliplóides. Encerramos o trabalho comparando nossos resultados com a abordagem SuperMASSA [Serang2012] que trouxe excelentes resultados ao problema. Todo código desenvolvido em linguagem R está disponibilizado com o texto. / Since the beginnings of agriculture and livestock, the man selects individuals with desirable characteristics to breed and increase the proportion of new individuals with such qualities. With knowledge of the DNA structure and the advent of genetic engineering, the identification and characterization of individual species can make use of new technologies to help develop new varieties of plants and animals for many purposes. These technologies involve complex biochemical and physical procedures that produce even more accurated measures, like techniques that employ mass spectrometry to compare single nucleotide polymorphisms (SNPs). In plants it is common the occurrence of polyploidy, which is the presence of more than two chromosomes in the same group of homology. The determination of polyploidy level is essential for correct SNPs genotype calling and therefore greater efficiency in the study and genetic improvement of plants. In this work we characterize the phenomenon of poliploidy with probabilistic urns and balls models, proposing an efficient and appropriate method of simulation, as well as a simple technique to infer ploydy levels and classify biallelic samples accurately taking advantage of geometrical characteristics of the problem. Analysis of simulated and real data from an experiment of sugarcane were conducted with different measures of separation between groups and different experimental conditions. For the actual data, descriptive graphical methods show the correctness and consistency of the proposed method, which can be generalized to multi-allelic loci genotyping polyploid. We end our work comparing our results with the SuperMASSA [Serang2012] approach that brought excellent results to the problem. All code developed in language R were provided with the text.

Oxisteróis são derivados oxigenados do colesterol que podem ser formados por autoxidação ou por atividade de enzimas específicas. Eles apresentam inúmeras atividades biológicas, incluindo inibição da proliferação celular e citotoxicidade. Dentre os oxisteróis, 7-cetocolesterol (7-KC), que difere do colesterol por apresentar um grupamento cetônico no carbono 7, é conhecido por induzir morte celular por diferentes vias. Neste projeto de pesquisa pretendemos avaliar o uso de uma emulsão lipídica contendo oxisterol (OXLE) como veículo para entrega de 7-KC a células tumorais. Os efeitos tóxicos de OXLE foram avaliados nas linhagem celulares RPMI 8226 (mieloma múltiplo) e B16F10 (melanoma). As células foram tratadas com: a) uma emulsão conhecida por atuar funcionalmente como a LDL (LDE); b) OXLE (75 uM até 225 uM de 7-KC); c) 7-KC (100 uM). As distribuições das células nas diferentes fases do ciclo de duplicação celulares foram analisadas por citometria de fluxo com iodeto de propídio. Todos os tratamentos, nestas concentrações, levaram a acúmulo das células de mieloma na fase proliferativa do ciclo celular. Para analisar a resposta apoptótica, nos utilizamos o fluorocromo JC-1, que mede o potencial transmembranar mitocondrial. Ambas a linhagens celulares, quando tratadas com OXLE, apresentaram hiperpolarização do potencial transmembranar associado com progressivo decrescimento do mesmo. Os resultados mostram que os grupos OXLE e 7-KC induziram a uma morte massiva das células de mieloma. OXLE induziu um efeito citostático nas células de melanoma, caracterizadas por alterações de morfologia, com um aumento na polimerização das fibras de actina, hiperpolarização seguida de perda do potencial transmitocondrial (apoptose associada à despolarização) , presença de vacúolos autofágicos como figuras de mielina (morte celular programada do tipo II - Autofagia); e impossibilitando as células de fazer a citocinese, determinado pelo aparecimento de uma população de células poliplóides. Nossos resultados indicam que esta nova emulsão contendo um oxisterol em sua formulação não é apenas um veículo para moléculas hidrofóbicas, mas pode atuar como agente cistotático/citotóxico. A morte mediada por OXLE possui características de apoptose e autofagia. Estes resultados são promissores e o possível use de OXLE in vivo necessita de futuras investigações. / Oxysterols are oxygenated derivatives of cholesterol that may be formed by autoxidation or by action of specific enzymes. They exhibit a number of biologic activities including inhibition of cellular proliferation and cytotoxicity. Among oxysterols, 7-ketocholesterol (7-KC), that differs form cholesterol by a functional ketone group at C7, is known to induce cell death by different ways. Herein we evaluated the use of an oxysterol-containing lipid emulsion(OXLE) as a vehicle to deliver 7-KC to tumor cells. OXLE was evaluated regarding its toxicity on RPMI 8226 (multiple myeloma) and B16F10 (melanoma) cell lines. Cells were treated with: a) an emulsion known to act functionally as LDL (LDE); b) OXLE (75 uM to 225uM of 7KC); c) 7KC (100uM). The distribution of cells in the different phases of cell cycle was analyzed by flow cytometry with propidium iodide. All treatments, according to the concentrations, led the myeloma cells to an arrest in the proliferative phases of the cell cycle. To analyze the apoptotic response, we then used a fluorochrome (JC-1), which measures the mitochondrial transmembrane potential. Both cell lines when treated with OXLE had a hyperpolarization of the transmembrane potential that decrease progressively. The results showed that exposure to either OXLE or 7-KC induced a massive death of myeloma cells. OXLE had an cytostatic effect on melanoma cells characterized by morphologic alterations as increased polymerization of actin fibers; hyperpolarization followed by a dissipation of the mitochondrial transmembrane potential (apoptosis-associated depolarization); presence of IX autophagic vacuoles as myelin figures (programmed cell death type II - Autophagy); and impaired cytokinesis, as determined by the emergence of a polyploid population. Our results indicated that this new oxysterol-containing emulsion is not only a carrier for hydrophobic molecules, but it can act itself as a cytostatic/cytotoxic agent. Cell death mediated by OXLE have both apoptosis and autophagy characteristics. These results are promising and the possible use of OxLE in vivo warrants further investigation