Gliomas are brain tumors arising from neuroglia. In most cases astrocytic or oligodendroglial component is the main element of the tumor. Non-random chromosomal abberations are found in tumor cells as was revealed previously. The aim of this study was a fluorescence in-situ hybridisation analysis (FISH) of tissue samples obtained during neurosurgical procedures, determine the frequence of selected chromosomal abberations, further correlation with morphological and clinical data and statistical analysis of the results. During six years 264 tissue samples were gained in which FISH with defined probes was performed. The acquired results were compared with histological analysis and selected clinical data (age, Karnofsky score, extent of resection, overall survival). The whole series was divided into 7 groups by tumor type for further statistical analysis. In every group median and mean survival time was calculated, Kaplan-Meier analysis was focused on influence of selected parameters to overall survival. In some categories Cox regression model was created to achieve a hazard ratio of selected parameters. In WHO Grade II and III tumors the risk of malignant progression and tumor upgrading is significantly higher in comparison with samples where specific abberations were not found (EGFR amplification, CDKN2A and...

In the present study, I dealt with morphological, cytological, and ecological research on a rare Central-European species Spergularia echinosperma and its comparison with a similar weedy species S. rubra. Existence of two cytotypes of S. echinosperma significantly differing in their morphology was revealed, as well as distinct morphological differences between the two species were found. Moreover, the analyses revealed one possibly hybridogenous population. In addition, both the species and the cytotypes were also proven to display different germination behavior, which I correlate with their individual ecological adaptations.

A delimitação de espécies é um aspecto de fundamental importância dentro da Biologia Evolutiva, bem como para a conservação da biodiversidade. No entanto, delimitar espécies com base em morfologia é extremamente complicado, especialmente em grupos que tiveram uma radiação recente e que apresentam pouca descontinuidade morfológica entre os táxons, como a tribo Andropogoneae (Poaceae). A presente tese utiliza sequências de DNA, como genes nucleares de cópia-única (low-copy nuclear loci) e sequenciamento completo do plastoma, para resolver a circunscrição de complexos de espécies em Andropogoneae, particularmente dos gêneros Saccharum e Eriochrysis, bem como para investigar o posicionamento filogenético dos mesmos em relação aos demais gêneros da tribo. Aspectos filogenéticos, taxonômicos e nomenclaturais foram investigados. Do ponto de vista nomenclatural, foi possível esclarecer que Andropogoneae Dumortier é o nome correto para a tribo, e não Sacchareae Martinov, como recentemente sugerido por diversos autores. As análises filogenéticas realizadas corroboram a hipótese de uma diversificação inicial rápida em Andropogoneae e a não monofilia da subtribo Saccharinae. A origem alopoliploide do gênero Saccharum foi demonstrada a partir de evidências de genes nucleares. Saccharum s.l. é polifilético e Tripidium deve ser reconhecido como um gênero distinto. As análises filogenéticas também foram capazes de resolver a circunscrição interna de Saccharum s.l., confirmando a ocorrência de três espécies nativas na América do Sul: S. angustifolium, S. asperum e S. villosum. A ocorrência de híbridos naturais entre S. villosum e S. angustifolium foi documentada. As análises filogenéticas de Eriochrysis confirmaram a monofilia do gênero e resolveram a circunscrição de suas espécies: E. villosa é um táxon distinto de E. cayennensis, bem como E. laxa é uma espécie distinta de E. warmingiana. Híbridos naturais entre E. laxa e E. villosa também foram documentados. Eriochrysis villosa é citada pela primeira vez para o Uruguai e E. laxa para o estado do Rio Grande do Sul. A presente tese demonstrou a eficiência dos genes nucleares de cópia única na delimitação de espécies e gêneros da tribo Andropogoneae, mesmo na presença de poliploidia, evolução reticulada e radiação recente. O sequenciamento completo do plastoma também se mostrou uma ferramenta extremamente promissora para inferências filogenéticas em Andropogoneae. / Species delimitation is a vital issue concerning evolutionary biology and conservation of biodiversity. However, delimiting species based on morphology is a difficult task especially in plant groups with an evolutionary history involving rapid radiation and little morphological discontinuity between taxa, as the tribe Andropogoneae (Poaceae). The present thesis uses DNA sequences, such as low-copy nuclear genes and complete plastome sequencing, to resolve the taxonomic circumscriptions of species complexes in Andropogoneae, particularly from genera Saccharum and Eriochrysis, and to investigate their phylogenetic affinities to other genera of the tribe. Phylogenetic, taxonomic, and nomenclatural aspects were investigated. We clarified that Andropogoneae Dumortier is the correct name for the tribe, rather than Sacchareae Martinov, as recently suggested by several authors. The present phylogenetic analyses support the hypothesis of an initial rapid diversification in Andropogoneae and the non-monophyly of subtribe Saccharinae. The allopolyploid origin of Saccharum was demonstrated using evidence from nuclear genes. Saccharum s.l. is polyphyletic and Tripidium should be recognized as a distinct genus. The phylogenetic analyses were also able to define the circumscriptions of the species of Saccharum s.l., confirming the occurrence of three native species in South America: S. angustifolium, S. asperum and S. villosum. The occurrence of natural hybrids between S. villosum and S. angustifolium was documented. The phylogenetic analyses of Eriochrysis confirmed the monophyly of the genus and resolved the circumscriptions of its species: E. villosa is distinct from E. cayennensis, and E. laxa is distinct from E. warmingiana. Natural hybrids between E. laxa and E. villosa were also documented. Eriochrysis villosa is reported here for the first time for Uruguay and E. laxa for the State of Rio Grande do Sul. The present thesis has demonstrated the efficiency of low-copy nuclear genes in the delimitation of species and genera from tribe Andropogoneae, even in presence of polyploidy, reticulate evolution and recent radiation. The complete plastome sequencing is also a promising tool for phylogenetic inferences in Andropogoneae.

A delimitação de espécies é um aspecto de fundamental importância dentro da Biologia Evolutiva, bem como para a conservação da biodiversidade. No entanto, delimitar espécies com base em morfologia é extremamente complicado, especialmente em grupos que tiveram uma radiação recente e que apresentam pouca descontinuidade morfológica entre os táxons, como a tribo Andropogoneae (Poaceae). A presente tese utiliza sequências de DNA, como genes nucleares de cópia-única (low-copy nuclear loci) e sequenciamento completo do plastoma, para resolver a circunscrição de complexos de espécies em Andropogoneae, particularmente dos gêneros Saccharum e Eriochrysis, bem como para investigar o posicionamento filogenético dos mesmos em relação aos demais gêneros da tribo. Aspectos filogenéticos, taxonômicos e nomenclaturais foram investigados. Do ponto de vista nomenclatural, foi possível esclarecer que Andropogoneae Dumortier é o nome correto para a tribo, e não Sacchareae Martinov, como recentemente sugerido por diversos autores. As análises filogenéticas realizadas corroboram a hipótese de uma diversificação inicial rápida em Andropogoneae e a não monofilia da subtribo Saccharinae. A origem alopoliploide do gênero Saccharum foi demonstrada a partir de evidências de genes nucleares. Saccharum s.l. é polifilético e Tripidium deve ser reconhecido como um gênero distinto. As análises filogenéticas também foram capazes de resolver a circunscrição interna de Saccharum s.l., confirmando a ocorrência de três espécies nativas na América do Sul: S. angustifolium, S. asperum e S. villosum. A ocorrência de híbridos naturais entre S. villosum e S. angustifolium foi documentada. As análises filogenéticas de Eriochrysis confirmaram a monofilia do gênero e resolveram a circunscrição de suas espécies: E. villosa é um táxon distinto de E. cayennensis, bem como E. laxa é uma espécie distinta de E. warmingiana. Híbridos naturais entre E. laxa e E. villosa também foram documentados. Eriochrysis villosa é citada pela primeira vez para o Uruguai e E. laxa para o estado do Rio Grande do Sul. A presente tese demonstrou a eficiência dos genes nucleares de cópia única na delimitação de espécies e gêneros da tribo Andropogoneae, mesmo na presença de poliploidia, evolução reticulada e radiação recente. O sequenciamento completo do plastoma também se mostrou uma ferramenta extremamente promissora para inferências filogenéticas em Andropogoneae. / Species delimitation is a vital issue concerning evolutionary biology and conservation of biodiversity. However, delimiting species based on morphology is a difficult task especially in plant groups with an evolutionary history involving rapid radiation and little morphological discontinuity between taxa, as the tribe Andropogoneae (Poaceae). The present thesis uses DNA sequences, such as low-copy nuclear genes and complete plastome sequencing, to resolve the taxonomic circumscriptions of species complexes in Andropogoneae, particularly from genera Saccharum and Eriochrysis, and to investigate their phylogenetic affinities to other genera of the tribe. Phylogenetic, taxonomic, and nomenclatural aspects were investigated. We clarified that Andropogoneae Dumortier is the correct name for the tribe, rather than Sacchareae Martinov, as recently suggested by several authors. The present phylogenetic analyses support the hypothesis of an initial rapid diversification in Andropogoneae and the non-monophyly of subtribe Saccharinae. The allopolyploid origin of Saccharum was demonstrated using evidence from nuclear genes. Saccharum s.l. is polyphyletic and Tripidium should be recognized as a distinct genus. The phylogenetic analyses were also able to define the circumscriptions of the species of Saccharum s.l., confirming the occurrence of three native species in South America: S. angustifolium, S. asperum and S. villosum. The occurrence of natural hybrids between S. villosum and S. angustifolium was documented. The phylogenetic analyses of Eriochrysis confirmed the monophyly of the genus and resolved the circumscriptions of its species: E. villosa is distinct from E. cayennensis, and E. laxa is distinct from E. warmingiana. Natural hybrids between E. laxa and E. villosa were also documented. Eriochrysis villosa is reported here for the first time for Uruguay and E. laxa for the State of Rio Grande do Sul. The present thesis has demonstrated the efficiency of low-copy nuclear genes in the delimitation of species and genera from tribe Andropogoneae, even in presence of polyploidy, reticulate evolution and recent radiation. The complete plastome sequencing is also a promising tool for phylogenetic inferences in Andropogoneae.

Orientadores: Anete Pereira de Souza, Cacilda Borges do Valle / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-13T19:56:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cancado_LeticiaJungmann_D.pdf: 2473309 bytes, checksum: ab9e0a498f29fb6c76b2ae1bb9583bc5 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Brachiaria é um gênero de gramíneas composto por cerca de 100 espécies. Nas últimas décadas, algumas destas espécies vêm sendo amplamente usadas como forrageiras nas regiões tropicais. Uma importante coleção de germoplasma, que preserva 443 acessos e amostra 14 espécies diferentes, foi introduzida no Brasil na década de 1980 e está estabelecida na Embrapa Gado de Corte, Campo Grande/MS. Esta coleção vem sendo usada no Programa de Melhoramento Genético de Forrageiras Tropicais da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. São cinco as espécies de maior valor para este programa de melhoramento: B. brizantha, B. decumbens, B. dictyoneura, B. humidicola e B. ruziziensis. Este trabalho visou ao desenvolvimento de marcadores moleculares do tipo microssatélites para B. brizantha e B. humidicola e a caracterização da diversidade genética existente em acessos e cultivares destas cinco espécies. Foi desenvolvido um total de 28 microssatélites polimórficos para B. brizantha e 27 para B. humidicola. Vinte microssatélites desenvolvidos para B. brizantha foram usados na caracterização da diversidade genética intra-específica em 160 acessos e cinco cultivares desta espécie. Dentre estes 20 locos, sete foram usados para caracterizar a variabilidade interespecífica entre estes 165 genótipos de B. brizantha e 13 acessos de B. decumbens, sete de B. dictyoneura, 42 de B. humidicola e 16 de B. ruziziensis. Os 27 microssatélites desenvolvidos para B. humidicola foram usados na caracterização da diversidade genética existente nos 58 acessos desta espécie, conservados nesta coleção, além de duas cultivares. A diversidade interespecífica acessada através de similaridades genéticas mostrou que os marcadores utilizados foram capazes de distinguir as cinco espécies estudadas, sendo que B. brizantha, B. decumbens e B. ruziziensis revelaram-se mais similares entre si e mais dissimilares em relação a B. dictyoneura e B. humidicola. Apesar disso, uma análise Bayesiana revelou que B. brizantha e B. decumbens compartilham pools alélicos entre si, não compartilhados pelas outras espécies. Do mesmo modo, B. dictyoneura e B. ruziziensis compartilham um pool gênico entre si, enquanto que B. humidicola apresenta um pool gênico distinto. Estes resultados combinados estão discutidos. A análise de diversidade intraespecífica em B. brizantha mostrou que os genótipos avaliados foram posicionados em três grupos principais de diversidade, sendo que esta diversidade não está fortemente estruturada. A análise intraespecífica em B. humidicola mostrou uma clara distinção do único acesso sexual desta coleção em relação aos demais, todos apomíticos, e revelou que a diversidade genética nesta coleção está mais bem estruturada que a encontrada em B. brizantha. x / Abstract: Brachiaria is a genus that comprises about 100 species. In the last decades, some of its species have been widely used as forages in the Tropics. A germplasm collection with 14 species represented by 443 accessions was introduced to Brazil in the decade of 1980 and is maintained at Embrapa Beef Cattle, Campo Grande, central Brazil. This collection has been used in the Tropical Forages Breeding Program of the Brazilian Agricultural Research Corporation. The most valuable species, considering agronomical aspects, are: B. brizantha, B. decumbens, B. dictyoneura, B. humidicola and B. ruziziensis. The main goal of this work was the development of microsatellite markers for B. brizantha and B. humidicola and the characterization of the genetic diversity found within these species in both inter- and intraspecific approaches. A total of 28 polymorphic microsatellites is described for B. brizantha, while for B. humidicola we present 27 polymorphic loci. Twenty microsatellites of B. brizantha were used for assessing the genetic variability in 160 accessions and five cultivars of this species. Out of these twenty loci, seven were used to evaluate the 165 genotypes of B. brizantha and 13 accessions of B. decumbens, 7 of B. dictyoneura, 42 of B. humidicola and 16 of B ruziziensis. Twenty seven loci reported for B. humidicola were used in the intraspecific characterization of the genetic diversity of the whole collection of this species (58 accessions) and two cultivars. The interspecific genetic diversity revealed through similarities showed that the markers used were able to distinguish the five species studied. B. brizantha, B. decumbens and B. ruziziensis were the most similar, while B. humidicola and B. dictyoneura were closer to each other. Besides, a Bayesian analysis showed that B. brizantha and B. decumbens share exclusive allelic pools not present in the other species. Likewise, B. dictyoneura e B. ruziziensis share another allelic pool, while B. humidicola did not share genic pools with any other species. The intraspecific genetic diversity survey in B. brizantha revealed that genotypes were positioned within three major groups, but the genetic variability does not seem to be very structured. The intraspecific survey in B. humidicola showed a clear distinction between the one sexual accession of this species and all the other apomictic accessions, and unveiled that the genetic diversity within this species is more strongly structured than in B. brizantha. / Doutorado / Genetica Vegetal e Melhoramento / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

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.

Orientadores: Anete Pereira de Souza, Antonio Augusto Franco Garcia / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-08T00:10:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_KarineMiranda_D.pdf: 6932327 bytes, checksum: 92b9fb104f8543695a1c804fd65bf912 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: A cana-de-açúcar (Saccharum spp.) está entre as espécies de maior importância econômica no mundo, constituindo uma das principais fontes de produção de açúcar e álcool. Apesar do Brasil ocupar posição de destaque, como o maior produtor mundial, os níveis de produtividade são considerados baixos. Os programas de melhoramento para obtenção de novas variedades de cana-de-açúcar, mais produtivas e resistentes a pragas e doenças, podem ser acelerados com o desenvolvimento de marcadores genéticos, PCR específicos, fortemente ligados a genes que controlam as características de interesse. A utilização de marcadores em estudos de mapeamento genético e de QTL¿s (Quantitative Trait Loci) tem proporcionado um importante progresso no conhecimento da estrutura genômica e na genética da cana-de-açúcar. Sabe-se que os ESTs (Expressed Sequence Tags) apresentam grande potencial para serem utilizados com tais finalidades. O projeto de seqüenciamento de ESTs (SUCEST), do programa Genoma da FAPESP, identificou cerca de 43 mil clusters que representam os genes de cana-de-açúcar, potenciais para serem utilizados no desenvolvimento de marcadores genéticos. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo desenvolver e mapear marcadores EST-SSRs em uma progênie derivada do cruzamento entre duas variedades pré-comerciais de cana-de-açúcar, complementando os programas de mapeamento genético desta população. Uma busca no banco de dados do SUCEST resultou na identificação de marcadores microssatélites ou SSRs (Single sequence repeats) em 2005 clusters. Trezentos e setenta e dois locos EST-SSRs foram desenvolvidos e analisados e, destes, 149 foram selecionados para estudo de mapeamento genético. Um total de 2303 marcadores polimórficos (SSRs, EST-SSRs, RFLPs, EST-RFLPs e AFLPs) foi identificado nos 100 indivíduos da progênie F1, dos quais 1669 (72%) eram marcadores em dose simples (1:1 e 3:1), segregantes na população. As análises de mapeamento foram baseadas na metodologia de identificação de marcadores em dosagem única no genoma, com o auxílio dos programas JoinMap (versão 3.0) e OneMap. Para a formação dos grupos de co-segregação (GCs) utilizou-se LOD 5 e fração de recombinação de 0.35. A função de mapeamento de Kosambi foi adotada para conversão das freqüências de recombinação em distâncias de mapa em centiMorgans (cM). Dos 1669 marcadores segregantes, 664 (40%) foram distribuídos em 192GCs, gerando um mapa com 6261.1 cM de comprimento. Os 192 GCs foram agrupados em 14 prováveis grupos de homologia. Cento e treze dos 149 EST-SSRs avaliados foram mapeados e apresentaram homologia a genes conhecidos de outras espécies. A adição dos marcadores provenientes de seqüências expressas, aumentou a cobertura e densidade do mapa prévio desta população, possibilitando também a construção do primeiro mapa funcional de cana-de-açúcar. Os EST-SSRs desenvolvidos têm potencial de utilização na detecção de QTL¿s associados a características de importância econômica para a cultura da cana-de-açúcar / Abstract: Sugarcane (Saccharum spp.) is one of the most important cash crops, highly contributing towards the production of raw sugar and bioethanol produced worldwide. Even though Brazil is the major producer, sugar yield is considered low. Breeding programs for the attainment of new improved sugarcane varieties, which are more productive and more resistant to plagues and illnesses, could be sped up with the development of genetic markers that are PCR-specific and strongly linked to genes that control the desired agronomic traits. The use of genetic markers in genetic mapping and QTL (Quantitative Trait Loci) studies has allowed important progress in the knowledge of the genomic structure and genetics of sugarcane. It is a known fact that the ESTs (Expressed Sequence Tags) have great potential to be used with such purposes. The Sugarcane Expressed Sequence Tag Project (SUCEST) has identified about 43000 clusters that represent the sugarcane genes with a potential to be used in the development of genetic markers. In this context, the objective of the present work was to develop and map EST-SSR markers in a progeny obtained by the cross between two pre-commercial sugarcane varieties, complementing the genetic mapping programs of this population. A search in the SUCEST database resulted on the identification of the microssatellites or SSR (Single sequence repeats) markers in 2005 clusters. Thus, three hundred and seventy two EST-SSR loci had been developed and analyzed and, out of these, 149 were selected for mapping analyses. A total of 2303 polymorphic markers (SSRs, EST-SSRs, RFLPs, EST-RFLPs and AFLPs) were identified among the 100 F1 individuals, of which 1669 (72.5%) were single dose (SD ¿ segregated 1:1 and 3:1) markers. Map analyses were carried out using JoinMap (version 3.0) and OneMap algorithm, based on a single-dose marker approach. The linkage relationships of simplex markers were determined at a LOD score threshold of 5 and a recombination fraction threshold of 0.35 and map distances were derived from the recombination fraction using the Kosambi function. Out of these 1669 SD markers, 664 (40%) were scattered onto 192 co-segregation groups (CGs) with a total estimated map length of 6261.1 cM. Using both genomic and EST-derived SSR and RFLP, 120 of the 192 CGs were formed into fourteen putative homology groups (HGs). One hundred and thirteen of the 149 EST-SSRs evaluated were mapped and presented homology to previously studied genes of other species. The addition of the EST-derived markers increased the coverage and density of the previous map of this population, which also enabled the construction of the first functional linkage sugarcane map. The EST-SSRs developed have the potential to be used in the detection of QTLs associated to important economic traits for sugarcane culture / Doutorado / Genetica Vegetal e Melhoramento / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

Orientadores: Anete Pereira de Souza, Marcelo Mollinari / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-27T05:08:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_EstelaAraujo_D.pdf: 11739408 bytes, checksum: 278f864d2e779d0170b184a660242954 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: A grande importância da cana-de-açúcar e seus derivados tem resultado em grande investimento financeiro e científico. Esse fato se deve, principalmente, à complexidade do genoma da cana e às dificuldades encontradas na obtenção de novas cultivares mais produtivas, através dos métodos tradicionais de seleção. A construção de mapas genéticos de ligação permite associar locos mapeados com características de interesse econômico, podendo acelerar o processo de melhoramento da espécie. Logo, a utilização dos marcadores em estudos de mapeamento genético e de QTL¿s (Quantitative Trait Loci) tem proporcionado um importante progresso no conhecimento da estrutura genética e genômica da cana-de-açúcar. Utilizando uma população segregante derivada do cruzamento entre as variedades comerciais IACSP95-3018 e IACSP93-3046, contendo 187 indivíduos F1, esta tese teve como objetivo realizar o mapeamento genético funcional e o mapeamento de QTLs de características de importância econômica. Para tanto, as características avaliadas foram diâmetro, peso, altura, porcentagem de fibra, conteúdo de sacarose (Pol) e conteúdo de sólido solúvel (Brix), em dois locais, por três anos (2012, 2013 e 2014) que se juntaram a dois outros anos, previamente coletados. O mapa se originou de 421 marcas (SSRs, AFLP e SNPs em dose única) ligadas, e resultou em 118 grupos de ligação e 16 grupos de homologia, com cobertura de 4512,6 cM. Utilizando mapeamento por intervalo composto (CIM), os QTLs foram mapeados, gerando um total de 25 QTLs, sendo seis QTLs para diâmetro, cinco para peso, quatro para altura, cinco para fibra, dois para Pol e três para Brix. A proporção da variação fenotípica explicada por QTL variou de 0,069% a 3,87%. Em paralelo, realizou-se o desenvolvimento de marcadores SNPs (Single Nucleotide Polymorphism) em genes envolvidos em duas vias metabólicas de extrema importância para a cana-de-açúcar, a via de Fotossintética C4 e a via de Metabolismo de Sacarose. No total, 130 locos SNPs foram desenvolvidos, analisados e caracterizados pelo programa SuperMASSA. Estimando a ploidia e a dosagem alélica de cada loco SNP, um alto número de locos SNPs com ploidias elevadas foi detectada, resultando na identificação de aproximadamente 80% dos locos estudados com evidências de, ao menos, duplicação no genoma de parentes próximos a cana-de-açúcar (sorgo, milho ou arroz). Os resultados desta tese podem auxiliar programas de melhoramento da espécie pela identificação de marcadores SNPs em genes relacionados a características de interesse econômico e o mapeamento de QTLs para também características de mesmo interesse / Abstract: The importance of sugarcane crop has resulting in a high financial and cientific support. Because, mainly, the genetic complexity of sugarcane genome and the difficult to create new varieties, using traditional breeding methods.The genetic linkage map allow find molecular markers associated with important economic traits, helping to accelerate the breeding process. In this way, molecular markers associated with genetic mapping and QTLs (Quantitative Trait Loci) mapping are important tools to improve the knowledge about the genetic and genomic organization of sugarcane genome. The segregating population of sugarcane consisted of 187 F1 individuals derived from a cross between IACSP95-3018 and IACSP93-3046, this thesis aimed perform a functional genetic mapping and QTLs mapping of economic importance. Thus, yield components evaluated were stalk diameter (SD), stalk weight (SW), stalk height (SH), stalk number (SN), fiber percentage (Fiber), sucrose content (Pol), and soluble solid content (Brix) in two places for three harvest years (2012, 2013 and 2014), adding with two previously collected. The genetic linkage map had a total of 421 markers (SSRs, AFLP and SNPs in single dose) linked, resulting in 118 linkage groups and 16 putative homology groups, with a total length of 4512,6 cM. Using Composite Interval Mapping (CIM), a total of 25 QTL were detected for SD (six QTLs), SW (five QTLs), SH (four QTLs), Fiber (five QTLs), Pol (two QTLs) and Brix (three QTLs). The proportion of phenotypic variation explained by each QTL ranged from 0.069% to 3.87%. Adding this thesis, the development of SNPs (Single Nucleotide Polymorphism) markers was performed, using genes involved in two important metabolic pathways for sugarcane, the C4 Photosynthesis and the Sucrose Metabolism, in total 130 locus SNPs were developed, analyzed and characterized using SuperMASSA software. Ploidy level and allelic dosage were estimated in each SNP loco and a high number of high ploidy level was detected, this result induced to search for evidence for gene duplication on the sugarcane genome, resulting in 80% of studied loci showing duplication regions in at least one relative genome from sugarcane (sorghum, maize or rice). Our results can help sugarcane breeding programs, by SNPs markers identification in genes of economic interesting traits and the QTL mapping for also interesting economic traits / Doutorado / Genetica Vegetal e Melhoramento / Doutora em Genética e Biologia Molecular