O conhecimento sobre o sistema de cruzamento e a forma como a diversidade genética está distribuída em populações de espécies arbóreas é de fundamental importância para se planejar seu manejo e conservação. Espécies arbóreas pioneiras estão cada vez mais freqüentes dentro e fora dos fragmentos florestais remanescentes. Trema micrantha é uma das primeiras espécies a se estabelecer em áreas abandonadas e Cecropia pachystachya é uma espécie pioneira dióica e seletivamente higrófita. Ambas são polinizadas pelo vento e produzem muitas sementes que são dispersas por animais. Estudou-se a diversidade e estrutura genética e o sistema de cruzamento em populações de ambas espécies e, para T. micrantha, avaliou-se também o banco de sementes como um potencial tampão gênico para a espécie. As populações foram amostradas na Estação Ecológica dos Caetetus (Gália-S.P.) e na Reserva Florestal de Santa Genebra (Campinas-S.P.), onde se amostrou 177 indivíduos de T. micrantha, distribuídos em 6 e 5 subpopulações, e 178 indivíduos de C. pachystachya, em 2 e 3 subpopulações, nos respectivos fragmentos. Os sistemas de cruzamento foram avaliados com base em 24 progênies de 10 indivíduos por progênie de cada espécie. As estimativas para os parâmetros de diversidade genética nas populações de plantas do dossel foram obtidas a partir do polimorfismo de oito locos isoenzimáticos, num total de 20 alelos para T. micrantha e sete locos isoenzimáticos num total de 17 alelos para C. pachystachya. Da mesma forma, utilizou-se 13 locos com 30 alelos para T. micrantha e sete locos com 17 alelos para C. pachystachya, no estudo dos sistemas de cruzamento. Verificou-se que as populações de ambas espécies contêm baixos níveis de endogamia ( f ) de -0,204 e 0,066 em T. micrantha; -0,052 e 0,049 em C. pachystachya, em ambos fragmentos) e alta diversidade ( e H ) de 0,373 e 0,392 em T. micrantha; 0,355 e 0,335 em C. pachystachya, em ambos fragmentos). A divergência genética existente entre populações é menor do que entre subpopulações ( de 0,026 e –0,007, de 0,086 e 0,068, para C. pachystachya e T. micrantha, respectivamente). T. micrantha apresenta sistema de cruzamento misto, com preferência por alogamia ( de 0,966 e 0,819, em ambos fragmentos) e está sujeita a variações na freqüência de cruzamentos endogâmicos ( p θˆ SP θˆ m tˆ Fˆ de –0,022 e 0,103) e a altas taxas de cruzamentos biparentais ( de 0,653 e 0,605). Sendo espécie dióica, as estimativas de fecundação cruzada obtidas para C. pachystachya não corresponderam às expectativas ( de 0,816 e 0,794). No entanto, as estimativas indicaram que espécie está sujeita a cruzamentos biparentais ( de 0,868 e 0,990). Os resultados sugerem que uma acirrada competição nas etapas de germinação e desenvolvimento de plântulas durante a regeneração de T. micrantha, bem como a distribuição espacial em clareiras e o eficiente fluxo gênico nesta espécie são fundamentais para manter altas taxas de diversidade genética em suas populações. / The knowledge about the breeding system and the genetic structure of populations of tree species is of great importance in order to plan their management and conservation. Pioneer tree species are more and more frequent inside and outside remaining forest fragments. Trema micrantha is one of the first tree species to be established in abandoned areas and Cecropia pachystachya is a pioneer dioecious tree and selectively adapted to wet soils. Both species are pollinated by wind and produce seeds that are dispersed by various animals species. We studied the diversity, the genetic structure and the mating system of both pioneer species populations. The seed bank of T. micrantha was also evaluated as a potential genetic buffer for this species. Populations were collected in the “Estação Ecológica dos Caetetus” (Gália, São Paulo State, Brazil) and in the “Reserva Florestal de Santa Genebra” (Campinas, São Paulo State, Brazil), where 177 plants of T. micrantha, distributed into six and five subpopulations, and 178 plants of C. pachystachya, distributed into two and three subpopulations were respectively sampled from both fragments. Ten seeds per plant and 24 plants per population were germinated to generate progeny arrays used in the mating system analyses. The estimates for the genetic diversity genetic parameters in the plant populations of the dossel were obtained from eight polymorphic isozyme loci with 20 alleles for T. micrantha and seven isoenzymatic loci with 17 alleles for C. pachystachya. Similarly, 13 loci with 30 alleles for T. micrantha and seven loci with 17 alleles for C. pachystachya were used in the mating system study. The results showed that populations of both species have low levels of inbreeding ( = –0.204 and 0.066 for T. micrantha; = -0.052 and 0.049 for C. pachystachya, in both fragments, respectively) and high diversity ( fˆ fˆ e Hˆ = 0.373 and 0.392 for T. micrantha; e Hˆ = 0.355 and 0.335 for C. pachystachya, in both fragments). The genetic divergence among populations was lower than among subpopulations ( = 0.026 and –0.007; = 0.086 and 0.068, for C. pachystachya and T. micrantha, respectively). T. micrantha presents a mixed mating system, with preference to outcrossing ( = 0.966 and 0.819, in both fragments) and is subject to variations in the inbreeding frequency and high rates of biparental mating ( = 0.653 and 0.605 in both fragments, respectively). The estimates obtain for C. pachystachya did not correspond to the expectations of a dioecious species ( = 0.816 and 0.794 in both fragments). A significant proportion of related individuals were observed ( p θˆ SP θˆ m tˆ p rˆ m tˆ s t m t ˆ ˆ − = 0.072 and 0.128, both fragments), indicating a spacial structure of individuals under the species natural condition. The estimates showed that the great majority of C. pachystachya progenies are composed of full-sib matings ( = 0.868 and 0.990 in both fragments), resulting from biparental matings. Besides, the results suggest that a tough competition in the phases of germination and seedling development during the regeneration of T. micrantha, as well as the spatial distribution in gaps and the efficient gene flow are important in order to maintain high rates of genetic diversity in its populations.

O pinhão-manso (Jatropha curcas) é uma espécie arbórea de ampla distribuição geográfica e com qualidades que a tornam importante do ponto de vista natural, ecológico e principalmente sócio-econômico, pois seus frutos são uma valiosa fonte de óleo vegetal com potencial para produção de biodiesel, proporcionando vantagens ambientais, econômicas e sociais. Este trabalho teve como objetivo avaliar a diversidade genética no germoplasma de pinhão-manso e para isto foram utilizados marcadores moleculares microssatélites e ISSR. A partir de uma biblioteca enriquecida com locos microssatélites foram desenvolvidos 18 pares de primers para a espécie, sendo estes utilizados, juntamente com 30 pares de primers SSR desenvolvidos no CBMEG, visando à caracterização e estudo da estrutura genética populacional. Os acessos dos bancos de germoplasma do CPQBA (Centro Pluridisciplinar de Pesquisas Químicas, Biológicas e Agrícolas) da UNICAMP e da UFS (Universidade Federal de Sergipe) foram avaliados. O germoplasma pertencente ao CPQBA está organizado em 12 populações e o da UFS representado por 17 acessos únicos. Não foi observado polimorfismo entre as populações inviabilizando o estudo populacional. A caracterização dos grupos formados pelos acessos dos bancos de germoplasma foi realizada utilizando 14 marcadores ISSR, revelando que 86,64% da variação genética encontram-se dentro dos grupos e 13,36% entre eles. O número médio total de alelos (na) foi de 1,99 alelos por loco e o número efetivo de alelos (ne) foi de 1,42 alelos por loco. A diversidade genética de Nei (1973) indicou uma baixa diversidade genética dentro dos grupos (0,26), assim como o Índice de Shannon (I) para os acessos (0,41), considerado um baixo valor de diversidade genética. A análise bayesiana alocou todos os acessos avaliados em quatro grupos, todos os acessos apresentaram Q > 0,8. Os grupos formados não apresentaram nenhuma relação com a origem dos acessos. O índice médio de similaridade de Jaccard indicou que existem 30% de similaridade entre os grupos e a amplitude de similaridade variou de 0,23 a 0,94. O dendrograma formou os mesmos quatro grupos de acessos que o formado pela análise bayesiana, tornando ainda mais consistente os resultados obtidos na presente análise. O estudo revela a necessidade e importância de reunir o maior número possível de acessos de diferentes regiões e países para formar o banco de germoplasma da espécie viabilizando a conservação e programas de melhoramento da espécie, haja vista seu promissor potencial para produção de bicombustível. / Physic nut (Jatropha curcas) is a geographically widespread perennial plant species. It is ecologically important in natural communities and economically due to the oil extracted from its fruits that exhibit high potential for biodiesel production, thus, providing environmental, economical and social advantages. The current work aimed to evaluate the genetic diversity in physic nut germplasm using microsatellites and ISSR molecular markers. From a microsatelliteenriched library, 18 primer pairs were developed for the species and were used along with 30 SSR primer pairs developed at CBMEG to characterize and study the population genetic structure. Acessions from the germplasm banks at CPQBA (Centro Pluridisciplinar de Pesquisas Químicas, Biológicas e Agrícolas) from UNICAMP and from UFS (Universidade Federal de Sergipe) were evaluated. The germplasm from CPQBA is organized in 12 populations whereas the accessions from UFS represent 17 soloist accessions. The polymorphism observed between the populations does not impair population genetic studies. The clusters of accessions from the germplasm Banks were characterized using 14 ISSR markers, revealing 86.64% of the genetic diversity are found within the clusters whereas between them, it corresponds to 13.36%. The total average number of alleles per locus (na) corresponded to 1.99 and the effective number of alleles (ne) was of 1.42 alleles per locus. The genetic diversity, investigated as in Nei (1973), indicated a low genetic diversity within the groups (0.26). Shannon index (I) for the accessions evidenced a low value of genetic diversity (0.41). Bayesian analyses of all investigated accessions in four groups demonstrated that all the accessions exhibit Q > 0.8. The clustering patterns did not indicated origin relationships among the accessions. Jaccard average index indicated 30% of similarity between the groups and the amplitude of similarity ranged from 0.23 to 0.94. The dendrogram analysis grouped the four clusters generated by the Bayesian analysis, confirming the consistency of the results. The current study reveals the necessity and importance of gathering as many germplasm accession as possible for the species in order to allow the establishment of conservation and breeding program strategies, considering the potential of the species for biofuel production.

O alho situa-se encontra entre as principais olericulturas do Brasil, sendo cultivada em praticamente todas as regiões. Apesar de ser uma planta de sistema de reprodução assexuada, o alho cultivado tem apresentado considerável variabilidade, devido à seleção de mutações espontâneas expressas em caracteres de interesse. Coleções de germoplasma dessa espécie têm sido constituídas em vários países, inclusive no Brasil. As avaliações fenotípicas da diversidade genética dos bancos de germoplasma devem ser as mais completas possíveis. Assim, este trabalho teve por objetivo avaliar a divergência genética, através da análise multivariada, de 63 acessos da coleção de germoplasma do Instituto Agronômico de Campinas e Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, com base em dois grupos de variáveis: quantitativas e qualitativas. Os dados foram obtidos de dez variáveis quantitavivas e 18 qualitativas em experimentos conduzidos a campo em 2007, em dois municípios do Estado de São Paulo: Monte Alegre do Sul e Piracicaba, no delineamento de blocos casualizados com cinco repetições. A distância de Mahalanobis (D2) e o complemento aritmético de Jaccard foram utilizados como medidas de divergência para as variáveis quantitativas e qualitativas, respectivamente. Foram aplicadas as técnicas de análise agrupamento do método de otimização de Tocher e UPGMA e correlação entre as matrizes pelo teste de Mantel. Verificou-se que as medidas de divergência foi mais influenciada pelo tipo de variável do que pelo ambiente. Avaliações fidedignas de acessos dessa cultura requerem escolha criteriosa das variáveis ou descritores e dos locais de avaliações. / Garlic is among the main vegetable crop in Brazil, being cultivated through out the country. Despite its asexual reproduction system, cultivated garlic exhibits considerable morphological variation of important traits as result of spontaneous mutations. In Brazil and several others countries germplasm collections are available. The use of accessions in breeding programs requires an adequate evaluation and characterization of the genetic materials. The objective of this work was to evaluate the diversity among 63 accessions of the germplasm collection of the Instituto Agronômico de Campinas and Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz. Multivariate analysis was used considering quantitative as well as qualitative variable, measured in two locations (Monte Alegre do Sul and Piracicaba, São Paulo State, Brazil). Randomized complete blocks were set up in both locations, with five replications, in 2007. Ten quantitative and 18 qualitative variables were considered, with divergence between accession measures using Mahalanobis (D2) distances and the complement of Jaccards similarity, respectively. Grouping was made using Tochers procedure and the UPGMA method. Correlation of distance between matrices were tested with Mantels procedure. It could be seen that nature of the variable affected measures of distance more strongly than the environment. The correlation of distances between types of variables was low as for the compared of locations. This indicates that for evaluating accessions of this crops ca careful choice of variables and also environments is necessary for obtaining reliable results.

O conhecimento dos diferentes fatores genéticos que afetam os caracteres quantitativos de importância agronômica é um pré-requisito importante para o planejamento dos programas de melhoramento genético que visam explorar de maneira eficiente a variabilidade genética disponível nas populações. A importância da epistasia no melhoramento genético das populações de milho ainda não é bem entendida, sendo assim ignorada na maioria dos estudos de herança dos caracteres de interesses para os melhoristas. Os objetivos deste trabalho foram: (i) verificar a importância da epistasia para produção de grãos e seus componentes em milho; (ii) estimar os efeitos epistáticos em cada planta F2 para estes caracteres; e (iii) verificar a importância da interação epistasia x ambientes. A geração F1 obtida do cruzamento entre as linhagens endogâmicas L08-05F e L38-05D foi autofecundada para dar origem à população F2. Uma amostra de 100 plantas F2 foi autofecundada originando 100 progênies F2:3, que foram retrocruzadas com ambas as linhagens genitoras e sua geração F1, seguindo o esquema de cruzamento do delineamento triple test cross (TTC). As 300 progênies de retrocruzamentos foram avaliadas em 11 ambientes no município de Piracicaba/SP, em delineamento alfa-látice 15 x 20, no esquema fatorial com duas repetições por ambiente. As análises de variância seguindo o modelo TTC mostraram que a epistasia total foi altamente significativa para todos os caracteres e que os efeitos epistáticos não aditivos (epistasia aditiva x dominante e/ou dominante x dominante) foram mais importantes que a epistasia aditiva x aditiva. Os efeitos epistáticos estimados em cada planta F2 para a produção de grãos e seus componentes não foram unidirecionais e, além disso, sugerem a presença de epistasia pleiotrópica para PG e a maioria dos componentes da produção. A interação epistasia x ambientes foi verificada apenas para o caráter número de fileiras espigas-1. A presença de efeitos epistáticos positivos poderiam estar contribuindo significativamente para a elevada heterose reportada para o cruzamento entre as linhagens L08-05F x L38-05D. Os resultados sugerem que a epistasia é um componente importante na arquitetura genética dos caracteres estudados, o que significa que o modelo aditivo dominante não é suficiente para descrever a variação genética da produção de grãos e seus componentes na população. Diante disso, os efeitos epistáticos não deveriam continuar sendo ignorados e sua consideração nos modelos de predição da performance dos genótipos e na seleção assistida por marcadores moleculares poderia aumentar significativamente a eficiência da seleção nos programas de melhoramento genético de plantas. / Knowledge of different genetic factors that affect quantitative traits of the agronomic importance, is an relevant prerequisite to plant breeding programs aiming to efficiently explore the genetic variability available in populations. The importance of epistasis in breeding populations of maize is still not well understood, being ignored in most inheritance studies of characters important to plant breeders. This study aimed (i) to verify the role of epistasis in grain yield and its components in maize, (ii) to estimate the epistatic effects in each F2 plant for these characters, and (iii) to verify the role of epistasis x environment interaction. The F1 generation was developed from the cross between the inbred lines L-08-05F and L-38-05D and the F2 population from the selffecundated of F1. A sample of 100 F2 plants was self-fecundated resulting in 100 F2:3 progenies, which were backcrossed with both parental lines and their F1 generation, according to the triple test cross (TTC) design. The 300 backcross progenies were evaluated in 11 environments at the municipality of Piracicaba-SP, Brazil, using an alpha-lattice 15 x 20 design in a factorial arrangement with two replications per environment. Analysis of variance based on the TTC model showed that the total epistasis was highly significant for all characters and that non-additive epistatic effects (additive x dominant and / or dominance x dominance) were more important than the additive x additive epistasis. The epistatic effects estimated in each F2 plant for grain yield and its components were not unidirectional and these estimates suggest the presence of pleitropic epistasis for yield and major yield components. The epistasis x environment interaction was observed only for the number of row eras-1. The presence of positive epistatic effects could contribute significantly to the high heterosis reported for the crossing between the inbred lines L08-05F x L38-05D. Results suggest that epistasis is an important component in the genetic architecture of the traits considered, which means that the additive - dominant model is not enough to describe the genetic variation of grain yield and its components in the population. Thus, the epistatic effects should not remain ignored and its account in the models for predicting performance of the genotypes and in the molecular marker-assisted selection would significantly increase the efficiency of selection programs in plant breeding.

O gênero Methylobacterium é composto por bactérias de coloração rósea, metilotróficas facultativas (PPFM - pink-pigmented facultative methylotrophic), que podem fixar nitrogênio, nodular a planta hospedeira, produzir o fitohormônio citocinina e as enzimas pectinase e celulase, podendo dessa forma promover o crescimento vegetal devido à disponibilidade de nitrogênio e à indução de resistência sistêmica. Methylobacterium spp. têm sido descritas como endófitos ou epífitas em diferentes plantas hospedeiras, onde a sua colonização e distribuição no hospedeiro podem ser influenciadas pelo genótipo da planta ou por interações com outros microrganismos associados ao hospedeiro. Neste contexto, poucos trabalhos têm sido desenvolvidos visando um melhor entendimento da interação Methylobacterium-planta e da diversidade deste gênero bacteriano que tem sido isolado de diferentes plantas hospedeiras, exercendo diferentes funções ainda pouco conhecidas. Portanto, este trabalho tem como objetivo estudar a diversidade genética de Methylobacterium spp., por meio do seqüenciamento parcial dos genes 16S rRNA e mxaF; analisar os genes de responsáveis pela interação da Methylobacterium com a planta hospedeira e analisar os genes envolvidos na interação Methylobacterium (endófito)- Xylella fastidiosa (patógeno). Os resultados mostraram que existe uma resposta adaptativa de Methylobacterium spp. específica para cada planta hospedeira. Da mesma forma, foi observado que esta adaptação específica da bactéria à planta, também pode levar à seleção de genótipos específicos para cada planta hospedeira, embora eventos aleatórios também possam ser responsáveis pela diversidade de Methylobacterium na planta hospedeira. Na análise de expressão gênica da interação Methylobacterium-planta, foi observado que o gene relacionado ao metabolismo do metanol (mxaF) não apresentou mudança no padrão de expressão. Genes relacionados a estresse crtI (estresse sentido pela bactéria) e acdS (estresse sentido pela planta), tiveram suas expressões reduzidas na presença da planta, mostrando que a presença de exsudados das plantas não representou um estresse ao desenvolvimento bacteriano. Os genes relacionados à patogenicidade patatin e phoU não foram alterados, confirmando que Methylobacterium é um endófito, e possuem expressão induzida de tais genes quando interagindo com a planta hospedeira. Os resultados permitem concluir que nas condições avaliadas os exsudados das plantas não causam estresse à bactéria (SR1.6/6). Por meio da análise de expressão gênica in vitro de X. fastidiosa em co-cultivo com M. mesophilicum, foi observado que este fitopatógeno vascular apresentou diminuição do crescimento e da formação de biofilme. Os resultados aqui apresentados mostram que a diversidade deste grupo de endófitos é parcialmente determinada pela planta hospedeira, onde tais bactérias interagem tanto com a planta como com outros grupos, como fitopatógenos presentes neste nicho. / The genus Methylobacterium, constituted by PPFMs - pink-pigmented facultative methylotrophic, are able to fix nitrogen, nodule the host plant, produce cytokines and enzymes involved in induction of systemic resistance such as pectinase and cellulase, inducing plant growth. Methylobacterium sp. has been described as endophyte or epiphyte in different host plants, where the colonization and distribution on the host can be influenced by plant genotype or by interaction with other microorganisms associated to the host. In this context, few studies aims the better understanding of the diversity of this genus in different host, the interaction Methylobacterium-plant, and the interaction Methylobacterium-other bacteria. Therefore, this study aims to study the genetic diversity of Methylobacterium spp., by sequencing the 16S rRNA and mxaF gene; to analyze the genes responsible for the Methylobacterium-plant host interaction and to analyze the genes involved in Methylobacterium (endophyte) - Xylella fastidiosa (pathogen) interaction. Results show differential adaptive responses of Methylobacterium spp. in distinct plant species. However, the clustering according to the host plant was observed for a subset of isolates, suggesting that this diversity could be driven by stochastic events, although plant genotype may contribute to this diversity. Analyzing the Methylobacterium-plant interaction gene expression it was observed that genes related to metabolism of methanol (mxaF) was not amended. The genes related to stress such as crtI (stress sensed by the bacteria) and acdS (stress sensed by the plant) had its expression reduced with the plant showing that the plant exudates did not represent a stress to the bacteria development. The genes related to pathogenicity like patatin and phoU were not amended, confirming that Methylobacterium is an endophyte that do not induce when the bacteria interacts with the plant host. Using a genetic expression analyses of X. fastidiosa in vitro in co-cultive with M. mesophilicum, it was seen that this phytopathogen presented the growth and biofilm formation reduction. These results show that the diversity of this endophyte group is partially determinate by the plant host, where this bacterium interacts with the plant and with other groups, such as phytopathogen present in this niche.

O elevado valor sócioeconômico da soja é atribuído, em grande parte, à combinação muito favorável de altos teores de proteína e óleo, juntamente com níveis adequados de produtividade de grãos. Porém, existe uma alta correlação negativa entre os teores de proteína e óleo, fato que dificulta o melhoramento simultâneo destes caracteres. Além disso, também existe tendência de correlação negativa e moderada entre o teor de proteína e a produtividade de grãos. Existem evidências de que a seleção para densidade da semente pode promover ganhos indiretos simultâneos no teor de proteína e na produtividade de grãos. Assim, os principais objetivos deste trabalho foram: a) estimar parâmetros genéticos relacionados com a herança da densidade da semente; b) avaliar a eficiência da seleção para densidade da semente no melhoramento do teor de proteína e da produtividade de grãos. Para o estudo de herança foram utilizados quatro cruzamentos diferentes: USP98-06.011.10 x Abura, MSOY 8001 x Abura, USP98-06.027.03 x Biloxi e USP98-06.009.01 x PI 239.235, sendo que os parentais e as plantas F2 foram avaliados durante a safra 2006/07. Já para avaliar as respostas correlacionadas à seleção para densidade da semente foram delineados três experimentos distintos: Experimento Inicial, no qual foram avaliadas 520 progênies F7:6, durante a safra 2005/06; Experimento Densidade, em que foram avaliadas 100 progênies F8:6 selecionadas para densidade da semente; Experimento Alimentos, em que foram avaliadas 100 progênies F8:6 selecionadas para soja tipo alimento. Os dois últimos experimentos foram realizados durante a safra 2006/07, e as progênies avaliadas neles foram selecionadas dentre as 520 progênies F7:6 do Experimento Inicial. Os resultados permitiram chegar as seguintes conclusões: a) existe ampla variabilidade genética para densidade da semente; b) a herdabilidade no sentido amplo para este caráter é baixa quando estimada na geração F2, mas em geração avançada de endogamia atinge valor alto; c) a herança genética é aditiva e, assim, o caráter não manifesta heterose; d) existe correlação moderada e positiva da densidade da semente com a produtividade de grãos e o teor de proteína e, por outro lado, a correlação entre a densidade da semente e o teor de óleo é negativa; e) é possível identificar genótipos tipo alimento com médias altas de produtividade de grãos e teor de proteína; f) a seleção para aumentar a densidade da semente é eficiente no melhoramento simultâneo do teor de proteína e da produtividade de grãos, permitindo a obtenção de genótipos com alta produtividade de proteína; g) a seleção para reduzir a densidade da semente não promove aumentos significativos do teor de óleo. / The high socioeconomic importance of soybean is mainly attributed to its much favorable combination of high protein and oil contents, together with appropriate levels of seed yield. However, there is a high negative correlation between protein and oil contents, fact that difficult the simultaneous breeding of these traits. Besides, also there is tendency of negative and moderate correlation between protein content and seed yield. There are evidences that the selection for seed density can promote indirect responses in protein content and seed yield, simultaneously. The main objectives of this work were: a) to estimate genetic parameters related to inheritance of seed density; b) to evaluate the efficiency of selection for seed density in breeding protein content and seed yield. In the inheritance study, four different crosses were used: USP98-06.011.10 x Abura, M-SOY 8001 x Abura, USP98-06.027.03 x Biloxi e USP98-06.009.01 x PI 239.235. The parents and F2 plants were evaluated during the 2006/07 season. For evaluating the correlated responses to selection for seed density three different experiments were designed: the Initial Experiment, in which were evaluated 520 F7:6 progenies, during the 2005/06 season; the Seed Density Experiment, in that were evaluated 100 F8:6 progenies selected for seed density; and the Food Soybean Experiment, in that were evaluated 100 F8:6 progenies selected for food type soybean. The last two experiments were accomplished during the 2006/07 season, and the progenies were selected among the 520 F7:6 progenies of the Initial Experiment. The results allowed the following conclusions: a) there is genetic variability for seed density; b) the broad sense heritability for seed density is low in F2 and high in advanced generations; c) the genetic inheritance is additive, because this, there is no heterosis for seed density; d) there is moderate and positive correlation of seed density with seed yield and protein content, but the correlation between seed density and oil content is negative; e) is possible to identify food type genotypes with high means of seed yield and protein content; f) the selection to increase seed density is efficient in breeding protein content and seed yield simultaneously, obtaining genotypes with high protein yield; g) the selection to reduce seed density promote no significant increases of oil content.

Diversas pesquisas têm reportado que o aumento da produtividade da cultura do milho se deve muito mais à tolerância a estresses abióticos do que a aumentos per se. O déficit hídrico é um dos mais importantes fatores envolvidos na redução de produtividade nessa cultura, mas devido à dificuldade de seleção direta para tolerância à seca, são empregados caracteres secundários como o caráter stay green ou senescência retardada de folhas e colmos. Todavia, estudos sobre a herança desse caráter são escassos na literatura. Em vista disso, este trabalho teve como objetivo estudar a herança deste caráter em milho tropical, utilizando o delineamento III (Comstock e Robinson, 1952). A partir do cruzamento entre as linhagens endogâmicas L08-05F e L38-05D, foram obtidas 100 progênies F2:3, as quais foram retrocruzadas com cada um dos parentais, resultando em 200 progênies de retrocruzamento. Estas progênies foram avaliadas em dez ambientes, com duas repetições por ambiente, em Piracicaba SP, utilizando o delineamento ?-látice. A avaliação do stay green foi feita em dez plantas competitivas por parcela, 120 dias após a semeadura, utilizando uma escala de notas variando de 1 a 5, em que 1 correspondeu às plantas com todas as folhas acima e pelo menos duas folhas verdes abaixo da espiga e 5 à planta com todas as folhas secas. O caráter florescimento feminino foi avaliado e utilizado como covariável para ajuste das variações de maturação das progênies, e as médias das parcelas foram utilizadas para as análises. A estimativa da variância aditiva foi muito superior à de dominância e a variância da interação aditiva por ambiente apresentou maior magnitude que a variância aditiva. O tipo de ação gênica foi de dominância parcial, mas devido ao desequilíbrio de ligação da população, este pode estar superestimado. O coeficiente de herdabilidade em nível de plantas apresentou baixa magnitude (~25%) enquanto que em nível de médias a magnitude foi elevada (~70%). Estes resultados indicam que os efeitos aditivos são mais importantes que os dominantes no controle do caráter stay green e que os efeitos aditivos não são consistentes nos diversos ambientes de avaliação. Assim, o nível de heterose deve apresentar baixa magnitude, e a seleção fenotípica não pode ser realizada em nível de plantas, mas baseada em médias de experimentos com repetições, conduzidas em diversos ambientes para minimizar os efeitos destes e suas interações com os genótipos. A linhagem L08-05F apresentou maior nível de stay green que a linhagem L38-05D e, portanto, pode ser utilizada como fonte de alelos favoráveis para serem transferidos para outras linhagens visando aumentar o nível deste caráter em linhagens que apresentarem baixos níveis de senescência retardada. / Several researches have reported that the increase in maize productivity could be attributed to the tolerance to abiotic stresses rather than to an increase on a plant productivity per se. Moisture stress is one of the most important stresses that reduce the maize productivity, but because of the difficulties for the direct selection for tolerance to moisture stress secondary traits as delayed senescence, also known as stay green trait, has been employed for this purpose. However, there is limited information reported on the inheritance of this trait. Thus, the objective of this research was to study the inheritance of the stay green trait in maize using the design III (Comstock and Robinson, 1952). One hundred F2:3 progenies were developed from a population derived from the cross between the inbred lines L08-05F and L38-05D; and these progenies were backcrossed to the inbred parents giving rise to 200 backcrossed progenies. These progenies were evaluated in ten environments, with two replications per environment, in Piracicaba City, São Paulo State, using the experimental design ?-lattice. The stay green trait was recorded in ten competitive plants per plot 120 days after sowing, using a scale with scores from 1 to 5, where score 1 was assigned to the plants with all leaves above the ear and at least two leaves below the ear green, and score 5 was assigned to plants with all leaves senescent. The trait days to silking was also recorded and used as covariate to adjust the maturation variation of the backcrossed progenies, and the mean of the plots was used for analysis. The estimate of the additive variance was quite larger than the dominance variance, the additive x environment variance was quite larger than the additive variance, and the average level of dominance was partial dominance, but since the population was in linkage disequilibrium the level of dominance may be overestimated. The heritability coefficient on a plant level was of low magnitude (~25%) while that one on a mean level presented high magnitude (~70%). These results indicated that the additive effects were more important than the dominance effects for the control of the stay green trait, and that the additive effects are not consistent across the environments. Therefore, the level of heterosis should present low magnitude, and the phenotypic selection should not be conducted on a plant level; instead selection should be based on the means of replicated experiments assessed in several environments to minimize their effects and the genotype by environment interactions. The inbred line L08-05F presented higher level of stay green than the inbred L38-05D and thus the former inbred could be used as a source of favorable alleles to be transferred to others inbreds to increase the level of this trait in inbreds that have low levels of delayed senescence.

Os objetivos deste trabalho foram relacionar as magnitudes das correlações entre os testecrosses com as divergências genéticas dos testadores, a fim de verificar a possibilidade da redução do número de testadores e, também, se a intensidade de seleção que pode ser aplicada é função das divergências genéticas dos testadores. Cinco testadores, previamente avaliados em um dialelo completo, foram cruzados com 50 linhagens de diferentes grupos heteróticos, em um esquema fatorial. Os 250 testecrosses foram avaliados em 13 ambientes no delineamento de látice simples 16x16; sendo que seis híbridos comerciais foram alocados nos experimentos como testemunhas. Os caracteres avaliados foram: produção de grãos corrigida para 15% de umidade (PROD), florescimento masculino (FM) e feminino (FF), altura da planta (AP) e espiga (AE), posição relativa da espiga (PRE), acamamento de plantas (ACMQ), prolificidade (PROL), comprimento de espiga (CE), diâmetro de espiga (DE), diâmetro de sabugo (DS), profundidade de grão (PROF), número de fileiras (NFIL), número de grãos por fileira (NGF) e peso de 500 grãos (P500). Os mesmos caracteres avaliados nos testecrosses também foram avaliados nos testadores em quatro ambientes no delineamento blocos completos, com duas repetições por ambiente. Os testadores foram genotipados utilizando marcadores moleculares do tipo AFLP. A divergência genética dos testadores foi mensurada com base nos marcadores AFLP (DG), distância de Mahalanobis (DM) e capacidade específica de combinação (CEC). Os grupos heteróticos foram estabelecidos para estas três medidas de divergência genética. As análises dialélicas mostraram que a capacidade geral de combinação (CGC) foi mais importante do que a capacidade específica de combinação (CEC) para todos os caracteres, exceto para produção de grãos em que a CEC e CGC contribuíram de forma similar. Cada tipo de divergência genética agrupou os testadores de forma diferenciada, não ocorrendo coincidências nos grupos heteróticos. Para produção de grãos, as magnitudes da correlação de Spearman entre as correlações dos testecrosses com as divergências genéticas (DG) e as distâncias de Mahalanobis (DM) foram muito baixas, não apresentando valor preditivo. Entretanto, esta correlação foi negativa e elevada (r=-0,88) com as estimativas das CEC dos testadores, sugerindo que a divergência genética dos testadores poderia predizer a correlação entre os testecrosses; isto é, quanto mais elevada a similaridade genética dos testadores baseada nas CEC, mais elevada a correlação entre seus testecrosses. Para os outros caracteres, as correlações entre os testecrosses foram elevadas, fato esse devido aos efeitos da CGC explicarem uma proporção de magnitude superior da variação entre os testecrosses. Assim, estes resultados sugerem que as estimativas das CEC podem ser usadas para determinar a divergência genética dos testadores com precisão, e que a similaridade genética entre eles poderia ser usada para reduzir o número dos testadores a serem utilizados em um programa de melhoramento quando não se conhece os grupos heteróticos das linhagens avaliadas. Para testadores do mesmo grupo heterótico, a intensidade da seleção deve ser equivalente a 30% para assegurar que o mesmo conjunto de testecrosses superiores seja selecionado, independente do testador utilizado. / The objectives of this study were to relate the magnitudes of the correlation between testcrosses with the genetic divergences of the testers in order to verify if the genetic similarity of the testers could allow the reduction of testers, and if the level of selection intensity that should be applied is also a function of the genetic similarity of the testers. Five elite testers, previously evaluated in a diallel design, were crossed to 50 inbred lines from different heterotic groups following a factorial mating design, giving rise to 250 testcrosses which were evaluated at 13 environments with two replications per environment in 16 x 16 lattice designs; six commercial hybrids were allocated in the experiments. The traits recorded were: grain yield at 15% grain moisture (GY), silking (SD) and anthesis date (AD), plant (PH) and ear height (EH), plant lodging (PL), prolificacy (PRO), ear length (EL), ear diameter (ED), cob diameter (CD), kernel depth (KD), row number per ear (RN), kernel-row number (KRN), and 500 kernel weight (KW). The testers (inbred lines) were evaluated at four environments with two replications per environment for the same traits following a randomized block design, and they were also genotyped with AFLP markers. The genetic divergence of the testers was computed based on AFLP markers (GD), Mahalanobis distance (MD), and on the specific combining ability (SCA); and heterotic groups was established for these three measures of genetic divergence. The analysis of variance of the factorial model (testcrosses) showed that the general combining ability (GCA) was more important than specific combining ability (SCA) for all traits, but for grain yield the contribution of SCA was almost as important as GCA. Each type of genetic divergence grouped the testers differently, which resulted in different heterotic groups. For grain yield, the magnitudes of Spearman correlation between the correlations of testcrosses with GD and with MD were very low, and were not predictive of any relationship between these measures of genetic divergence and correlation of testcrosses. However, this correlation was negative and high (r=-0.88) with the SCA estimates of the testers, suggesting that the genetic divergence of the testers could predict the correlation between testcrosses; i.e. the higher the genetic similarity of the testers based on SCA the higher the correlation between their testcrosses. For the other traits the correlations between the testcrosses were high, probably because the GCA effects explained a higher proportion of the variation among testcrosses. Thus, these results suggested that the SCA estimates should be used to determine the genetic divergence of the testers accurately, and that the genetic similarity of them could be used to reduce the number of testers to be used when the heterotic groups of a set of lines to be evaluated were not known. For testers from the same heterotic group, the selection intensity should be as high as 30% to assure that the same set of superior testcrosses would be selected irrespective of the tester.

A cultura do maracujá-doce (Passiflora alata Curtis, 2n = 18) não apresenta expressão comercial como à do maracujá-amarelo. No entanto, por se tratar de uma frutífera relativamente nova nos mercados, com grande potencial de expansão devido ao seu valor agregado, há necessidade de se realizarem estudos genéticos e de melhoramento visando a sua expansão comercial, que deve vir acompanhada pela geração de conhecimento científico. Assim, o objetivo deste estudo foi enriquecer o mapa genético integrado da espécie com marcadores funcionais e mapear QTL relacionados à produção e qualidade de fruto. Para tal, foi utilizada uma população F1 composta por 180 indivíduos, provenientes do cruzamento simples entre dois acessos de maracujá-doce. Para a construção do mapa de ligação, utilizou-se um algoritmo que estima, por verossimilhança, simultaneamente, a fase de ligação e a frequência de recombinação, especialmente desenhado para espécies não endogâmicas. Em paralelo, 100 genótipos dessa mesma população foram avaliados fenotipicamente em dois locais, durante dois anos, para caracteres de interesse agronômico. As análises de QTL foram feitas pelo método de mapeamento por intervalo composto e marcadores com diferentes padrões de segregação. Os dados fenotípicos mostraram que existe variabilidade genética na população F1 para ser explorada com fins de melhoramento. Um novo mapa de ligação integrado foi gerado com 1786,11 cM, com uma densidade entre marcas de 4,16 cM. Foram alocados no mapa integrado cinco marcadores do tipo RGA nos grupos de ligação I, II e VI. De um total de 39 QTL, seis QTL estão associados ao caráter diâmetro médio de fruto, quatro ao comprimento médio de fruto, cinco ao peso médio de fruto, cinco à espessura média da casca, cinco ao peso médio da casca, quatro ao peso médio da polpa, cinco ao teor de sólidos solúveis totais, três ao número médio de frutos e dois ao caráter produção. A porcentagem da variação fenotípica explicada por estes QTLs variou de 5,67, para o caráter produção, a 23,52%, para o caráter teor de sólidos solúveis totais. A despeito do número e da importância dos QTL mapeados neste trabalho, é necessário o desenvolvimento de marcadores moleculares mais informativos para a saturação do mapa genético e a obtenção de estimativas cada vez mais acuradas, visando incorporar dados moleculares em programas de melhoramento genético da cultura. / The sweet passion fruit crop (Passiflora alata, 2n = 18) does not present a commercial value as the yellow passion fruit crop. However, as it is a crop that recently entered the markets, with increasing potential for expansion due to its aggregated value, it is important to develop genetic and breeding studies to allow this expansion, which need to be accompanied by scientific knowledge generation. Therefore, the aim of the present study was to enrich the integrated genetic map of the species with functional markers and mapping QTL related to yield and fruit quality. We used an F1 population composed of 180 individuals derived from a single cross between two accessions of sweet passion fruit. For linkage map construction, a likelihood-based algorithm for simultaneously estimating linkage phase and recombination fraction, specially designed for outcrossing species, was used. Separately, 100 genotypes of the same population were phenotypic evaluated in two localities, during two years, for agronomic traits. QTL mapping was carried out by performing composite interval analysis and using markers with different segregation ratios. Phenotypic data showed that there is genetic variability in the F1 population to be exploited in breeding programs. A novel linkage map spanning 1786,11 cM, with an average marker density of 4,16 cM was constructed. We attributed five RGA markers in the linkage groups I, II and VI. Out of 39 QTL, six were associated with the trait average fruit width, four with average fruit length, five with average fruit weight, five with average skin thickness, five with average skin weight, four with average pulp weight, five with soluble solids content, three with average fruit number and two QTL were detected for fruit yield. The percentage of phenotypic variation explained by these QTL ranged from 5,67, for the trait yield to 23,52% for the trait soluble solids content. Despite of the number and importance of the QTL here mapped, new and informative markers are necessary to be developed to achieve map saturation, and providing more accurate estimates aiming at incorporating molecular information in breeding programs of the crop.

Orientador: Vera Nisaka Solferini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-22T01:41:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ramos_RafaelFlora_M.pdf: 2299855 bytes, checksum: 943dfb31cd7db5f4dcc0508ca7f17c91 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Euterpe edulis é uma palmeira tropical ameaçada de extinção que no passado era abundante na Mata Atlântica, desde a planície costeira até 1.000 metros acima do nível do mar. O objetivo deste estudo foi avaliar a diversidade e a estrutura genética em populações naturais de E. edulis distribuídas em diferentes altitudes dentro de um contínuo florestal. O estudo foi conduzido em uma área de proteção ambiental da Serra do Mar, no litoral norte do estado de São Paulo, onde foram amostrados 300 adultos em seis localidades, denominadas subpopulações. Cada indivíduo foi genotipado com sete locos microssatélite. O número total de alelos foi alto (140) e o número médio de alelos não variou entre as subpopulações. A heterozigosidade total esperada foi de 0,867, variando entre 0,782 e 0,859 entre subpopulações. O índice de fixação foi baixo para todas as subpopulações, concordando com o sistema de reprodução cruzada da espécie. A estruturação espacial genética foi ausente ou muito baixa nas subpopulações analisadas separadamente ou agrupadas. A estrutura genética foi alta (?' = 0,26) considerando a distância máxima de 32 km entre as subpopulações amostradas. Foram definidos quatro grupos genéticos mais prováveis de acordo com o teste de atribuição dos indivíduos, e cinco grupos de acordo com a AMOVA (Análise de Variância Molecular). O teste de Mantel parcial correlacionou à estrutura genética entre pares de subpopulações com a distância geográfica (r = 0,8; p < 0,05) e ainda com a diferença altitudinal excluído o efeito da distância geográfica (r = 0,5; p < 0,05). Se estas diferenças são causadas pelo fluxo gênico reduzido ou por adaptações locais ainda precisa ser testado em estudos futuros. Este padrão de diferenciação genética em distâncias reduzidas é inesperado dentro de um contínuo florestal, destacando a importância de abordagens em pequena escala para a compreensão das dinâmicas complexas nos sistemas tropicais / Abstract: Euterpe edulis is an endangered tropical palm, once abundant throughout the Atlantic Forest from the coastal plain up to 1000 meters above sea level. The main purpose of this study was to evaluate the genetic diversity and structure in natural populations of E. edulis distributed in different altitudes within a continuous forest. The study was conducted in a protected area of Serra do Mar, at the north coast of São Paulo State, where we sampled 300 adults from six locations. Each individual was genotyped with seven microsatellite loci. The total allele number was high (140) and the mean allele number did not vary between samples. The total expected heterozygosity was 0.867, ranging from 0.782 to 0.859 among samples. The inbreeding coefficient was low in all samples, in accordance with the outcrossing breeding system. The spatial genetic structure was absent or weak at populations analyzed individually or grouped. The genetic structure was high (?' = 0.26) considering that the maximum distance of 32 km between samples. Four most likely genetic groups were defined according to the assignment test, and five groups according to AMOVA (Analysis of Molecular Variance). A partial Mantel test correlated the pairwise genetic structure with the geographical distance (r = 0.8; p < 0.05) and also with the pairwise altitudinal differences without the effect of the geographic distances (r = 0.5; p < 0.05). Whether those differences are mainly due to reduced gene flow or to local adaptation remains to be tested in future studies. This pattern of genetic differentiation at short distances is unexpected within a continuous rainforest, highlighting the importance of small scale approaches to understanding the complex dynamics of tropical systems / Mestrado / Ecologia / Mestre em Ecologia