Made available in DSpace on 2011-05-04T12:36:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010 / Neste trabalho foi realizada a caracterização genética de populações do boto-cinza (Sotalia guianensis), espécie apontada como potencial sentinela por ser um dos mamíferos aquáticos mais comuns na zona costeira do estado do Rio de Janeiro, umaárea de intensa atividade antrópica. Foram analisadas 29 amostras do Rio de Janeiro, 9 do Pará e 41 do Amapá. Para as análises moleculares e populacionais foram sequenciados o gene mitocondrial citocromo b (citb) e parte da região controladora do DNA mitocondrial. A análise do citb revelou a existência de 10 haplótipos sendo apenas um deles compartilhado pelas três populações. No entanto, a análise do D-Loop revelou 20 haplótipos sendo que nenhum destes foi compartilhado pelas três populações. A diversidade nucleotídica do citb encontrada nas populações do norte foi aproximadamente três vezes maior que a encontrada para o Rio de Janeiro, e adiversidade haplotípica foi apenas um pouco maior nas populações do norte em relação a encontrada para o Rio de Janeiro. Já para o D-Loop esta diferença foi ainda maior, sendo a diversidade nucleotídica do Rio de Janeiro aproximadamente nove vezes menorque das populações do norte, e a diversidade haplotípica três vezes menor. Os valores de FST par a par foram significativos para os dois marcadores moleculares indicando aexistência de estruturação entre as populações do norte e do Rio de Janeiro. O teste de Mantel não foi significativo para os dois marcadores embora o modelo de isolamento por distância seja condizente com o reduzido deslocamento realizado pelo boto-cinza de aproximadamente 30 Km. Os resultados das análises demográficas e a topologia encontrada na rede de median-joining sugerem que a população do Rio de Janeiro sofreu um processo de expansão demográfica recente e consequentemente, uma redução ancestral da variabilidade genética do boto-cinza através de efeito fundador. Através dos resultados deste estudo concluímos que a precária condição de saúde do boto-cinza que vem sendo relatada principalmente para o sul e sudeste do Brasil, pode estar sendo agravada pela baixa variabilidade genética encontrada nesta população como consequência da redução da capacidade adaptativa da espécie. / The aim of this study was to genetically characterize populations of the guiana dolphin (Sotalia guianensis), a species considered as a good candidate to use as a marine sentinel in the coastal of Rio de Janeiro, an area of intense human activity. We analyzed 29 samples from Rio de Janeiro, 9 samples from Pará and 41 from Amapá. For the molecular analysis were sequenced the mitochondrial cytochrome b gene (citb) and part of the control region of mitochondrial DNA (D-Loop). The analysis of citb revealed 10 haplotypes and only one shared by the three populations. However, analysis of the Dloop revealed 20 haplotypes and none of them were shared by the three populations. The citb nucleotide diversity found in northern populations was approximately three times higher than that found in Rio de Janeiro, and the haplotype diversity was only slightly higher in northern populations in relation to observed for Rio de Janeiro. DLoop analysis showed that this difference was even greater, the nucleotide diversity of Rio de Janeiro was about nine times lower than that of northern populations, and haplotype diversity was three times smaller. The pairwise FST was significant for the two molecular markers indicating the existence of population structure among Rio de Janeiro and the northern populations. In the AMOVA, ФST showed that the greatest genetic variability of citb was found within populations, but the D-Loop analysis, ФST and ФCT indicated that genetic variability occurs in the same proportion between groups and within populations. The Mantel test was not significant for both markers although the model of isolation by distance is consistent with the limited movement performed by the guiana dolphin, that was about 30 Km. Results of demographic analysis and the topology found in the median-joining network suggests that Rio de Janeiro population experienced a recent demographic expansion process and therefore a reduction of the ancestral genetic variability of guiana dolphin through founder effects. We concluded that the precarious condition of health of the guiana dolphin may be being exacerbated by low genetic variability found in this population as a consequence of reduced adaptive capacity of the species.

Um componente considerado crítico para o manejo bem sucedido de populações silvestres é a manutenção da variação genética. No intuito de avaliar a magnitude e a distribuição da variabilidade genética existente em populações de Caiman latirostris, nove populações distribuídas ao longo do eixo latitudinal da distribuição da espécie no Brasil e uma população em cativeiro foram estudadas com auxílio de onze locos microssatélites. A diversidade gênica média (He=h) e a heterozigosidade média observada (Ho) apresentaram valores elevados, 0,628 e 0,567, respectivamente, denotando existência de elevada variabilidade genética para esta espécie nas regiões de estudo. A população paulista mesmo estando na zona intermediária de distribuição geográfica no Brasil não possui a maior variabilidade genética. O valor FST estimado foi 0,270 e o RST foi 0,342. Ambas as medidas de diferenciação entre as populações foram significativas (P<0,05). As altas estimativas de FST e RST sugerem a ausência ou fluxo gênico restrito entre essas populações, exceção feita entre as populações de Natal (RN) e João Pessoa (PB), onde não houve diferenciação significativa entre as populações, sugerindo assim que há fluxo gênico entre elas, fato confirmado pelo coeficiente de parentesco. Pôde-se concluir neste trabalho que a distância genética entre a população do litoral é afetada pela existência da Serra do Mar como barreira geográfica pelo fato desta população apresentar as maiores diferenciações genéticas e não se agrupar a nenhuma população pelo método de agrupamento UPGMA, mesmo estando próxima das populações paulista. A distância genética entre as populações parece não acompanhar a distância geográfica, em termos de gradiente latitudinal (r=0,206). Entretanto quando retiramos a população da Ilha do Cardoso esta correlação aumenta significativamente (r=0,540), indicando haver um certo padrão espacial da variabilidade genética entre as populações. O coeficiente médio de parentesco foi baixo entre e dentro das populações estudadas. Com estes resultados podemos começar a entender a dinâmica e estrutura social de populações de Caiman latirostris, e quanto mais se compreende sobre a biologia destes animais mais precisa serão decisões visando condições que permitam a existência continua da espécie. / A component considered critical for the managment well succeed of wild populations it is the maintenance of genetic variation. In the intention of evaluating the extend and the distribution of the existent genetic variability in populations of Caiman latirostris, nine populations distributed along the latitudinal axis of the distribution of the species in Brazil and a population in captivity they were studied with aid of eleven locos microsatellite. The genic mean diversity (He=h) and the observed mean heterozygosity (Ho) across all loci for all populations ranged from 0,628 and 0,567, respectively, denoting existence high genetic variability. The population from São Paulo being in the intermediate zone of geographical distribution in Brazil doesn't possess the largest genetic variability. The value dear FST was 0,270 and RST it was 0,342. Both differentiation measures among the populations were significant (P < 0,05). The higher estimates of FST and RST suggested a absence or low gene flow among those populations, exception done between the populations of Natal (RN) and João Pessoa (PB), where there was not significant differentiation among the populations, suggesting a gene flow pattern among them, fact confirmed by the related coefficient. It could be concluded in this work that the genetic distance among the population of the coast is affected by the existence of the Mountain of the Sea as geographical barrier for the fact of this population to present the largest genetic differentiations and not to group the any population for the grouping method UPGMA, same being close of the populations from São Paulo. The genetic distance among the populations seems not to accompany the geographical distance, in terms of latitudinal gradient (r=0,206). However when we removed the population of Cardoso's Island this correlation it increases significantly (r= 0,540), indicating there to be a certain space pattern of the genetic variability among the populations. The medium coefficient of related was low among and inside of the studied populations. With these results we can begin to understand the dynamics and it structures social of populations of Caiman latirostris.

Estudos de gêmeos e famílias demonstram que os transtornos do espectro do autismo (TEA) apresentam um grande componente genético (~50%), porém sua etiologia ainda é desconhecida, possivelmente devido aos TEA serem caracterizados como doenças complexas, poligênicas e multifatoriais. Recentemente, variações no número de cópias (CNVs, do inglês Copy Number Variations) e mutações pontuais (SNV, do inglês Single Nucleotide Variant) raras, de novo e herdadas foram associadas com TEA, sugerindo novos loci e genes candidatos. No entanto, a grande maioria das alterações descritas são individuais, de forma que analises por agrupamento das mesmas em genes, e busca de funções biológicas ou vias hiper-representadas tem sido uma abordagem para a compreensão dos possíveis mecanismos etiopatológicos dos TEA. Como os TEA são muito heterogêneos clinicamente o uso de endofenótipos específicos para agrupamento das alterações gênicas pode auxiliar a discriminação de vias e processos biológicos relacionados a dimensões fenotípicas. Considerando os estudos realizados em autismo, e a natureza das variações comuns e raras, nesse trabalho foi realizado o sequenciamento do exoma de 1 família de dois irmãos com TEA sindrômico (sequenciamento piloto) e 18 trios de casos esporádicos de TEA, em busca alterações muito raras e/ou de novo com provável impacto funcional nos pacientes; Além disso, foi analisado se existe diferença entre as vias biológicas hiper-representadas de redes gênicas crescidas a partir dos genes que apresentavam variações raras e de novo, comparando pacientes de TEA com: (1) pouca ou nenhuma comunicação, chamados de não verbais e (2) média a boa comunicação, chamados de verbais. No sequenciamento piloto da família dos irmãos com TEA sindrômico, encontramos 1 duplicação em 4p16.3 e 1 deleção em 8p23.3, em ambos os irmãos; alterações estas encontradas em estudos previos em pacientes com características sindrômicas e TEA; na análise de SNVs e Indels foi encontrada 1 variação de novo e 117 variações não-sinônimas raras herdadas de um dos pais na irmã e 150 variações não-sinônimas raras herdadas de um dos pais no irmão; a análise de vias revelou que os genes com as mutações pontuais raras estavam hiper-representados em regiões cromossômicas diferentes em cada irmão (no cromossomo 1 na paciente do sexo feminino e no cromossomo 16 no paciente do sexo masculino), o que pode estar relacionado às diferenças fenotípicas por eles apresentadas. No sequenciamento do exoma dos trios foram encontradas alterações de novo em 9 dos pacientes: 1 CNV de novo (deleção) de 1,5Mb na região 3q29, região previamente associada com síndrome e transtornos do desenvolvimento; e 8 genes alterados por mutações pontuais de novo, dos quais um dele é o GABBR2, que apresenta evidência de associação com TEA. A análise de vias e redes das variantes herdadas raras, mostrou que muitos dos genes relacionados aos dois grupos verbais e não verbais são genes já associados com TEA ou que apresentam interação com aqueles genes associados ao TEA. As analises de vias e redes precisam ser replicadas em amostras maiores, mas com nossos resultados preliminares podemos perceber que nosso estudo contribui com alterações em genes de vias relacionadas a neurogênese e sinaptogênese, independentemente do fenótipo, que possam refletir um conjunto de genes específicos e ou numero de alterações relacionadas a gravidade do TEA / Studies of twins and families have shown that autism spectrum disorders (ASD) are highly heritable (~50%), but its etiology is still unknown, possibly because it is a very heterogeneous phenotype and have multiple genes involved in its development, what characterizes a complex disease such as ASD. Recently, copy number variations (CNVs) and point mutations (SNVs) rare, inherited e de novo, were associated with ASD, suggesting new candidate genes and loci. Because they are very rare, the vast majority of the changes described are individual, so the analysis of different variations grouped by genes and searching for biological functions or hyper represented pathways has been an approach for understanding possible pathogenic mechanisms of ASD. As ASD is clinically very heterogeneous, the use of endophenotypes, specific grouping of genomic changes can help discriminating pathways and biological processes related to phenotypic dimensions. Considering the studies in autism, and the nature of common and rare variants, we sequenced all exons (exome) of 1 family with syndromic ASD (pilot sequencing) and 18 trios of sporadic ASD cases to search for de novo and rare variations with probable functional impact on Brazilian patients; Also, we analyzed whether there is a difference in the enrichment of biological pathways of gene networks from the list of genes affected with de novo and rare deleterious variants in two groups of ASD patients: (1) cases with little or no communication, called nonverbal and (2) cases with average to good communication, called verbal. In the pilot exome sequencing (ASD syndromic family), we found a duplication in 4p16.3 and a deletion in 8p23.3 in both siblings, alterations that were found in patients with syndromes and ASD in previously studies; the analysis of SNVs showed 1 variation de novo and 117 nonsynonymous rare variations inherited from only 1 of the parents in the female sibling, and 150 nonsynonymous rare variations inherited from only 1 of the parents in the male sibling; Pathway analysis revealed enrichment differences of chromosomal regions for each sibling (chromosome 1 for the female patient and chromosome 16 for the male patient), what may be related to their phenotypic differences. In the exome sequencing of trios, as expected, it was found de novo variation in 9 of the patients: 1 de novo CNV (deletion) of 1.5 Mb in the region 29 of the long arm of chromosome 3, a region previously associated with syndrome and developmental disorders; and 8 genes altered by de novo variations, one of those is in the GABBR2, gene with previous evidence of association with ASD. The pathways and networks analysis of rare inherited variants showed that many of the genes related to the two groups verbal and nonverbal are already associated with ASD or interacts with those genes associated with ASD. This pathway and gene network analyses need to be replicated in larger samples, but our preliminary results shows that our study contributes with variations in genes related to neurogenesis and synaptogenesis pathways, regardless of phenotype, with probable impact to specific genes that may be related to severity of clinical presentation

O nematóide das lesões Pratylenchus coffeae é um dos principais parasitos do cafeeiro e de outras culturas e sua variabilidade biológica, que dificulta a adoção de métodos de controle, contribui para aumentar a sua importância no Brasil. Pela importância da cafeicultura e a falta de estudos com esse nematóide no Brasil, foram realizados experimentos com dois de seus isolados (K5 e M2), com os objetivos de correlacionar densidades populacionais do nematóide aos danos causados e estabelecer possíveis fontes de resistência de cafeeiros ao isolado K5. Foram testadas diferentes densidades populacionais iniciais do isolado M2 em plantas (seis pares de folhas) e plântulas (dois pares de folhas) do cafeeiro arábico ‘Catuaí Vermelho’. As densidades populacionais utilizadas foram de 0, 333, 1.000, 3.000 e 9.000 nematóides por plântula ou planta. A avaliação ocorreu aproximadamente cinco (plântulas) e sete (plantas) meses após a inoculação. Os resultados mostraram que houve uma acentuada redução do crescimento das plântulas, bem como massa fresca das raízes e massa seca da parte aérea, já a partir das densidades mais baixas. A variação populacional (Pf/Pi) foi menor que um (1,0) para todas as densidades de inóculo, indicando que esta cultivar, no estágio de plântulas com dois pares de folhas, mostrou-se intolerante ao parasitismo. Em relação à inoculação das plantas, já com seis pares de folhas, não houve diferenças significativas nas variáveis analisadas e ocorreram decréscimos populacionais do nematóide, indicando que, nessas condições, ‘Catuaí Vermelho’ mostrou-se resistente ao isolado M2. Em relação ao isolado K5, foram realizados cinco experimentos, visando caracterizar as reações de genótipos de Coffea canephora ('Robusta' e 'Conilon'), além de C. arabica ‘Mundo Novo’, comparado às reações frente ao nematóide de galhas Meloidogyne incognita raça 2. No Experimento 1, foram utilizadas plantas de C. arabica ‘Mundo Novo’, inoculadas com 1.480 nematóides por planta (isolado K5 e M. incognita). Após sete meses da inoculação foi feita a avaliação, mostrando que o crescimento populacional dos nematóides foi alto e a reação de suscetibilidade. Mesmo em mudas desenvolvidas de cafeeiro ‘Mundo Novo’, o isolado K5 destacou-se como tão agressivo quanto M. incognita. Os outros genótipos testados, de C. canephora, foram inoculados com 3.000 nematóides por planta. Nos Experimentos 2 e 3, as linhagens IAC 4804 e IAC 4810 de ‘Robusta’ foram suscetíveis ao isolado K5, mas em um deles (IAC 4804) ocorreu grande variação entre as repetições em relação à M. incognita. Apenas o isolado K5 promoveu redução do crescimento do cafeeiro, evidenciado na variável massa fresca das raízes, em ambas as linhagens, sendo que IAC 4810 comportou-se como resistente a M. incognita. No caso de C. canephora ‘Conilon’, ambas as linhagens testadas (IAC 4764 e IAC 4765) foram resistentes ao isolado K5 e suscetíveis a M. incognita. / The lesion-nematode Pratylenchus coffeae is a major pest of coffee and other economic crops and its biological variability, which often makes difficult the adoption of control methods, contributes to increase the importance of this parasite in Brazil. Due to the importance of coffee production and the lack of studies involving this nematode species in Brazil, experiments were set with two of its available isolates (K5 and M2) to correlate initial population densities with the damage caused on coffee plants and to establish possible resistance sources in relation to the isolate K5. Different population densities of isolate M2 were tested in plants (six pairs of leaves) and seedlings (two pairs of leaves) of Coffea arabica ‘Catuaí Vermelho’. The population densities (Pi) were: 0, 333, 1.000, 3.000 and 9.000 nematodes per seedling or plant. The evaluation was done at approximately five (seedlings) and seven (plants) months after inoculation. The results showed that there was a marked reduction of the height, as well as root fresh weight and shoot dry weight of the seedlings, starting from the lower Pi values. The nematode population decreased (Pf/Pi < 1), indicating that this cultivar, at the seedling stage, was intolerant to parasitism. In relation to the inoculation of older plants, there were no significant differences in the growth parameters and the nematode population also decreased allowing ‘Catuaí Vermelho’ to be rated as resistant to the isolate M2. In relation to isolate K5, five experiments (referred to as 1, 2, 3, 4, and 5) were set to characterize the reaction of different genotypes of Coffea canephora ('Robusta' and 'Conilon') and C. arabica ‘Mundo Novo', as compared with their reaction to the root-knot nematode Meloidogyne incognita race 2. In Experiment 1, plants of C. arabica ‘Mundo Novo’ were inoculated with 1,480 nematodes per plant (K5 and M. incognita). The final evaluation after seven months of the inoculation showed a high populational increase of the nematodes and that both were pathogenic at a same extent. The other genotypes tested, belonging to C. canephora, were inoculated with 3,000 nematodes per plant. The genotypes (IAC 4804 and IAC 4810) of ‘Robusta’ were susceptible to isolate K5, but in one of them (IAC 4804) there was great variation among the repetitions in relation to M. incognita. The isolate K5 caused marked reduction in the growth of coffee Robusta plants as evidenced particularly through the root fresh weight values in both tested genotypes; in addition, IAC 4810 was rated as resistant to M. incognita. With regard to C. canephora 'Conilon', both tested genotypes (IAC 4764 and IAC 4765) were resistant to isolate K5 and susceptible to M. incognita.

A cana-de-açúcar é uma das principais culturas agrícolas plantadas no Brasil e apresenta significativa importância sócio-econômica e agroindustrial ao país. O cenário mundial encontrase bastante favorável no que concerne à comercialização de seus dois principais produtos derivados, o açúcar e o álcool, impulsionando o desenvolvimento do setor sucroalcooleiro nacional. Neste sentido, o melhoramento genético da cana-de-açúcar aparece como base fundamental para o desenvolvimento de novas variedades para a manutenção e incremento dos agronegócios da agroindústria sucroalcooleira. Técnicas de engenharia genética, como a transformação genética nuclear, estão trazendo excelentes resultados no melhoramento genético da cultura, permitindo diminuir o custo e o tempo de obtenção de novas variedades. Baseando-se na importância em se obter variedades tolerantes a diferentes estresses bióticos e abióticos que induzem perturbações metabólicas e ativam o processo de morte celular programada, o presente trabalho teve por objetivo transformar geneticamente a variedade de cana-de-açúcar RB835089 com o cDNA do gene AtBI-1 isolado de Arabidopsis thaliana, visando suprimir a indução do mecanismo de morte celular sob condição de estresse. Para isto, calos embriogênicos foram utilizados como explante alvo, empregando-se dois métodos de transformação, a cotransformação por biolística, e o mediado por Agrobacterium tumefaciens no qual foram testadas duas técnicas: (a) inoculação direta dos calos em suspensão bacteriana; e (b) agrobiolística que é o bombardeamento dos calos com partículas de tungstênio seguido da inoculação em suspensão bacteriana. A proteína AtBI-1 (Bax inhibitor-1) apresenta homólogos em outros organismos e está localizada na membrana do retículo endoplasmático. Ela apresenta funções citoprotetoras modulando o mecanismo de morte celular programada induzida por estresses bióticos e abióticos. Como resultados deste trabalho, diferentes taxas de eficiência da transformação genética foram obtidas pelo método mediado por A. tumefaciens nas duas técnicas testadas, sendo que suas taxas foram superiores às alcançadas pelo método de co-transformação por biolística. A expressão heteróloga do cDNA do gene AtBI-1 em cana-de-açúcar atenuou a indução das vias de morte celular em presença do antibiótico tunicamicina, indutor do estresse no retículo endoplasmático, sendo comprovado pela maior tolerância ao estresse das plantas transgênicas quando comparadas com as plantas não transformadas que foram afetas no crescimento do sistema radicular, conteúdo de clorofila total, apresentando sintomas típicos de morte celular programada como clorose foliar e morfologia irregular das raízes, com consequente morte do sistema radicular. / Sugarcane is one of the main crops planted in Brazil and presents significant socioeconomic and agribusiness importance to the country. The world scene is quite favorable as regards the marketing of its two main products, sugar and alcohol, driving the development of the national sugar-alcohol sector. Therefore, the sugarcane genetic breeding appears as the fundamental base for developing new varieties for the maintenance and increase of agribusiness in the sugarcane agroindustry. Genetic engineering techniques, such as the nuclear genetic transformation, are providing excellent results in genetic breeding of this crop allowing reducing the cost and time to obtain new varieties. Based on the importance of obtaining varieties tolerant to different biotic and abiotic stresses that induce metabolic disturbances and activate the process of programmed cell death, this work aimed to transform sugarcane variety RB835089 with the cDNA of AtBI-1 gene, isolated from Arabidopsis thaliana, to suppress the induction of the cell death mechanism under stress condition. For this, embryogenic calli were used as target explant, by using two methods of transformation, the cotransformation by biolistic, and mediated by Agrobacterium tumefaciens in which two techniques were tested: (a) direct inoculation of calli in bacterial suspension; (b) agrobiolistic which is the bombardment of calli with tungstein particles followed by inoculation in bacterial suspension. The AtBI-1 protein (Bax inhibitor-1) presents homologs in other organisms and is located in the endoplasmic reticulum membranes. It has cytoprotective functions by modulating the mechanism of programmed cell death induced by biotic and abiotic stresses. As results of this work, different efficiency rates in genetic transformation were obtained in the method mediated by A. tumefaciens in the two techniques tested, and that their rates were higher than those achieved using the cotransformation by biolistic. The heterologous expression of cDNA of AtBI-1 gene in sugarcane attenuated the induction of cell death pathways in the presence of tunicamycin antibiotic, an inducer of stress in the endoplasmic reticulum, being proven by the increased stress tolerance of transgenic plants compared with sugarcane wild type that were affected in the root growth, total chlorophyll content, showing typical symptoms of programmed cell death such as leaf chlorosis and irregular morphology of the roots, with subsequent death of the root system.

A cana-de-açúcar é uma das principais culturas agroindustriais do Brasil, sendo amplamente cultivada para a produção de açúcar e etanol. Esta cultura se torna a cada dia mais importante no cenário mundial, devido à busca constante por fontes de energia alternativas e mais sustentáveis. Para atender a crescente demanda, é necessária a liberação frequente de novas variedades, mais adaptadas às regiões de cultivo e tolerantes às alterações ambientais. Assim, o estabelecimento da metodologia de transformação genética além de contribuir para o estudo funcional de genes de interesse é uma metodologia alternativa para obtenção de novas variedades. O processo de obtenção de transgênicos é dependente de um eficiente protocolo de regeneração de plantas in vitro, que geralmente envolve uma fase de formação de células indiferenciadas (calos). A indução e a manutenção dos calos são favoráveis ao aumento da atividade de elementos de transposição (ETs) os quais são muito freqüentes no genoma de cana e podem acarretar variabilidade no genoma vegetal pela alteração dos padrões e funções gênicas devido a essa mobilização, afrontando a fidelidade genética dos cultivares transgênicos obtidos. Baseando-se na importância de reduzir o período de cultura de tecidos e controlar a atividade dos ETs durante o desenvolvimento in vitro, o objetivo desse trabalho foi buscar alternativas no controle e na redução do tempo para regeneração de plantas, inclusive com a aplicação de peptídeos hormonais, assim como de transformar geneticamente as variedades RB835089 e RB835486 com o gene Ddm1 de Arabidopsis, visando o silenciamento dos elementos de transposição em cana-de-açúcar. Para isso, foram analisados os meios de cultura MS3c e ML1G1 e o efeito da água de coco na indução e formação de calos como também na regeneração de plantas. Foram testados os meios de regeneração de plantas MSAc, SRM, ML1R3 e ML1R4, obtendo-se em média 5,2 plantas por explante no meio MSAc, que foi superior aos demais meios. Este meio foi utilizado para testar o efeito individual dos peptídeos hormonais CLV3 e PSK- em calos embriogênicos, os quais apresentaram acréscimo na regeneração de plantas para 9,3 plantas por explantes com doses de 30 µM de PSK-a. A transformação genética por biolística através da cotransformação dos genes neo e AtDdm1 resultou em 34 plantas transgênicas. O estudo da mobilização dos ETs durante o desenvolvimento in vitro foi realizado para quatro retrotransposons. A expressão heteróloga do gene AtDdm1 em cana-de-açúcar mostrou atuar no controle da expressão do retroelemento TE010. O estudo da mobilização dos retrotransposons e do gene Ddm1 endógeno de cana (SsDdm1) durante o desenvolvimento in vitro confirmou que o gene SsDdm1 foi chave no controle da expressão dos retroelementos. A transformação genética com o gene AtDdm1 aliada a rápida regeneração de plantas a partir de discos foliares possibilitam condições que minimizam a expressão dos ETs em cana-de-açúcar. / Sugarcane is one of the major agro-industrial crops of Brazil being widely cultivated for the production of sugar and ethanol. This culture has become increasingly more important on the world stage each day due to the constant search for alternative and sustainable energy sources. In order to meet growing demand, it is necessary to often release new varieties, better adapted to cultivated expansion area and tolerant to environmental changes. Thus, the establishing of genetic transformation methodology beyond of contributing to the functional study of genes of interest and it is an alternative method for obtaining new varieties. The process of obtaining transgenic plants is dependent of an efficient protocol for in vitro plant regeneration, which generally involves a phase of undifferentiated cells (callus). The induction and maintenance of callus are favorable to increase the activity of transposable elements (TEs) which are very frequent in the genome of sugarcane and may cause variability in the plant genome by altering patterns and gene functions due to this mobilization, confronting the genetic fidelity of the transgenic cultivars obtained. Based on the importance of reducing the period of tissue culture and control the activity of TEs during in vitro development, the objective of this work was to seek alternatives to control and reduce the time for plant regeneration, including the use of peptides hormone, as well as to genetically transform sugarcane varieties RB835089 and RB835486 with the Ddm1 Arabidopsis gene to silence the transposable elements in cane sugar. For this, we tested the culture media MS3c and ML1G1and the effect of coconut water in callus induction and growth as well as on plant regeneration. We tested the plant regeneration media MSAc, SRM, ML1R3 and ML1R4, obtaining an average of 5.2 plants per explants using MSAC, superior to other medium tested. It was used to test the individual effect of peptides hormones such as CLV3 and PSK- in embryogenic callus, which showed an increase in plant regeneration to 9.3 plants per explant with doses of 30µM PSK-a. Genetic co-transformation with the neo and AtDdm1 genes by biolistic resulted in 34 transgenic plants. A study of TEs during in vitro development was performed for four retrotransposons. Heterologous expression of the AtDdm1 gene in sugarcane showed to control the expression of the retroelement TE010. The study of mobilization of retrotransposons and the endogenous Ddm1 gene (SsDdm1) during in vitro development confirmed that SsDdm1 was key gene in controlling the expression of retrotransposons. Genetic transformation with the AtDdm1 gene and the fast regeneration of plants provide positive conditions to minimize the expression of ETs in sugarcane.

Leifsonia xyli subsp. xyli (Davis et al.; 1984; Evtushenko et al.; 2000) é agente causal de uma das mais importantes doenças da cana-de-açúcar: o raquitismo-da-soqueira (Gillaspie Jr. & Davis, 1992; Davis et al.; 1994). O presente trabalho teve como objetivo principal usar métodos de análise cromossômica para corroborar o mapa genômico da estirpe CTC B07 de L. xyli subsp. xyli obtido através do seqüenciamento por “shotgun”, realizado pelo grupo de seqüenciamento de Genomas Agronômicos e do Meio-ambiente (AEG) da rede ONSA-FAPESP. A identidade do isolado foi confirmada com a amplificação e seqüenciamento da região 23S do rRNA bem como por meio de testes sorológicos de microaglutinação com antissoro específico. Além destes, foram realizados testes de microscopia eletrônica de varredura da bactéria cultivada em meio líquido para confirmar a pureza do isolado. O tamanho do genoma de L. xyli subsp. xyli foi estimado com base na análise de fragmentos de restrição gerados por digestões com as enzimas de restrição XbaI e SpeI e eletroforese de campo pulsado (PFGE). As estimativas de 2.540 kb e 2.530 kb com XbaI e SpeI respectivamente ficaram próximas ao valor obtido pelo seqüenciamento genômico (2.596.959 pb). Em adição, o número de seqüências repetidas e de genes ribossomais identificados pelo projeto genoma foram confirmados por meio de hibridizações com sondas apropriadas. Comparações genômicas de L. xyli subsp. xyli, L. xyli subsp. cynodontis e duas espécies de Clavibacter também foram objetivos deste trabalho. As comparações foram baseadas em análise de RFLPs após a hibridização do DNA genômico utilizando como sondas elementos genéticos móveis presentes no genoma de L. xyli subsp. xyli. As estimativas dos números estimado de cópias destes elementos no genoma de L. xyli subsp. xyli obtidas por hibridizações concordam com aquelas obtidas pelo seqüenciamento, considerando fragmentos RFLPs menores que 9 kb. Informações referentes à fragmentos maiores não foram obtidas uma vez que estes não foram adequadamente resolvidos na corrida eletroforética. Finalmente, comparações através de análise de RFLP e rep-PCR mostraram diferenças entre L. xyli subsp. xyli e L. xyli subsp. cynodontis bem como entre estas e espécies de Clavibacter. Não foram verificadas diferenças entre a estirpe CTC B07 de L. xyli subsp. xyli e a estirpe australiana. / Leifsonia xyli subsp. xyli (Davis et al.; 1984; Evtushenko et al.; 2000) is the causal agent of one of the most economically important disease of sugarcane worldwide, i.e, ratoon stunting disease (Gillaspie Jr. & Davis, 1992; Davis et al.; 1994). The main objective of this study was to confirm the assembly of the genome of L. xyli subsp. xyli obtained after shotgun sequencing by the Agronomic and Enviromental Genomes group of the ONSA/FAPESP network. The identity of the strain was confirmed by amplification and sequencing of the 23S rRNA region as well as by microaglutination serological tests with specific antiserum. Besides this, scanning electron microscopic analysis was used to assess the purity of the strain culture. The size of the genome of L. xyli subsp. xyli was estimated based on restriction analysis after digestion of genomic DNA with SpeI and XbaI followed by pulsed-field gel electrophoresis. The estimates of 2,530 kb and 2,540 kb, respectively for SpeI and XbaI, are in agreement with the one obtained by whole genome sequencing (2,596 kb). In addition, the number of repeated sequences and ribossomal genes predicted by thesequencing project was confirmed by hybridization experiments with the appropriate probes. Genomic comparisons of L. xyli subsp. xyli, L. xyli subsp. cynodontis and two Clavibacter species comprised a second objective of this study. Comparisons were based on RFLP analysis after hybridization of digested genomic DNA using mobile genetic elements present in the genome of L. xyli subsp. xyli as probes. The estimates of number of copies of these elements in the genome of L. xyli subsp. xyli obtained by this approach agreed with the ones obtained by sequencing if RFLP fragments smaller than 9 kb are considered. Data from larger fragments were not obtained since they were not adequately resolved by electrophoresis. Finally, RFLP and rep-PCR comparisons unveiled differences between L. xyli subsp. xyli and L. xyli subsp. cynodontis as well as between these and Clavibacter. No differences were found between strain CTC B07 of L. xyli subsp. xyli and an Australian strain.

O vírus sincicial respiratório humano (VSRH) é o agente viral mais freqüentemente relacionado a doenças do trato respiratório inferior em crianças abaixo de um ano de idade. Analíse da varibilidade antigênica e gênica mostraram que o VSRH pode ser divido em dois grupos: A e B. O vírus é um membro do gênero Pneumovirus pertencente a família Paramyxoviridea, e possui três principais proteínas que são: glicoproteina F (fusão), glicoproteina G (adesão), glicoproteina SH (pequena proteína hidrofóbica). A proteína F é responsável pela fusão da célula ao vírus, enquanto a proteína G tem papel fundamental na replicação do vírus, porém a função da proteína SH, ainda não está bem definida, estudos recentes mostram-na como responsável por inibir a sinalização do fator de necrose tumoral alfa (TNF-a). Neste estudo foram colhidas amostras de 965 crianças, entre os anos de 2004 e 2005, dentre as quais 424 foram positivas. 117 amostras foram seqüenciadas a proteína SH e G e comparadas com amostras que circularam mundialmente. A analíse filogenética mostrou uma baixa variabilidade entre os genótipos estudados tanto do grupo A quanto do B. / The human respiratory syncytial virus (HRSV) is the major cause of lawer respiratory tract infections in infantis, young children and elderly. Analysis of the antigenic and genetic variability has shown that there are two groups of the virus HRSV, A and B. The virus (HRSV) is a member of the genus pneumovirus in the paramyxoviridae family. The virus encodes three membrane-bound glicoproteins, namely the fusion (F) attachment (G) and small hydrophobic (SH) proteins. The F mediates fusion of the virus and cell membranes and the G proteins is involved in virus attachment. The biological properties of the F and G glicoproteins and role that they play during virus replication relatively well understood, however the functional significance of the SH protein during replication remains unclear, although recent study shown that it can inhibit TNF-alpha. In this study, HRSV strains were isolated from nasopharyngeal aspirates collected from 965 children between 2004 and 2005, yielding 424 positive samples. We sequenced the small hydrophobic protein (SH) gene and protein (G) of 117 samples and compared them with other viruses identified worldwide. The phylogenetic analysis showed a low genetic variably among the isolates but allowed us to classify the viruses into different genotypes for the A and B HRSV strains.

Este trabalho teve por objetivo caracterizar e comparar a estrutura genética de sete populações de cupuaçuzeiro, Theobroma grandiflorum (Willd. ex Spreng.) Schum., uma fruteira nativa da Amazônia brasileira, utilizando marcadores microssatélites e descritores botânico-agronômicos. Visou também conhecer, preliminarmente, o sistema reprodutivo do cupuaçuzeiro. A estrutura genética das sete populações, sendo três populações naturais, coletadas na suposta área de máxima diversidade da espécie, três populações estabelecidas em Banco Ativo de Germoplasma (BAG), e uma população coletada em plantios comerciais do município de Tomé açu - PA, foi analisada com auxílio de marcadores microssatélites. Foi observada alta variabilidade genética na espécie, ressaltado pelo elevado número de alelos por loco, alto nível de heterozigosidade e divergência entre as populações. A divergência foi mais acentuada entre as populações naturais, em comparação com as populações do Banco de Germoplasma. Essa divergência pode indicar um processo preliminar de diferenciação. Porém, foi mais acentuada entre as populações oriundas de Tucuruí e Nova Ipixuna, corroborando com as indicações que consideram essa região como o centro de máxima diversidade de T. grandiflorum. Estes resultados sugerem, como estratégia de conservação in situ, a necessidade de definição de mais de um local para reserva genética, bem como, em relação a conservação ex situ, as coletas devem ser realizadas em vários locais. A elevada diversidade genética observada nos plantios comerciais, permite recomendar essas plantações como uma fonte alternativa de genes e genótipos ao programa de melhoramento de T. grandiflorum. No BAG foi observada baixa divergência genética entre as populações, sendo que, a maior parte da variabilidade genética encontrava-se dentro das populações. Essa caracterização foi complementada com o emprego de descritores botânico-agronômicos, quando foi observada grande variabilidade para a maioria dos descritores empregados. Houve necessidade, inicialmente, de selecionar dentre as 53 variáveis, aquelas que melhor se prestavam para a caracterização dos acessos. Empregando análises univariada e multivariada por componentes principais, foi possível descartar 64% das variáveis iniciais, sendo sugerida uma lista mínima de 19 descritores para o cupuaçuzeiro. Com base nessa lista e o emprego da distância Euclideana média, foi obtida uma matriz de dissimilaridade entre os 31 acessos avaliados. Esses acessos foram agrupados pelo método de Tocher e UPGMA, tendo sido obtidos seis grupos de similaridade. A comparação entre as duas caracterizações realizadas no BAG, revelou uma correlação positiva e significativa entre distâncias genéticas e fenotípicas. Preliminarmente foi estudado o sistema de reprodução do cupuaçuzeiro, numa população natural de Nova Ipixuna – PA, sendo utilizadas oito progênies de polinização aberta, com dez indivíduos e oito locos microssatélites polimórficos. Baseado na estimativa da taxa de cruzamento multilocos ( $ t m =1,0) e individual por planta materna, o estudo nessa população sugere que o T. grandiflorum é uma espécie predominantemente alógama, com uma pequena percentagem (5,4%) de cruzamentos entre parentes. Esse fator tem implicações importantes nas estratégias de conservação in situ e na utilização de progênies oriundas de polinização aberta nos programas de melhoramento. / This work had the objectives to characterize and compare the genetic structure of seven populations of cupuassu, Theobroma grandiflorum (Willd. ex Spreng.) Schum., a fruit tree native to the Brazilian Amazon using microsatellite markers and botanic-agronomic descriptors; and to investigate the cupuassu mating system. The genetic structure of seven populations of cupuassu, with three originally collected at the putative center of maximum diversity of the species; three populations established at the active germplasm collection (BAG); and one population colected from commercial plantings were analyzed using microsatellite markers. High genetic variability was observed for the species, demonstrated by the elevated number of alleles per locus; high heterozigosity and divergence between populations. The divergence was more noticeable among natural populations than among populations from the germplasm collection. This divergence might indicate a preliminary process of diversification. However, it was more pronounced between the populations from Tucuruí and Nova Ipixuna, corroborating indications that this region is considered the center of maximum diversity of T. grandiflorum. These results suggested as strategy for in situ conservation, the requirement to define more than one site for genetic reserves, large enough to maintain rare alleles in the medium- to long term. For ex situ conservation, sample collection must be conducted in many sites, with low intensity in each site, due to the existing variability witihin population. The high genetic diversity observed in commercail plantings allow to recommend these areas as an alternative source for genes and genotypes for the breeding program of T. grandiflorum. The characterization of the germplasm populations was complemented using botanic-agronomic descriptors. The large observed variability for most of the evaluated descriptors indicated that the germplasm collection contained high phenotypic diversity. Initially, it was necessary to select from the 53 evaluated variables, those most suitable for characterization of the accessions. Using univariate and multivariate analyses of principal components, it was possible to discard 64% of the initial variables, and a minimum descriptor list with 19 traits was proposed for cupuassu. Based on the minimum descriptor list, a matrix of dissimilarity was constructed using Euclidean distances. The 31 evaluated cupuassu accessions were grouped using Tocher and UPGMA, into six groups. The comparison betwen the molecular and phenotypic characterization revealed a significant and positive correlation between the genetic and phenotypic distances. The mating system fo cupuassu was studied, based on a natural population from Nova Ipixuna – PA, using eight progenies derived from open-pollinated pods with ten individuals each and eight polymorphic microsatellite loci. Based on the estimation of the multilocus outcrossing rate ( $ t m =1,0) and individual outcrossing rate ( $ t =1.0), the results from this population suggested that T. grandiflorum is a predominatly outbreeding species, with a small percentage (5,4%) of biparental inbreeding. These results have important implications on the in situ conservation strategies and on the use of open-pollinated progenies in breeding programs.

Os programas de melhoramento da cana-de-açúcar demandam aproximadamente 12 anos para a obtenção de um novo cultivar. Assim, os marcadores moleculares podem ser usados como uma ferramenta valiosa, uma vez que possibilitamo estudo da arquitetura genética de caracteres quantitativos, ajudando a reduzir este tempo. Embora a cana-de-açúcar seja uma cultura perene, para a qual o desempenho genotípico é avaliado através de ensaios estabelecidos ao longo de diferentes locais e cortes, a maior parte dos estudos de mapeamento de QTLs ignora a existência de interação entre QTLs, corte e local (QTL × H × L). Neste contexto, o presente trabalho apresenta uma estratégia que foi desenvolvida para a detecção de QTLs em cana-de-açúcar, com base em modelos mistos e mapeamento por intervalo, considerando diferentes estruturas de (co)variância que permitem supor heterogeneidade de variâncias genéticas e existência de correlações genéticas entre cortes e locais. A metodologia de modelos mistos foi aplicada aos dados de uma população segregante obtida a partir do cruzamento entre dois cultivares pré-comerciais de cana-de-açúcar, constituída por 100 indivíduos avaliados em dois locais (Piracicaba e Jaú, SP, Brasil) e em três cortes para produção (toneladas de cana por hectare, TCH), produção de açúcar (toneladas de Pol por hectare, TPH), porcentagem de fibra e Pol (teor de sacarose). A análise fenotípica resultou na seleção do modelo não-estruturado, que assume heterogeneidade de variâncias e existência de correlação genética específica para cada combinação de corte e local, para todos os caracteres avaliados. Na análise de mapeamento, foram detectados 50 QTLs, incluindo 14 QTLs para TCH, 15 para TSH, 10 para Pol e 11 para Fibra. Além disso, os resultados mostram que os efeitos das interações entre QTL e corte (QTL × H), QTL e local (QTL × L) e QTL, corte e local (QTL × H × L) foram importantes para todos os caracteres avaliados. Do total de QTLs identificados, 33 (66 %) apresentaram algum tipo de interação e apenas 17 (34 %) mostraram mesmo efeito entre as diferentes combinações de corte e local. Estes resultados fornecem informações importantes para o entendimento da base genética de caracteres quantitativos relacionados com produção e teor de sacarose em cana-de-açúcar. / Sugarcane breeding programs take at least twelve years to develop new commercial cultivars. Thus, molecular markers can be used as a valuable tool since they offer the possibility to study the genetic architecture of quantitative traits, helping to reduce this time. Although the performance of genotypes in sugarcane breeding programs has been evaluated across a range of locations and harvest years, since sugarcane is a perennial crop, many of the QTL detection methods ignore QTL by harvest by location interaction (QTL × H × L). In this work, a strategy for QTL detection in sugarcane was developed, based on mixed models and interval mapping, considering different (co)variance structures for the modeling of heterogeneous genetic variances and genetic correlations between harvests and locations. The mixed model approach was applied to a data set provided by a segregating population developed from a cross between two pre-commercial Brazilian cultivars, consisted of 100 individuals planted in two locations in 2003 (Piracicaba and Jaú, SP, Brazil) and evaluated in the first, second and third subsequent harvest years for cane yield (tonnes of cane per hectare, TCH), sugar yield (tonnes of sugar per hectare, TSH), fiber percent and Pol (sucrose content). Phenotypic analysis provided the selection of the unstructured model, which allows the assumption of heterogeneity of variance and presence of a specific genetic correlation for each combination of harvest and location. In the QTL mapping procedure, 50 QTLs were detected, including 14 QTLs for TCH, 15 for TSH, 10 for Pol and 11 for Fiber. In addition, the results show that QTL by harvest (QTL × H), QTL by location (QTL × L) and QTL by harvest by location (QTL × H × L) interaction effects were important for all evaluated traits. From the total of QTLs identified, 33 (66%) had some interaction and only 17 (34%) showed stable effects across the different combinations of harvest and location. These results can provide useful information to understand the genetic control of complex traits related with sugarcane production and sucrose content.