Caracterização fenotípica e molecular de genótipos de arroz irrigado

O presente trabalho teve como objetivo geral caracterizar a variabilidade genética existente em um grupo de genótipos de arroz irrigado do banco de germoplasma disponível no programa de melhoramento do Instituto Rio Grandense do Arroz (IRGA) e como objetivos específicos identificar marcadores morfológicos que separem os dois grupos de arroz índica e japônica, avaliar a amplitude da base genética desse germoplasma e comparar o padrão de agrupamento obtido pelos marcadores morfológicos e moleculares.

Caracterização fenotípica e molecular de genótipos de fumo utilizados no sul do Brasil

O conhecimento do germoplasma disponível permite ao melhorista de fumo planejar estrategicamente o uso de genitores visando à ampliação da variância genética nas populações segregantes. Apesar de acreditar-se que a base genética do fumo é estreita, nenhum estudo foi feito com os genótipos utilizados pelos programas de melhoramento de fumo no Sul do Brasil. Os objetivos deste trabalho foram investigar a base genética e caracterizar genótipos de fumo utilizados em programas de melhoramento no Sul do Brasil através de caracteres fenotípicos e marcadores moleculares, comparando diferentes métodos quanto à capacidade de distinção de genótipos individuais. Trinta e dois genótipos de fumo foram avaliados para 32 características fenotípicas, 271 marcadores RAPD, 86 microssatélites e 484 marcadores AFLP. Características fenotípicas e marcadores moleculares RAPD e AFLP foram eficientes para distinguir os genótipos estudados, permitindo evidenciar moderada similaridade e estreita base genética. Apesar disso, foi encontrada variabilidade para as características fenotípicas de maior importância econômica em fumo, sendo possível caracterizar individualmente os 32 genótipos através de 23 das 32 características fenotípicas avaliadas. Os genótipos K-326 LF e BY-64 divergiram dos demais e se destacaram para características de importância econômica, como rendimento, índice qualitativo de folhas, teor de nicotina e percentual de talo, sendo de grande potencial como genitores em cruzamentos elite. Foram identificados marcadores RAPD e AFLP específicos, capazes de distinguir, individualmente, os genótipos estudados. Os resultados deste estudo permitem concluir que os diferentes métodos utilizados se complementam na distinguibilidade dos genótipos e devem ser utilizados conjuntamente para o desenvolvimento de germoplasma e linhagens superiores de fumo.

Caracterização biológica e molecular da interação de Drechslera avenae (Eidam) Sharif com cultivares e linhagens de aveia (Avena sativa L.)

A helmintosporiose, incitada por Drechslera avenae (teleomorfo, Pyrenophora avenae), constitui fator limitante à produção e à qualidade do grão de aveia (Avena sativa L). A caracterização biológica e molecular da interação aveia - D. avenae pode contribuir para o manejo e a determinação de estratégias de controle da doença. Para a caracterização biológica, foram avaliadas trinta cultivares de aveia quanto à percentagem de área foliar com sintomas da doença e o tipo de lesão, inicialmente sob condições de inoculação artificial com três isolados do fungo e, após, no campo, sob condições naturais de infecção. Os resultados demonstraram haver interações significativas entre os genótipos da planta e isolados do patógeno. Classificaram-se como mais resistentes ao fungo OR 4, UFRGS 7, UFRGS 14, UFRGS 18 e UPF 19. Para a caracterização molecular da interação, cinco genótipos (CTC 5, ORLA 975, preta-comum, UFRGS 18 e UPF 17), não inoculados e inoculados com dois isolados do fungo, foram investigados para a análise de expressão diferencial de genes após 12, 24 e 72 horas após a inoculação. A partir do RNA total extraído das plantas submetidas aos tratamentos, realizaram-se a síntese de cDNA (RT-PCR), o isolamento de cDNAs expressados diferencialmente e a produção de sondas para a verificação de mRNAs induzidos, os quais foram hibridizados por meio de “Southern blot” e “Reverse Northern”. Foram observadas diferenças na expressão de genes, em nível de mRNA, entre plantas sadias e infectadas, tendo-se obtido sete fragmentos de cDNAs relacionados à interação com D. avenae, os quais foram comparados quanto a sua similaridade com seqüências depositadas no banco de dados do Genbank. Pela análise de “Reverse Northern”, pôde-se identificar um cDNA denominado E3-IFCO, relacionado com a resposta de defesa da planta.

Caracterização morfológica e molecular da coleção básica de trevo-branco (Trifolium repens L.)

O objetivo deste trabalhofoi avaliarcaracterísticas moleculares e morfológicasde 79 acessos pertencentes à coleção básica de trevo-branco obtida do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos(USDA), a fim de caracterizar a variabilidade genética existente.

Análise de haplótipos intragênicos ao gene MJD1 em pacientes com doença de Machado-Joseph

A doença de Machado-Joseph (DMJ), ou ataxia espinocerebelar tipo 3 (SCA3), é uma desordem neurodegenerativa autossômica dominante, originalmente descrita em famílias de ancestralidade portuguesa-açoriana. Incordenação generalizada da marcha, dos membros e da fala podem estar presentes nos pacientes afetados por essa doença. O início das manifestações clínicas ocorre, em geral, entre os 30 e os 40 anos, apresentando uma progressão bastante lenta. O tempo médio de sobrevida depois do início da doença é de 14 a 17 anos. O gene associado à doença, denominado MJD1, foi identificado em 1994 e localiza-se no cromossomo 14. Este gene se caracteriza por apresentar uma repetição nucleotídica CAG na região 5` do exon 2. O número destas repetições é polimórfico na população, sendo que indivíduos normais apresentam de 12 a 37 repetições CAG, enquanto os afetados pela DMJ podem apresentar de 61 a 84 repetições. Um recente estudo mundial de haplótipos demonstrou a presença de dois diferentes haplótipos em famílias de origem açoriana, que são específicos à ilha de origem. Em famílias da porção continental de Portugal, os dois haplótipos foram encontrados. A maioria das famílias não portuguesas também compartilha o mesmo haplótipo encontrado em famílias originárias da ilha de Flores, mas três outros haplótipos foram encontrados nessas famílias. Até o momento, a hipótese mais forte declara que a difusão da mutação original está diretamente ligada à imigração portuguesa-açoriana No presente estudo, esta hipótese foi testada através da análise de disequilíbrio de ligação de três polimorfismos intragênicos (A669TG/C669TG, C987GG/G987GG, TAA1118/TAC1118). O polimorfismo na posição 669 foi identificado por PCR seguido de SSCP e confirmado por sequenciamento direto. Os polimorfismos nas posições 987 e 1118 foram detectados por PCR alelo-específico. Os resultados obtidos indicaram que o haplótipo intragênico A-C-A estava associado ao alelo com a expansão na maioria dos pacientes (92%). Estes resultados confirmam achados em outros estudos. Isto indica que uma única mutação na DMJ foi introduzida em várias populações, seguida de um efeito fundador local, e indicando também que provavelmente esta mutação é muito antiga. E, para finalizar, baseado neste estudo e comparando com dados gerados no estudo mundial de haplótipos, pode-se especular que a origem da mutação associada a DMJ nos pacientes do sul do Brasil é proveniente da ilha de Flores.

Variabilidade molecular na região 3'UTR do gene do receptor da lipoproteína de baixa densidade - diversidade intra e intercontinental

As origens das populações e o processo de povoamento das Américas são questões bastante controversas e, por isso, têm sido amplamente estudadas. O gene LDLR (low density lipoprotein receptor), que está localizado no braço curto do cromossomo 19 (p13.1-p13.3) e possui 18 éxons, bem como uma porção 3’UTR onde ocorrem dois elementos Alu completos (chamados de U e D) e um parcial, foi escolhido para esclarecer esses e outros problemas de evolução e variação genética humana. O objetivo geral deste trabalho foi verificar o que esta região hipervariável, especificamente na sua porção U, nos indicaria sobre a história evolutiva das populações ameríndias. Para este trabalho foram analisadas amostras de DNA de indivíduos nativos da Mongólia (n=24), da Sibéria (n=26), das Américas do Norte (n=11), Central (n=26) e do Sul (n=16), totalizando 14 populações e 103 indivíduos. Essas amostras foram amplificadas pela técnica de PCR (polymerase chain reaction), utilizando-se primers específicos para o segmento hipervariável U e, posteriormente, foram elas seqüenciadas automaticamente. Quatorze sítios polimórficos foram encontrados, classificáveis em sete haplótipos, sendo que o sítio 3809 apresentou uma transversão de C para G não descrita na literatura. A estimativa geral de diversidade nucleotídica (π) foi de 0.62%, considerada alta para um marcador autossômico. Verificou-se uma certa uniformidade haplotípica entre a Ásia e a América, mas com a diferenciação maior ocorrendo entre a Mongólia e a América+Sibéria. Não foi detectada diferenciação significativa entre nativos sul e centro-americanos. De um modo geral, o estudo desse marcador confirmou uma provável origem asiática para as populações ameríndias e apoiou a hipótese de uma única onda de migração no processo de povoamento pré-histórico das Américas.

Análise citogenética e molecular em milho (Zea mays subsp. mays), teosinto (Zea mays susp. mexicana) e em seus híbridos

O milho é um planta anual cultivada em quase todo o mundo, consumida como ração para animais e na alimentação humana através de produtos industrializados e in natura. Existem diversos programas de melhoramento de milho no Brasil, mas no Sul são poucos os grupos que trabalham com este cereal. O desenvolvimento de populações tem sido efetuado por instituições de pesquisas, enquanto híbridos têm sido feito por companhias privadas. A variabilidade genética num programa de melhoramento assume uma grande importância, já que é o ponto de partida para o progresso genético. Em Algumas espécies, a variabilidade genética torna-se estreita a cada ciclo de seleção, diminuindo futuros progressos genéticos. Uma alternativa de ampliar a variabilidade é através de cruzamentos amplos com espécies silvestres. Estudos indicam que as espécies de teosinto são uma potencial fonte de variabilidade para importantes características agronômicas. Porém, o desenvolvimento de variedades de milho bem adaptadas, com boas características agronômicas e de rendimento, oriundas de cruzamentos com espécies silvestres necessita de um amplo estudo genético, molecular e citogenético. O objetivo deste trabalho foi caracterizar a variabilidade genética em genótipos de milho e teosinto através de marcadores moleculares e analisar a nível citogenético as populações de milho, teosinto e seus híbridos. Foi detectada variabilidade genética nas populações de milho e teosinto, sendo a população de teosinto a que apresentou maior variabilidade. Os genótipos de milho e teosinto apresentaram uma alta estabilidade meiótica, enquanto os híbridos entre milho e teosinto tiveram associações de univalentes, aderência de cromossomos, pontes e menor freqüência de quiasmas. Os resultados foram suficientes para indicar que é possível utilizar o teosinto como fonte genética em programas de melhoramento de milho.

Variabilidade genética em populações ameríndias e asiáticas : região 16p13.3 e inserções Alu

Um estudo envolvendo populações asiáticas e ameríndias foi realizado para avaliar os relacionamentos históricos e genéticos entre eles através de polimorfismos moleculares autossômicos. Um deles é uma seqüência polimórfica localizada na região 16p13.3. Um total de 1558 pares de base foram investigados em 98 indivíduos da Mongólia, Beringia e das Américas. Estes resultados foram comparados com aqueles obtidos em uma prévia investigação por outros autores. Cinqüenta e cinco sítios polimórficos foram classificados em trinta e cinco haplótipos. Uma árvore de haplótipos (median joining network) baseada neles, revelou dois grupos distintos, um mais compacto com haplótipos derivados das cinco categorias etno-geográficas estabelecidas; enquanto o outro, com haplótipos mais divergentes, era composto principalmente por africanos e ameríndios. Quase todos os parâmetro de neutralidade apresentaram valores negativos. Simulações realizadas para interpretar estes resultados foram executadas com dois conjuntos de dados: um composto exclusivamente de ameríndios e outro com populações mundiais. O primeiro, sugerindo crescimento e declínio populacional, rejeitou os cenários com crescimento abaixo de cinco vezes e anteriores a ~18 mil anos atrás; enquanto que o segundo, sugerindo crescimento populacional, não rejeitou cenários nos quais a magnitude de crescimento foi maior que dez vezes e anteriores a ~21 mil anos atrás, provavelmente refletindo um crescimento antigo fora da África. Doze polimorfismos de inserções Alu foram também estudados em 170 indivíduos pertencentes a 7 grupos nativos sul-americanos, 60 a dois siberianos, e 91 a dois mongóis. Estes dados foram integrados com aqueles de 488 indivíduos associados a outros 13 grupos, para determinar as relações entre asiáticos, Beringianos e ameríndios. Nestes três grupos, foi observado um decréscimo da heterozigosidade e da quantidade de fluxo gênico, na mesma ordem indicada acima. A solidez destas subdivisões foi demonstrada nas distâncias genéticas, nas análises de componentes principais, de variância molecular, no teste de Mantel, e numa abordagem Bayesiana de atribuição genética. Entretanto, não pode ser observada uma clara estrutura entre os nativos Sul-americanos, indicando a importância dos fatores dispersivos (deriva genética, efeito fundador) na sua diferenciação. A congruência dos resultados obtidos com os dois marcadores são: (a) não foi confirmada uma história de declínio populacional forte associado com a chegada do homem pré-histórico nas Américas; (b) os ameríndios não apresentaram estruturação clara dentro do continente e não se diferenciaram dos asiáticos do nordeste da Ásia (beringianos); e (c) o povo Aché foi o grupo mais divergente.

Doença renal policística do adulto em pacientes atendidos nos serviços de hemodiálise de Porto Alegre

A doença renal policística do adulto (autossômica dominante) é a nefropatia genética mais comum, atingindo aproximadamente 1 em cada 800 indivíduos da população em geral. Três proteínas têm sido associadas com a etiologia dessa doença: policistina-1, policistina-2 e policistina-3. As policistinas são codificadas por três genes independentes localizados em cromossomos distintos: PKD1 (16p13.3), PKD2 (4q21-23) e PKD3 (10q24). Entre 5% e 10% dos pacientes que fazem tratamento dialítico tem rins policísticos. Nesse estudo avaliamos a prevalência de pacientes com diagnóstico de doença renal policística do adulto em 15 serviços de hemodiálise localizados na cidade de Porto Alegre. Nossa amostra foi constituída por 975 indivíduos, desses 74 (7,6%) pacientes tinham rins policísticos. A amostra é composta predominantemente de caucasóides (85,7%), sem diferença entre os dois grupos com relação a distribuição sexual. A idade do início do tratamento foi menor entre os homens (p<0,001). A hipertensão arterial sistêmica foi encontrada em 49,3% dos pacientes com diagnóstico de doença renal policística do adulto. Dados bioquímicos mostraram-se diferentes entre os dois grupos: a creatinina (p<0,0001), o fósforo (p<0,004) e o potássio (p<0,009) são mais elevados nos pacientes com rins policísticos. Considerando que a doença renal policística permanece pouco conhecida em nosso meio, novos dados epidemiológicos, clínicos, bioquímicos e/ou moleculares, devem ser adicionados ao estudo visando uma melhor compreensão dessa doença.

Etiologia e genética da resistência à mancha branca do milho

A Mancha Foliar de Phaeosphaeria é considerada uma das mais importantes moléstias do milho no Brasil. Atualmente, existem dúvidas quanto ao agente causal e o melhoramento genético tem dificuldade de desenvolver cultivares resistentes estáveis. Neste estudo os objetivos foram identificar os fungos causadores da moléstia, estudar a herança da resistência, sob infestação natural e artificial, e identificar marcadores moleculares ligados à resistência à moléstia. Quatro fungos foram associados às lesões de Phaeosphaeria. Phyllosticta sp., Phoma sorghina e Sporormiella sp. foram patogênicos e Phoma sp. não foi testado. Os fungos P. sorghina e Phoma sp. foram, respectivamente, o predominante e o menos freqüente na lesão para todos os quatro ambientes coletados. Phyllosticta sp. e Sporormiella sp. foram os de mais baixa freqüência e restritos a locais. Estudos sob infestação natural, com três cruzamentos, em um único ambiente e com três tipos de avaliação de severidade evidenciaram a presença de variabilidade genética para a resistência e proporcionaram estimativas de herdabilidade intermediárias (0,48-0,69). No estudo de médias de gerações o modelo aditivo-dominante explicou as bases genéticas da resistência, sendo a ação gênica de dominância a mais importante. A inoculação artificial de um cruzamento com Phyllosticta sp. e P. sorghina, confirmaram a presença de dominância. Nos estudos moleculares, a fenotipagem foi realizada sob infestação natural e para um único ambiente e a genotipagem com marcadores microssatélites. A percentagem de polimorfismo obtida foi de 36%, sendo que seis QTLs foram identificados. Estes resultados indicam que vários fungos estão envolvidos na produção dos sintomas da moléstia conhecida por Mancha Foliar de Phaeosphaeria e a composição de fungos na lesão pode variar conforme o ambiente. A estimativa de herdabilidade indica a possibilidade de êxito com a seleção em gerações segregantes, principalmente porque os efeitos gênicos preponderantes para a resistência envolvem aditividade e dominância. A análise de QTL permitiu explicar grande parte da variância fenotípica (80%) e genotípica (58%); entretanto, outros ambientes devem ser testados para a sua efetiva confirmação.

Análise da variabilidade genética em genótipos de milho crioulo (Zea mays ssp. mays)

O milho é uma das principais espécies cultivadas no mundo, e tem importância fundamental na alimentação de animais e humanos. Além disso, é considerado um dos cereais com maior variabilidade genética entre os cultivados, a qual é expressa nas diversas variedades crioulas existentes. Entretanto, para que toda esta variabilidade genética possa ser utilizada pelo melhoramento genético, é imprescindível o conhecimento do potencial genético destas raças. Dessa forma, os objetivos deste trabalho foram caracterizar diversas variedades crioulas de milho provenientes do sul do Brasil a nível fenotípico, molecular e citogenético e, com base nestes resultados, estimar a distância genética existente entre eles. Os marcadores moleculares utilizados neste trabalho foram microssatélites e AFLP. As análises morfológicas e moleculares demonstraram a existência de variação genética entre os genótipos avaliados, possibilitando o agrupamento de acordo com a distância genética existente entre eles. As análises citogenéticas indicaram a presença de poucas anormalidades nos grãos de pólen, as quais não comprometem o potencial reprodutivo dos genótipos. Estas informações podem contribuir significativamente com os programas de melhoramento que se dedicam a lançar genótipos com maior potencial agronômico.

Titulação de vacinas contra o sorotipo 3 do vírus da doença de marek por pcr em tempo real

A Doença de Marek é uma enfermidade linfoproliferativa das aves, causada por um alfaherpesvírus e caracterizada pela infiltração de células em nervos periféricos, gônadas, íris, vísceras, músculos e pele. Desde 1970, vacinas atenuadas têm sido utilizadas como ferramenta principal no controle da doença. Esse trabalho descreve a implantação da Reação em Cadeia da Polimerase em Tempo Real (qPCR) para a titulação de vacinas contra o vírus da doença de Marek do sorotipo 3, herpesvírus dos perus (HVT). A qPCR foi comparada com a técnica tradicional de titulação, baseada no cultivo celular de fibroblastos de embrião de galinha. Foram avaliadas três vacinas vivas (congeladas, cepa FC126) provenientes de distintos fabricantes. A técnica molecular apresentou alta correlação entre os valores de threshold cycle (CT) e respectivas diluições das vacinas (R2 = 0,99), indicando que, dentro desta faixa linear testada (102 a 104 PFU/dose), a qPCR foi capaz de quantificar as vacinas disponíveis no mercado. A reprodutibilidade da titulação em cultivo celular e qPCR foi avaliada pela realização dos testes em três dias distintos a partir de ampolas de um mesmo lote da vacina. Os títulos obtidos por ambos os métodos demonstraram alta reprodutibilidade e coerência com o fornecido pelo fabricante. Caracterizou-se também a proporção de vírus livres e associados às células, onde foi observado que, pelo menos, 90% dos vírus encontravamse na forma associada. Este trabalho indicou que a qPCR é reprodutível, rápida e menos trabalhosa do que a titulação em cultivo celular tradicionalmente utilizada.

Epidemiologia molecular da tuberculose resistente a múltiplos fármacos no Rio Grande do Sul

A tuberculose resistente a múltiplos fármacos (TB MDR) é definida como uma forma de tuberculose (TB) causada por Mycobacterium tuberculosis resistente a pelo menos isoniazida e rifampicina. A TB MDR é um problema mundial crescente resultante da não adesão dos pacientes ao tratamento e pelo gerenciamento ineficaz da doença pelos sistemas de saúde. Este estudo foi realizado com o objetivo de identificar os fatores de risco e os padrões de transmissão da TB MDR no Estado do Rio Grande do Sul, comparando os resultados obtidos com aqueles casos de TB suscetíveis aos fármacos. Durante os anos de 1999 e 2000 foram identificados 60 isolados MDR no Laboratório Central do RS (LACEN) e 202 isolados suscetíveis aos fármacos anti-TB. Estes isolados foram analisados utilizando a técnica de Polimorfismo do Tamanho dos Fragmentos de Restrição (RFLP) baseado no IS6110. Os dados clínicos e demográficos dos pacientes portadores destas linhagens também foram analisados. Nos isolados que apresentaram seis ou menos cópias de IS6110 foi realizada uma segunda técnica de genotipagem, o Spoligotyping. Os pacientes portadores de linhagens de M. tuberculosis com padrões idênticos foram considerados clusters. Foi observado que entre os 262 isolados, 94 (36%) pertenciam a 20 distintos clusters, e após a análise por Spoligotyping, 89 destes isolados (34%) permaneceram em cluster. Os isolados MDR não diferiram estatisticamente dos isolados suscetíveis na proporção de formação de cluster. Foi observada associação significante entre a ocorrência de TB MDR e tratamento prévio (p < 0,001) e falência no tratamento (p < 0,001). No entanto, os pacientes HIV positivos foram associados com TB suscetível (p = 0,024). Também foi identificado que pacientes não casados desenvolveram mais TB devida à transmissão recente (p < 0,005). A introdução da terapia supervisionada de curta duração (DOTS) no RS será importante, pois auxiliará na diminuição das taxas de falência e abandono de tratamento, evitando o desenvolvimento de novas linhagens MDR.

Prevalência da deleção 4977pb do DNA mitocondrial em pacientes com doença renal crônica em tratamento conservador ou submetidos a hemodiálise no sul do Brasil

Introdução. Danos no DNA mitocondrial (DNAmt) têm sido descritos em pacientes com doença renal crônica (DRC). Estes danos podem ser avaliados através da deleção 4977pb do DNAmt em diversos tecidos. Métodos. Identificamos a prevalência da deleção 4977pb do DNAmt através da técnica da reação em cadeia da polimerase (PCR) no sangue de pacientes com DRC em tratamento conservador (creatinina >2mg/dl) ou submetidos a hemodiálise. Resultados. A freqüência da ocorrência da deleção do DNAmt foi de 73.1% (38/52) nos pacientes com DRC submetidos a hemodiálise, 57.1% (27/42) nos pacientes com DRC em tratamento conservador e 27.8% (15/54) nos controles (P< 0.001). Não encontramos aumento da freqüência desta deleção em relação a idade dos pacientes com DRC (P= 0.54) ou ao tempo de diálise (P= 0.70). Conclusão. Danos no DNAmt podem ser induzidos pela DRC em especial nos pacientes submetidos a hemodiálise. Desta forma, a deleção 4977pb do DNAmt pode servir como um marcador de danos moleculares em pacientes com DRC.