Mitochondrial genotype segregation and effects during mammalian development: Applications to biotechnology

Mitochondria are endosymbiotic organelles responsible for energy production in practically every eukaryotic cell. Their uniparental fashion of inheritance, maternally inherited in mammals, and the homogeneity of mitochondrial DNA (mtDNA) within individuals and matrilineages, are biological phenomena that remain unexplained. This paper reviews some of the recent findings on mitochondrial influences on the manner in which embryos develop and how their genotypes are inherited in mammals, with particular emphasis on the genetic bottleneck effect. Animal models carrying a mix of mtDNAs (heteroplasmic) have been produced by karyoplast and cytoplast transplantation to analyze the segregation patterns at different stages during embryogenesis, in fetuses and offspring. Comparisons performed between murine and bovine reveal interesting changes in segregation and replication of transplanted mtDNAs. We have recently obtained Bos indicus and Bos taurus fetuses and calves from embryos reconstructed using enucleated polymorphic oocytes of Bos taurus origin. These and other findings on mitochondrial biology will have important implications in determining the cytoplasmic genotype of clones and in the preservation of endangered breeds and species. (C) 1999 by Elsevier B.V.

Development of Y-chromosome-Specific SCAR Markers Conserved in Taurine, Zebu and Bubaline Cattle

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Polimorfismo da transferrina e albumina e as associações com precocidade sexual em bovinos da raça Nelore doadores de sêmen

O presente estudo utilizou 16 animais Bos taurus indicus da raça Nelore doadores de sêmen. Estes animais foram divididos em grupos de acordo com a idade em que o sêmen congelou pela primeira vez. O grupo I, considerado precoce, apresentou animais com sêmen passível de congelação com idade inferior a 20 meses. O grupo II, composto por animais que tiveram o sêmen congelado com idade entre 21 e 26 meses. E o grupo III, tido como tardio, composto por animais com sêmen congelável com idade superior a 27 meses. Para análise dos padrões eletroforéticos da transferrina e albumina, amostras de sangue foram colhidas em tubos heparinizados e submetidos a centrifugação de 2.500 G por 15 minutos para separação do plasma sangüíneo. As amostras de plasma sangüíneo foram processadas para que a corrida eletroforética em gel de poliacrilamida pudesse ser realizada. Para a coloração do gel, usou-se Coomasie Brilliant Blue. Após análise dos padrões eletroforéticos da transferrina e albumina, observou-se que não houve relação detectável entre os fenótipos da albumina e precocidade sexual de touros doadores. Entretanto, em relação à transferrina, foi possível sugerir uma associação entre o alelo TfD com touros portadores de sêmen congelável precocemente ou medianamente em termos de idade à congelação.

Polymorphism analysis of the hsp70 stress gene in Broiler chickens (Gallus gallus) of different breeds

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Validation of microsatellite markers for assisted selection of soybean genotypes resistant to powdery mildew

Powdery mildew is one of the most serious diseases of soybean and is found in all producing countries. The purpose of this study was to validate microsatellite markers previously identified as associated with resistance to powdery mildew in soybean. The study was conducted in two F, parent populations with contrasting resistance to powdery mildew, In the analysis 10 SSR primers were used for the populations. and tour polymorphic markers were identified for cross I (MGBR95-20937 x IAC-Foscarin 31) and three for cross 2 (MGBR-46 x Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA) 48). The Chi-square analysis of the phenotypic evaluation confirmed the expected segregation (3: 1) of a dominant gene related to resistance. The polymorphic markers also segregated as expected (1:2:1). The markers Sat 366 and Sat 393 in the crosses 1 and 2. respectively, located at 9.41 and 12.45 cM from the gene. were considered promising for marker-assisted selection for resistance to powdery mildew in soybean. at a selection efficiency of 92.7% and 60.3% respectively.

Marcadores RAPD para detecção de resistência à ferrugem-asiática-da-soja

Os objetivos deste trabalho foram confirmar a herança da resistência da PI 459025 (Rpp4) à ferrugem-asiática-da-soja e identificar marcadores moleculares do tipo RAPD, ligados a este gene de resistência, em populações de soja. Pelo cruzamento dos genitores contrastantes PI 459025 x Coodetec 208 obteve-se uma população, cujas populações das gerações F2 e F2:3 foram artificialmente infectadas e avaliadas quanto à reação ao fungo Phakopsora pachyrhizi, pelo tipo de lesão (RB - resistente e TAN - suscetível). Com os resultados da avaliação fenotípica, dois bulks foram obtidos com DNA de plantas homozigóticas resistentes e suscetíveis, respectivamente, pela análise de bulks segregantes. de 600 iniciadores RAPD aleatórios, foram identificados três com fragmentos polimórficos entre os bulks e parentais contrastantes quanto à resistência. Pela análise do qui-quadrado, confirmaram-se: a herança monogênica, com dominância completa quanto à resistência ao patógeno, e a segregação 3:1 para a presença de banda dos três marcadores. Os três marcadores são ligados respectivamente a 5,1, 6,3 e 14,7 cM de distância do loco de resistência, em fase de repulsão no grupo de ligação G, o que foi confirmado pela utilização do marcador microssatélite Satt288. Estes marcadores são promissores na seleção assistida para resistência à ferrugem-asiática-da-soja.

Restriction fragment length polymorphism (RFLP) in Exon 2 of the BoLA-DRB3 gene in South American cattle

The Bola-DRB3 gene participates in the development of the immune response and is highly polymorphic. For these reasons, it has been a candidate gene in studies of the genetic basis of disease resistance and in population genetic analysis. South American native cattle breeds have been widely replaced by improved exotic breeds leading to a loss of genetic resources. In particular South American native breeds have high levels of fertility and disease resistance. This work describes genetic variability in the BoLA-DRB3 gene in native (Caracu, Pantaneiro, Argentinean Creole) and exotic (Holstein, Jersey, Nelore, Gir) cattle breeds in Brazil and Argentina. PCR-RFLP alleles were identified by combining the restriction patterns for the BoLA-DRB3.2 locus obtained with RsaI, BstY, and HaeIII restriction enzymes. Allelic frequencies and deviations from the Hardy-Weinberg equilibrium were also calculated. Analysis of the 24 BoLA-DRB3 PCR-RFLP alleles identified showed differences in the allele distributions among breeds.

Genetic variations among passion fruit species using rapd markers

Foram avaliadas as variações genéticas através de marcadores moleculares RAPD, as seguintes espécies de maracujá: Passiflora amethystina, P. caerulea, P. cincinnata, P. coccinea, P. serrato digitata, P. foetida, P. maliformis, P. alata, P. giberti, P. laurifolia, P. macrocarpa, P. nitida, P. setacea, P. suberosa, P. ligularis, P. capsularis, P. edulis Sims e sua variedade botânica P. edulis Sims f. flavicarpa Deg. Neste estudo, a análise dos produtos da amplificação ao acaso do DNA polimórfico (RAPD) foi usada para estimar a diversidade genética e as relações taxonômicas entre as espécies. Foram utilizados 21 primers, que produziram um total de 270 bandas polimórficas. Verificou-se que as espécies de Passiflora apresentaram uma média de similaridade de 17,3%, e entre Passiflora edulis Sims e Passiflora edulis Sims f. flavicarpa, de 34,35%. Pode-se perceber que o valor de similaridade dentro da espécie edulis é baixo, ilustrando a grande variação entre a forma amarela e a roxa de Passiflora edulis.

Distinctively variable sequence-based nuclear DNA markers for multilocus phylogeography of the soybean- and rice-infecting fungal pathogen Rhizoctonia solani AG-1 IA

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Genetic variability among the wild boars (Sus scrofa scrofa), crossbred animals and pigs using microsatellite markers (STRs)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Isolation and characterization of ten novel microsatellite loci in the red-winged tinamou (Rhynchotus rufescens, Tinamiformes, Aves) and cross-amplification in other tinamous

We describe the isolation and characterization of ten microsatellite loci from the red-winged tinamou (Rhynchotus rufescens) and also evaluated the cross-amplification of these loci and other ten loci previously developed for the great tinamou (Tinamus major) in other tinamous. Genetic variability was assessed using 24 individuals. Six loci were polymorphic with moderate to high number of alleles per locus (2-12 alleles) and showed expected heterozygosity (HE) ranging from 0.267 to 0.860. All loci conformed to the Hardy-Weinberg expectation and linkage disequilibrium was not significant for any pair of loci. This battery of polymorphic loci showed high paternity exclusion probability (0.986) and low genetic identity probability (4.95 x 10(-5)), proving to be helpful for parentage tests and population analyses in the red-winged tinamou. The cross-amplification was moderate where of the 160 locus/taxon combinations, 46 (28.75%) successfully amplified.

Genetic diversity of two Brazilian populations of the Pampas deer (Ozotoceros bezoarticus, Linnaeus 1758)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Morphomolecular characterization of Pleurotus ostreatus (Jacq. Fr.) kummer strains in relation to luminosity and temperature of frutification

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Utilização de análise de segregantes agrupados na identificação de marcadores ligados a genes que controlam a resistência à ferrugem (Puccinia psidii Winter) em Eucalyptus sp.

Devido a grande importância da cultura de Eucalyptus no Brasil, empresas do setor florestal têm buscado através de programas de melhoramento genético, reduzir as perdas de produção e atender a demanda do mercado de papel e celulose. Um exemplo, é a busca por genes de resistência a doenças, principalmente a ferrugem causada por Puccinia psidii Winter, que resulta em redução da produtividade em plantas altamente suscetíveis. No presente trabalho, mudas de Eucalyptus pertencentes a uma geração F1, provenientes do cruzamento controlado entre parentais híbridos E. grandis X E. urophylla, sendo eles resistente e suscetível, foram inoculadas com Puccinia psidii em casa de vegetação e acompanhadas até o aparecimento dos sintomas da ferrugem. Foram classificadas, em dois grupos: resistentes (ausência de sintomas) e suscetíveis (presença de sintomas e esporulação). As amostras de DNA foram comparadas com o uso de marcadores moleculares associado ao método de BSA (Bulked Segregant Analysis). O polimorfismo entre os grupos foi geneticamente relacionado ao loco que determina a característica de resistência ou sucetibilidade. Dentre os 720 primers testados, 19 foram polimórficos, porém, apenas o marcador AK 01 manteve-se presente, quando testado em todos os indivíduos da população, mostrando-se a uma distância genética estimada de 20 cM em repulsão ao gene de resistência.

Diversidade genética em populações-núcleo de Eucalyptus grandis

No melhoramento genético de espécies florestais, uma população base ou indivíduos superiores pré-selecionados tem importância fundamental para a manutenção do programa. Indivíduos de melhores procedências e de ampla base genética propiciam a obtenção de ganhos de forma contínua. O objetivo deste trabalho foi avaliar a diversidade genética em duas populações-núcleo de Eucalyptus grandis. Foram avaliados 39 indivíduos, sendo 19 pertencentes à população 1 e 20, à população 2, utilizando-se 14 primers microssatélite. Os fragmentos foram identificados e analisados a partir dos programas GeneScan e Genotyper, utilizando-se um sequenciador automático ABI Prism 3100. O número de alelos encontrados para cada primer variou de cinco a 15 para a população 1 e, de 8 a 18 para a população 2. A heterozigosidade estimada foi maior na população 2, 0,869, contra 0,843 na população 1. A média da distância genética entre os indivíduos da população 1 foi 0,6220 e na população 2 foi 0,6112. Com a caracterização molecular dos indivíduos destas populações foi construído um banco de dados que permitirá, a partir dos parâmetros de genética de populações, monitorar esses programas de melhoramento em diferentes ciclos de seleção.