Variabilidade genética de acessos de pitaya com diferentes níveis de produção por meio de marcadores RAPD

A espécie de pitaya mais cultivada atualmente é Hylocereus undatus, a pitaya-vermelha-de-polpa-branca. Colômbia e México são os principais produtores mundiais e, devido à sua rusticidade, a pitaya é considerada uma alternativa potencialmente viável também para o aproveitamento de solos pedregosos, arenosos e maciços rochosos. Apesar da crescente demanda, ainda não há uma cultivar lançada no mercado que atenda às necessidades climáticas de produção e às exigências do consumidor brasileiro. O presente trabalho é parte do programa de seleção e melhoramento da pitaya CPAC PY-01 da Embrapa Cerrados. Objetivou-se realizar o estudo da variabilidade genética de 16 acessos de pitayas mantidos na coleção de germoplasma da Embrapa Cerrados, apresentando diferentes características fenotípicas relacionadas especialmente à produção, por meio de marcadores moleculares RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA). O DNA genômico de cada acesso foi extraído, e onze iniciadores decâmeros foram utilizados para a obtenção de marcadores moleculares RAPD, que foram convertidos em matriz de dados binários, a partir da qual foram estimadas as distâncias genéticas entre os acessos e realizadas análises de agrupamento e de dispersão gráfica. Foram obtidos 111 marcadores RAPD, perfazendo uma média de 10,1 marcadores por primer, dos quais 45 (40,54%) foram polimórficos. As distâncias genéticas entre os 16 acessos variaram entre 0,006 e 0,148. As maiores distâncias genéticas foram obtidas entre os acessos "52" e "61", sendo que, em 2007, o primeiro produziu mais de 25 frutos, e o segundo, nenhum. Assim, deduz-se que, nesse caso, a próvável causa da variação seja genotípica. As menores distâncias genéticas foram constatadas entre os acessos "63"e "55" e entre "19"e "59". Os dois grupos apresentaram valores de produção próximos. Os marcadores moleculares RAPD mostraram que, mesmo dentro da mesma espécie, há variabilidade genética entre plantas com produções diferentes, ressaltando a importância das técnicas moleculares para subsidiar e auxiliar nos trabalhos de seleção, em programas de melhoramento genético.

Variabilidade genética de Eugenia uniflora L. em remanescentes florestais em diferentes estádios sucessionais

A compreensão da diversidade genética fornece elementos básicos sobre a dinâmica e funcionamento de populações, auxiliando na conservação e uso sustentável das espécies. Supõe-se que populações sucessionais precoces poderiam ser geneticamente mais diferenciadas do que populações sucessionais mais tardias. Visando testar esta hipótese, o presente trabalho teve como objetivo analisar a variabilidade genética de populações de Eugenia uniflora L. em manchas florestais em diferentes estádios sucessionais. Foram selecionadas duas áreas em diferentes estádios de sucessão, sendo a primeira em estádio inicial e a segunda em estádio avançado. A área de estudo apresenta um remanescente florestal em transição de Floresta Ombrófila Mista e Floresta Estacional Semidecídua. Por meio da técnica de RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA) e análise multivariada, a diversidade gênica esperada e a porcentagem de loci polimórficos foram estimadas, além da similaridade genética entre as populações de cada mancha florestal e a diversidade de cada área por meio do índice de diversidade de Simpson. Os resultados indicaram 79% de loci polimórficos para a área em estádio avançado e 70% para a área em estádio inicial de sucessão. A similaridade genética entre pares de indivíduos variou entre 0,55 e 0,86 na área em estádio inicial de sucessão e entre 0,45 e 0,78 para a área em estádio avançado. Não houve diferenças significativas entre a diversidade das duas áreas (P = 89). Um escalonamento multidimensional não-métrico indicou menor distância genética entre os indivíduos da área em estádio inicial. Da mesma forma, uma análise de similaridade - ANOSIM indicou separação entre os indivíduos das duas áreas.

Molecular characterization of Trypanosoma cruzi Mexican strains and their behavior in the mouse experimental model

INTRODUCTION: For a long time, the importance of Chagas disease in Mexico, where many regarded it as an exotic malady, was questioned. Considering the great genetic diversity among isolates of Trypanosoma cruzi, the importance of this biological characterization, and the paucity of information on the clinical and biological aspects of Chagas disease in Mexico, this study aimed to identify the molecular and biological characterization of Trypanosoma cruzi isolates from different endemic areas of this country, especially of the State of Jalisco. METHODS: Eight Mexican Trypanosoma cruzi strains were biologically and genetically characterized (PCR specific for Trypanosoma cruzi, multiplex-PCR, amplification of space no transcript of the genes of the mini-exon, amplification of polymorphic regions of the mini-exon, classification by amplification of intergenic regions of the spliced leader genes, RAPD - (random amplified polymorphic DNA). RESULTS: Two profiles of parasitaemia were observed, patent (peak parasitaemia of 4.6×10(6) to 10(7) parasites/mL) and subpatent. In addition, all isolates were able to infect 100% of the animals. The isolates mainly displayed tropism for striated (cardiac and skeletal) muscle. PCR amplification of the mini-exon gene classified the eight strains as TcI. The RAPD technique revealed intraspecies variation among isolates, distinguishing strains isolated from humans and triatomines and according to geographic origin. CONCLUSIONS: The Mexican T. cruzi strains are myotrophic and belong to group TcI.

Marcadores moleculares na predição do sexo em plantas de mamoeiro

O objetivo deste trabalho foi validar marcadores moleculares, previamente identificados como ligados ao sexo do mamoeiro, para utilização na seleção indireta em genótipos comerciais. Foram analisadas duas variedades do grupo Solo e dois híbridos do grupo Formosa, com utilização de 20 plantas por genótipo, quatro marcadores do tipo SCAR (Sequence Characterized Amplified Region) e um RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA). O RAPD BC210 permitiu a identificação de todas as plantas femininas e hermafroditas, o que revela grande potencial para ser usado na seleção assistida em alguns dos genótipos mais cultivados no Brasil. Os marcadores do tipo SCAR não permitiram a identificação correta do sexo dos genótipos, pois detectou-se a presença de falso-positivos e falso-negativos nas análises.

Diversidade genética entre acessos de cacau de fazendas e de banco de germoplasma na Bahia

O objetivo deste trabalho foi avaliar a diversidade genética de acessos de cacau, selecionados previamente como produtivos e resistentes à vassoura-de-bruxa na Bahia, e estudar suas inter-relações com genótipos no banco de germoplasma. Amostras de DNA de folhas dos 120 acessos, coletados em 17 fazendas de sete municípios do Sul da Bahia, foram amplificadas pela técnica de RAPD ("random amplified polymorphic DNA"). Os coeficientes de dissimilaridade genética, calculados pelo método de Jaccard a partir das bandas RAPD, permitiram evidenciar, pela análise de agrupamento, que a maioria das seleções das fazendas (89,2%) agrupou-se com acessos do banco de germoplasma considerados representativos da diversidade de cacau (híbridos, trinitários, Scavinas, amazônicos e cacau-comum). As demais seleções distribuíram-se em outros sete grupos distintos. Há elevada diversidade genética entre as seleções das fazendas, e algumas delas devem ter-se originado de genitores não incluídos nesta análise. Esses materiais apresentam potencial para seleção de clones com maior diversidade para novos cruzamentos ou uso pelos agricultores.

Uso de marcadores moleculares na análise da variabilidade genética em acerola (Malpighia emarginata D.C.)

A acerola (Malpighia emarginata) é uma frutífera tropical encontrada nativa na América Central e no Norte da América do Sul, sendo de grande importância econômica e social devido ao seu alto conteúdo de vitamina C (ácido ascórbico). Pomares de acerola têm sido preferencialmente estabelecidos por métodos de propagação vegetiva. No entanto, a propagação sexuada por sementes é igualmente utilizada e permite revelar um alto grau de polimorfismo na cultura, possibilitando a identificação de genótipos portadores de características de interesse agronômico. Vinte e quatro acessos de acerola, pertencentes ao Banco Ativo de Germoplasma da Universidade Estadual de Londrina, foram analisados, usando marcadores RAPD (Random amplified Polymorphic DNA) e obtidos com iniciadores (primers) de seqüência simples repetidas (SSRs). Um total de 164 e 73 marcadores foram obtidos com primers de RAPD e SSR, respectivamente. Os marcadores obtidos foram analisados, usando o método de agrupamentos UPGMA. A análise comparativa dos dendrogramas gerados com os primers de RAPD e com os primers SSR mostrou que, enquanto alguns acessos se associaram em grupos diferentes, outros apresentaram a mesma associação. Entretanto, maior polimorfismo entre acessos foi detectado com os primers de RAPD. A análise dos resultados revelou a alta variabilidade contida na coleção, permitindo associar o grau de similaridade genética, obtido por marcadores de DNA, com caracteres morfológicos compartilhados entre os acessos.

Uso prático de marcadores moleculares para seleção assistida no melhoramento de uvas de mesa apirênicas

A hipótese mais bem aceita atualmente para explicar a genética complexa da estenoespermocarpia, observada na videira, indica que a expressão deste fenótipo é controlada por três genes recessivos, independentemente herdados e controlados por um gene regulador dominante (sdI). Em estudo anterior, Lahogue et al. (1998) identificaram um marcador RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA) ligado ao gene sdI e utilizaram-no para desenvolver um SCAR (Sequence Characterized Amplified Region) co-dominante denominado SCC8, que pode distinguir, em uma progênie, indivíduos com semente como também selecionar indivíduos apirênicos. Neste trabalho, são apresentados resultados da avaliação do potencial de aplicação do marcador molecular SCAR SCC8 para seleção assistida do caráter da apirenia no melhoramento de uvas de mesa sem sementes. A utilização deste marcador na seleção assistida para apirenia em uvas de mesa mostrou-se viável, e as conseqüências da sua utilização no programa de melhoramento da Embrapa Uva e Vinho são discutidas.

Herança da resistência à mancha-angular do feijoeiro e identificação de marcadores moleculares flanqueando o loco de resistência

A mancha-angular, cujo agente causal é o fungo Phaeoisariopsis griseola, é uma das principais doenças do feijoeiro comum (Phaseolus vulgaris). Os marcadores moleculares disponíveis ainda não são suficientes para monitorar todos os genes de resistência a essa doença. Por isso, objetivou-se neste trabalho estudar a herança da resistência aos patótipos 63.39 e 31.23 de P. griseola, em populações derivadas de 'Ouro Negro' (ON) e 'US Pinto 111' (PT), e identificar marcadores moleculares ligados a genes de resistência presentes nessas cultivares. Quando inoculadas com o patótipo 63.39, as plantas ON, F1 (ON x PT) e 3/4 da população F2 mostraram-se resistentes enquanto que PT e 1/4 da população F2 foram suscetíveis. Quando inoculadas com o patótipo 31.23, as plantas PT e 1/4 das famílias F2:3 foram resistentes e todas as demais, suscetíveis. Esses dados indicam que a resistência proveniente de ON é conferida por um gene dominante enquanto que a de PT, por um recessivo. Esses dois genes segregaram independentemente. Amostras de DNA das plantas F2 foram amplificadas pela técnica de RAPD (random amplified polymorphic DNA) de acordo com a estratégia de análise de bulks segregantes. Foram identificados os marcadores OPM02(460C) e OPAA19(600C,) respectivamente a 5,3 e 10 centimorgans (cM) do loco de resistência proveniente de ON. Eles flanqueiam este loco e, quando empregados simultaneamente, proporcionam uma eficiência de seleção de 97,4%. Não foram identificados marcadores para o loco de resistência proveniente de PT.

Incompatibilidade somática em Rhizoctonia solani AG-1 IA da soja

O fungo Rhizoctonia solani AG-1 IA é um dos patógenos mais importantes que afeta a cultura da soja no Brasil, causando a mela ou queima foliar. A doença está associada com a fase teleomórfica de R. solani, o basidiomiceto Thanatephorus cucumeris. Neste estudo, baseando em conhecimento prévio sobre a biologia de R. solani AG-1 IA, duas hipóteses foram testadas. Na primeira hipótese postulou-se a ocorrência de incompatibilidade somática em populações de R. solani AG-1 IA. A segunda hipótese testada foi de que esta população de R. solani AG-1 IA da soja apresenta indicações de estrutura sexual clonal. Duas amostras de isolados de R. solani AG-1 IA da soja obtidas no Maranhão e no Mato Grosso foram utilizadas. Na primeira amostra, foram selecionados isolados apresentando diferentes perfis de RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA), procurando maximizar a diversidade dos isolados, e evitando a introdução de possíveis clones no teste. Os isolados foram pareados em todas as combinações possíveis em meio de BDA mais carvão ativado e examinados quanto às interações somáticas resultantes. Seis grupos de incompatibilidade somática (GCS) foram detectados entre 24 isolados do AG-1 IA. Entretanto, análises microscópicas dos pareamentos entre isolados indicaram maior freqüência de incompatibilidade somática, impossibilitando o grupamento em GCS. No geral, a metodologia de avaliação das interações somáticas macroscópicas em meio BDA + carvão ativado, não se mostrou totalmente apropriada para discriminação das categorias de reações de compatibilidade entre isolados de R. solani AG-1 IA. Com a segunda amostra procurou-se determinar a ocorrência de clones na população do patógeno, ou seja, isolados que compartilham o mesmo padrão fenotípico de RAPD e somaticamente compatíveis. No caso de R. solani AG 1 IA da soja, a gama de interações somáticas entre pareamentos de isolados e, principalmente, os desvios na associação estrita entre os GCS detectados neste trabalho, conjuntamente com os perfis de RAPD observados anteriormente por Fenille (11) e Meyer (20), são consistentes com recombinação. Entretanto, o patógeno ainda apresenta um componente clonal expressivo na população. De um total de 43 isolados, os exemplos de prováveis clones na população do patógeno totalizaram 16 isolados.

Variabilidade genética de Xanthomonas axonopodis pv. passiflorae

A mancha bacteriana, causada por Xanthomonas axonopodis pv. passiflorae, é uma das mais importantes doenças do maracujazeiro, podendo limitar a produção dessa frutífera em algumas regiões do País. O uso de resistência genética e controle químico, juntamente com o emprego de medidas de exclusão, são as práticas de controle da doença mais recomendadas. Para o desenvolvimento de variedades resistentes é necessário conhecer tanto a variabilidade genética do hospedeiro quanto do patógeno. Nesse trabalho foi estudada a variabilidade de cinqüenta isolados patogênicos de Xanthomonas axonopodis pv. passiflorae, coletados em quatro diferentes locais no estado de São Paulo. No estudo da variabilidade genética foram usados dados de marcadores moleculares RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA), os quais foram usados para o cálculo do coeficiente de similaridade de Dice entre os isolados, análise de variância molecular (AMOVA) entre e dentro das populações e agrupamento dos isolados pelo método UPGMA. Para análise da agressividade foram usados cinco isolados, mais divergentes, baseado no dendrograma. O coeficiente de similaridade variou entre 0,6887 e 0,9688. Na análise de agrupamento, os isolados foram separados em sete grupos e não houve relação evidente entre local de coleta com a composição dos grupos. Na análise da variância molecular (AMOVA) verificou-se que a maior parte da variabilidade genética está dentro das populações (89,4%) e apenas 10,6%, entre populações. Os resultados da análise de agrupamento e da AMOVA indicam que existe grande fluxo gênico entre isolados bacterianos nas regiões analisadas. No teste de patogenicidade verificou-se diferença significativa de agressividade entre os isolados. Os resultados demonstram a importância do conhecimento da variabilidade genética e da agressividade na seleção dos isolados para serem utilizados em testes de resistência genética no desenvolvimento de variedades resistentes.

Preliminary results of random amplification of polymorphic DNA among Triatominae of the phyllosoma complex (Hemiptera, Reduviidae)

In Mexico, Triatoma longipennis (Usinger), Triatoma picturata (Usinger), and Triatoma pallidipennis (Stal), primary Chagas disease vector species of the phyllosoma complex, were analyzed by randomly amplified polymorphic DNA (RAPD). Sixteen decametric primers resolved individual profiles not identical, but partially discriminative between species. Analysis based on pairwise presence/absence comparisons between the three species was performed using three primers and two outgroup species Triatoma infestans (Klug) and Triatoma barberi (Usinger). Fifty-three bands in total were scored, although only two bands were constant among the three phyllosoma complex species. Two other bands were constant only for T. longipennis and T. picturata together, and not present in T. pallidipennis. Neighbor Joining tree and the multiple correspondence analysis discriminated T. pallidipennis clearly from the other two species, although there was overlap between T. longipennis and T. picturata. The results indicate a close relationship between the studied species and support the hypothesis of their recent evolution. The suitability of RAPD to discern populations within the species is discussed.

Differentiation of Candida species obtained from nosocomial candidemia using RAPD-PCR technique

Thirteen strains of the genus Candida were isolated from catheter, urine and surgical wounds from individual patients of the Santa Casa de Misericórdia, Belo Horizonte, MG, Brazil. Ten strains were characterized as Candida albicans, two as Candida glabrata, and one as Candida parapsilosis. Isolates were evaluated for molecular relatedness by random amplified polymorphic DNA technique using 15 primers. The analysis of the genomic DNA obtained revealed a low intraspecific polymorphism and did not allow for the differentiation between strains of the same species obtained from distinct clinical sources (catheter, urine and surgical wounds). The RAPD profiles generated were able to differentiate among the species of Candida albicans, Candida parapsilosis and Candida glabrata strains isolated in this study.

DNA polymorphism of schistosomes and their snail hosts

Analysis of the genomes of schistosomes and one of their intermediate hosts, Biomphalaria glabrata, using Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD) demonstrated that intraspecific genetic polymorphism in the parasite is limited but in the snail is highly pronounced. This suggests an important role for the snail in the determination of the epidemiology of the disease. In addition to their intraspecific stability, schistosome derived RAPDs exhibit a high level of interspecific polymorphism and are thus ideal for the construction of phylogenetic trees. For the detection of intraspecific polymorphisms extensive variation in the mitochondrial DNA is being exploited for the development of a PCR based test for Schistosoma mansoni. Gene level polymorphisms are being analyzed by Low Stringency Single Specific Primer PCR.

Differentiation and genetic analysis of Rhodnius prolixus and Rhodnius colombiensis by rDNA and RAPD amplification

Domiciliated Rhodnius prolixus and sylvatic R. colombiensis were analyzed in order to confirm their genetic divergence and verify the risk that the latter represents in the domiciliation process, and to provide tools for identifying the sources of possible reinfestation by triatomines in human dwellings allowing control programs to be undertaken. Comparison of random amplified polymorphic DNA amplification patterns and cluster analysis suggests reproductive discontinuity between the two species. The calculated statistical F value of 0.24 and effective migration rate of 0.6 individuals per generation are insufficient to maintain genetic homogeneity between them and confirm the absence of present genetic flow. R. colombiensis presents higher intrapopulation variability. Polymerase chain reaction of ribosomal DNA supports these findings. The low genetic flow between the two species implies that R. colombiensis do not represent an epidemiological risk for the domiciliary transmission of Trypanosoma cruzi in the Tolima Department. The lower variability of the domiciliated R. prolixus could result in greater susceptibility to the use of pesticides in control programs.

Extreme homogeneity among Brazilian wheat genotypes determined by RAPD markers

Random amplified polymorphic DNA markers (RAPD) were used to estimate the variability of 14 genotypes of Brazilian wheat (Triticum aestivum L.), using a set of 50 random 10mer primers. A total of 256 reproducibly scorable DNA amplification products were obtained from 48 of the primers, 83% of which were polymorphic. Genetic distances among genotypes were calculated and a dendrogram and a principal coordinates analysis showing the genetic relationships among them were obtained. Despite the low variability found (average genetic distance of 27%), two groups of genotypes could be identified, which probably reflect how they were formed. Studies such as this one may be important in the planning and development of future improvement programs for this plant species.