Identification of reference genes for expression analysis by real-time quantitative PCR in drought-stressed soybean

The objective of this work was to validate, by quantitative PCR in real time (RT-qPCR), genes to be used as reference in studies of gene expression in soybean in drought-stressed trials. Four genes commonly used in soybean were evaluated: Gmβ-actin, GmGAPDH, GmLectin and GmRNAr18S. Total RNA was extracted from six samples: three from roots in a hydroponic system with different drought intensities (0, 25, 50, 75 and 100 minutes of water stress), and three from leaves of plants grown in sand with different soil moistures (15, 5 and 2.5% gravimetric humidity). The raw cycle threshold (Ct) data were analyzed, and the efficiency of each primer was calculated for an overall analysis of the Ct range among the different samples. The GeNorm application was used to evaluate the best reference gene, according to its stability. The GmGAPDH was the least stable gene, with the highest mean values of expression stability (M), and the most stable genes, with the lowest M values, were the Gmβ-actin and GmRNAr18S, when both root and leaves samples were tested. These genes can be used in RT-qPCR as reference gene for expression analysis.

Identificação dos genes Ty-2 e Ty-3 de resistência a begomovírusem genótipos de tomateiro

O objetivo deste trabalho foi identificar a presença dos genes Ty-2 e Ty-3, de resistência a begomovírus, em acessos de tomateiro do Banco de Germoplasma de Hortaliças da Universidade Federal de Viçosa. Os oligonucleotídeos TO302 F/R e FLUW25 F/R foram utilizados em reações de PCR, para verificar a presença de marcadores relacionados aos genes Ty-2 e Ty-3, respectivamente. Observou-se a presença do gene Ty-2, em heterozigose na subamostra BGH-6881 (Solanum peruvianum), e do gene Ty-3, em homozigose nas subamostras BGH-6878, BGH-6897 (S. lycopersicum) e em heterozigose na subamostra BGH-6881. A identificação dos genes de resistência, com reações de PCR, representa um avanço para os programas de melhoramento de tomateiro no Brasil.

Expressão de genes da subfamília HD-Zip I em soja submetida à seca

O objetivo deste trabalho foi identificar genes candidatos da subfamília de fatores transcricionais HD-Zip I que contribuem para a tolerância à seca em soja. Foram avaliados trifólios de soja de cultivar tolerante (Embrapa 48) e suscetível à seca (BR 16), sob três níveis de deficit hídrico: ausência, moderado (-1,5 MPa) e severo (-3,0 MPa). Pela análise dos promotores, foi identificada a presença de possíveis elementos cis-regulatórios relacionados à resposta à seca, nos três genes avaliados (GmHB6, GmHB13 e GmHB21). No entanto, não houve padrão de distribuição específico associado à maior tolerância do genótipo à seca. Com a análise comparativa, foram identificados seis elementos cis-regulatórios potencialmente envolvidos na indução da expressão gênica sob seca. O gene GmHB13 foi exclusivamente induzido pela seca no genótipo tolerante, e o gene GmHB6 apresentou redução da expressão somente no genótipo suscetível. Já o gene GmHB21, apresentou aumento da expressão em ambos os genótipos. O gene GmHB13 é um importante elemento na regulação do mecanismo de tolerância à seca em soja, na cultivar tolerante Embrapa 48.

Identificação e caracterização de genes vip e cry coleóptero‑específicos em isolados de Bacillus thuringiensis

O objetivo deste trabalho foi identificar e caracterizar os genes cry3, vip1, vip2 e vip1/vip2 em uma coleção de 1.078 isolados de Bacillus thuringiensis potencialmente tóxicos para larvas de coleópteros. Foram utilizados pares de oligonucleotídeos iniciadores gerais obtidos a partir de regiões conservadas dos genes e do alinhamento de sequências consenso. Posteriormente, os isolados positivos foram caracterizados por meio da técnica de PCR‑RFLP, tendo-se utilizado enzimas de restrição específicas, para identificar novas subclasses de genes nos isolados. Cento e cinquenta e um isolados foram positivos para os genes avaliados, com maior frequência para o gene vip1/vip2 (139 isolados). Pela técnica de PCR‑RFLP, foram observados 14 perfis polimórficos, o que indica a presença de diferentes alelos e, consequentemente, de distintas subclasses desses genes.

Functional diversity of bacterial genes associated with aromatic hydrocarbon degradation in anthropogenic dark earth of Amazonia

The objective of this work was to evaluate the catabolic gene diversity for the bacterial degradation of aromatic hydrocarbons in anthropogenic dark earth of Amazonia (ADE) and their biochar (BC). Functional diversity analyses in ADE soils can provide information on how adaptive microorganisms may influence the fertility of soils and what is their involvement in biogeochemical cycles. For this, clone libraries containing the gene encoding for the alpha subunit of aromatic ring-hydroxylating dioxygenases (α-ARHD bacterial gene) were constructed, totaling 800 clones. These libraries were prepared from samples of an ADE soil under two different land uses, located at the Caldeirão Experimental Station - secondary forest (SF) and agriculture (AG) -, and the biochar (SF_BC and AG_BC, respectively). Heterogeneity estimates indicated greater diversity in BC libraries; and Venn diagrams showed more unique operational protein clusters (OPC) in the SF_BC library than the ADE soil, which indicates that specific metabolic processes may occur in biochar. Phylogenetic analysis showed unidentified dioxygenases in ADE soils. Libraries containing functional gene encoding for the alpha subunit of the aromatic ring-hydroxylating dioxygenases (ARHD) gene from biochar show higher diversity indices than those of ADE under secondary forest and agriculture.

Polymorphisms in candidate genes and their association with carcass traits and meat quality in Nellore cattle

The objective of this work was to estimate the allele polymorphism frequencies of genes in Nellore cattle and associate them with meat quality and carcass traits. Six hundred males were genotyped for the following polymorphisms: DGAT1 (VNTR with 18 nucleotides at the promoter region); ANK1, a new polymorphism, identified and mapped here at the gene regulatory region NW_001494427.3; TCAP (AY428575.1:g.346G>A); and MYOG (NW_001501985:g.511G>C). In the association study, phenotype data of hot carcass weight, ribeye area, backfat thickness, percentage of intramuscular fat, shear force, myofibrillar fragmentation index, meat color (L*, a*, b*), and cooking losses were used. Allele B from the ANK1 gene was associated with greater redness (a*). Alleles 5R, 6R, and 7R from the DGAT1 VNTR gene were associated with increased intramuscular fat, reduced cooking losses and increased ribeye area, respectively. The single nucleotide polymorphism (SNP) of the TCAP gene was not polymorphic, and MYOG alleles were not associated with any of the evaluated characteristics. These results indicate that ANK1 and DGAT1 genes can be used in the selection of Nellore cattle for carcass and meat quality.

Desempenho, características de carcaça e expressão de genes em tourinhos alimentados com lipídeos e monensina

O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho, as características de carcaça e as suas correlações com as expressões gênicas em tourinhos. Quarenta animais Red Norte foram confinados e distribuídos em delineamento inteiramente casualizado, em arranjo fatorial 2x2, e alimentados com grãos de soja moídos ou gordura protegida, com ou sem inclusão de monensina. As dietas foram formuladas para serem isonitrogenadas, com teores de extrato etéreo semelhante (6,5%), e tiveram silagem de milho como volumoso (40%). O período experimental foi de 84 dias, precedido por 14 dias de adaptação. Foram avaliadas as expressões dos genes PPARA, SREBP1c e SCD1. Animais alimentados com gordura protegida tiveram maior ganho de peso nos primeiros 56 dias de confinamento. O uso da monensina não afetou o ganho de peso diário dos animais, mas proporcionou aumento do rendimento de carcaça. Houve correlação de -0,40 entre o ganho de peso dos animais e a expressão do SCD1. O uso de gordura protegida aumenta o desempenho dos animais no início do confinamento, e a monensina proporciona maior rendimento de carcaça.

Associação de SNPs nos genes para κ-caseína e β-lactoglobulina com curvas de lactação em cabras leiteiras

O objetivo deste trabalho foi identificar o modelo com melhor ajuste aos dados de produção de leite, gordura, proteína e sólidos totais para cabras leiteiras, bem como associar polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs) nos genes para κ-caseína (κ-CSN3) e β-lactoglobulina (β-LG) aos parâmetros das curvas de produção e qualidade do leite. Foram avaliados 4.160 registros de produção de leite, gordura, proteína e sólidos totais de cabras das raças Alpina, Saanen e mestiça, no Estado de Antioquia, na Colômbia. Os modelos não lineares com melhor ajuste à estrutura dos dados foram os de Nelder, para produção de leite, e de Cappio-Borlino, para qualidade do leite. As análises de associação mostraram efeito significativo do SNP κ-CSN3 sobre o pico de produção, a produção inicial e a persistência das características qualitativas do leite. Já o SNP β-LG apresentou efeito significativo sobre os picos de produção de leite e gordura, e sobre o tempo necessário para atingir o pico de produção de proteína. A identificação e a estimação da influência dos marcadores SNP avaliados sobre as curvas de lactação e a qualidade do leite podem contribuir para a seleção de caprinos leiteiros.

Frequencies of candidate genes and associations with carcass and meat traits in Nellore and crossbred cattle

Abstract: The objective of this work was to estimate allelic frequencies of the polymorphisms IGF2/MboII (G > T) of the insulin-like growth factor 2 (IGF2) gene, DQ499531.1:g.134A > T of the pro-melanin-concentrating hormone (PMCH) gene, and DQ667048.1:g.3290G > T of the RARrelated orphan receptor C (RORC) gene in beef cattle of different genetic groups, and to evaluate the associations between these polymorphisms and traits related to carcass composition and meat quality. Data on carcass and meat quality of 499 animals was used: of 313 Nellore (Bos indicus) and of 186 Nellore crossed with different taurine (Bos taurus) breeds. For the IGF2/MboII polymorphism, the frequencies found for the G allele were 0.231 and 0.631 for Nellore and crossed breeds, respectively. For the DQ499531.1:g.134A > T polymorphism, the allelic frequencies of A were 0.850 for Nellore and 0.905 for crossed breeds. For the DQ667048.1:g.3290G > T polymorphism, the allelic frequencies of G were 0.797 and 0.460 for Nellore and crossed breeds, respectively. The evaluated single nucleotide polymorphisms (SNPs) are not significantly associated with carcass and meat traits (rib eye area, back fat thickness, shear force, total lipids, and myofibrillar fragmentation index), suggesting little utility of the analyzed polymorphisms of the IGF2, PMHC, and RORC genes as selection markers in the studied cattle populations.

Caracterização de genes diferencialmente expressos na interação entre maçã 'Fuji' e Botryosphaeria dothidea

O objetivo deste estudo foi investigar a interação entre o fungo Botryosphaeria dothidea e maçãs cv. Fuji por meio da técnica de Differential Display RT-PCR. O cDNA de frutos infectados e não infectados pelo fungo foi amplificado com uma combinação de 15 oligonucleotídeos iniciadores. Foram isolados 400 fragmentos de cDNA diferencialmente expressos, dos quais 120 foram sequenciados e comparados com sequências disponíveis no GenBank, por meio do programa BLASTX. As sequências obtidas foram similares à metalotioninas, profilina alergênica, proteína de resistência e fosfatase.

Caracterização genética de espécies de Passiflora por marcadores moleculares análogos a genes de resistência

O cultivo comercial do maracujá é afetado por diversos problemas fitossanitários, os quais contribuem para quebras de produção e significativa redução da vida útil dos plantios. Em algumas situações, a incidência de doenças pode inviabilizar o cultivo do maracujá. Fontes de resistência a distintas doenças têm sido identificadas em acessos de espécies de Passiflora. Neste trabalho, buscou-se avaliar a diversidade genética de acessos de oito espécies silvestres (P. setacea, P. nitida, P. serratodigitata, P. caerulea, P. gibertii, P. odontophyla, P. edulis e P. coccinea) e de um híbrido interespecífico (P. setacea x P. coccinea), utilizando marcadores moleculares análogos a genes de resistência (RGAs). Verificou-se uma grande diversidade no perfil eletroforético de RGAs nos acessos de Passiflora, permitindo a anotação de 96 amplicons polimórficos entre, pelo menos, um par de acessos. Os níveis de dissimilaridade genética (calculados exclusivamente com os marcadores RGAs) variaram entre 0,40 e 0,89 nos acessos das espécies de Passiflora avaliadas. A análise de sequência de um subgrupo destes amplicons obtidos com primers RGAs indicou que estas bandas correspondem a regiões genômicas que contêm segmentos (motivos) com identidade aos encontrados em genes de resistência previamente caracterizados em outras espécies vegetais. Desta forma, os dados indicam a existência de um repertório variado de marcadores do tipo RGA em Passiflora que podem ser potencialmente úteis em sistemas de caracterização molecular de germoplasma e em programas de melhoramento genético visando à resistência a doenças nesta cultura.

Mapeamento de genes de resistência quantitativa a Puccinia polysora em milho

Este trabalho objetivou identificar marcadores microssatélites ligados a genes de resistência a Puccinia polysora e verificar o efeito fenotípico destes nas variáveis monocíclicas número e comprimento de lesão. Foram utilizadas duas linhagens (Z-95 e Z-93) contrastantes em níveis de resistência à doença, o híbrido (Z-95 x Z-93) e uma população F2 obtida da autofecundação deste. Esses indivíduos foram fenotipados para resistência à doença em dois ensaios a campo e genotipados para 142 marcadores microssatélites. Para agilizar a genotipagem, o método de análise de segregantes agrupados (ASA) foi utilizado. Marcadores potencialmente ligados a genes de resistência identificados por este método foram utilizados para genotipar 165 indivíduos segregantes e confirmar a existência de ligação. Dois marcadores, Phi 65 e Phi 28, ambos no cromossomo 9, mostraram-se significativamente associados (p<0,000001 e p<0,000078, respectivamente) a um QRL (locos de resistência quantitaviva) a P. polysora. A associação entre QRL e marcadores explicou, respectivamente, 12,9% e 5,10% da variação fenotípica para resistência. Em um terceiro ensaio em casa de vegetação, 94 plantas foram inoculadas com suspensão de uredósporos e avaliadas 15 dias após a inoculação quanto ao número de lesões e o comprimento de dez lesões. Estas plantas foram genotipadas com os marcadores Phi 65 e Phi 28. Somente Phi 65 mostrou-se significativamente associado (P< 0,000032) à redução no número de lesões. Nenhum marcador mostrou associação significativa com a variável comprimento de lesão. Por estarem ligados ao mesmo marcador, sugere-se que o QRL identificado nos ensaios a campo seja o mesmo identificado em casa de vegetação.

Postulação de genes (Lr) de resistência à ferrugem da folha em cultivares brasileiras de trigo

Vinte e dois isolados que diferem quanto aos genes de avirulência/virulência de Puccinia triticina foram inoculados em 55 genótipos de trigo (Triticum aestivum) selecionados entre os recomendados e em experimentação na região sul e centro sul do Brasil nos anos de 1996 e/ou 1997 e em linhas monogênicas para genes (Lr) de resistência à ferrugem da folha, no estádio de plântula. Os tipos de infecção dos genótipos portadores, cada um de distinto gene Lr conhecido foram comparados com os dos genótipos brasileiros, para determinar a existência de possíveis genes de resistência nestes. Os genes de plântula identificados com mais freqüência nas cultivares e linhagens brasileiras foram: Lr26, Lr23, Lr10 e Lr24. O gene Lr16, que confere resistência moderada à maioria das raças, foi encontrado em apenas dois genótipos. Muitos dos trigos analisados possuem um ou mais genes Lr provavelmente ainda não descritos.

Efetividade de genes de resistência de trigo a oídio

Levantamentos periódicos da freqüência de virulência do patógeno causador de oídio (Blumeria graminis f. sp. tritici) em trigo (Triticum aestivum)auxiliam na escolha de fontes de resistência para uso em cruzamentos. Este trabalho relata resultados de cinco anos de verificação de efetividade de genes de resistência para populações patogênicas de B. graminis f. sp. tritici oriundas do Brasil e do Chile. Amostras de oídio foram recebidas pela Embrapa Trigo, Passo Fundo, RS, em 1995, 1996, 1997, 1999 e 2000. Inoculou-se cada isolado monopustular em plantas de trigo da série diferencial para raças. Foram identificadas 90 combinações diferentes de genes efetivos e inefetivos para resistência. Em 1995 e 1997, a maioria dos isolados foram virulentos com relação aos genes Pm3a, Pm3c, Pm8, Pm1+... e PmD1; em 1999, para Pm3a, Pm3c, Pm4b, Pm8, PmD1 e PmD2; e, em 2000, para Pm3a, Pm3c, Pm4b, Pm6, Pm8, PmD1 e PmD2. Em todos os anos analisados, permaneceram efetivos a todos os isolados os genes Pm2 e Pm4a+.... O número de genes inefetivos por isolado variou entre um e nove, no total de 13 genes ou combinações de genes testados. Isolados apresentando virulência a cinco genes ou combinações foram mais freqüentes em 1995 e em 1997, a seis em 1999 e a sete em 2000, o que pode significar aumento na complexidade da composição racial do patógeno a cada ano.