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.

Genetic variability among Commelina weed species from the states of Paraná and São Paulo, Brazil

This work aims to carry out a comparative analysis using RAPD molecular markers in four Commelina weed species from the state of Paraná and C. benghalensis populations from the states of Paraná and São Paulo, Brazil. The genomic plant DNA sample was extracted from the leaves, separated, randomly fragmented and amplified by PCR. Random amplified polymorphic DNA fragments (RAPD markers) were analyzed by using POPGENE statistical program. Eighty-five primer sequences were tested but only three were suitable as molecular markers producing 37 DNA polymorphic fragments for comparisons among four Commelina species and 22 polymorphic fragments for comparisons among C. benghalensis populations. The results showed that there were inter-specific and intra-specific genetic variabilities among Commelina plant genera. Genetic diversity analysis between species indicated four mono-specific clusters and it was suggested to keep C. villosa as one species. Regarding the intra-specific genetic variability of C. benghalensis alone, three groups were verified, although there were 13 populations from two geographical areas. However, these clusters do not correspond to the distinct characteristics verified.

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.

Induction of phagocytic activity and nitric-oxide production in natural populations of Trypanosoma Cruzi I and II from the state of Paraná, Brazil

Twelve strains of Trypanosoma cruzi isolated from wild reservoirs, triatomines, and chronic chagasic patients in the state of Paraná, southern Brazil, and classified as T. cruzi I and II, were used to test the correlation between genetic and biological diversity. The Phagocytic Index (PI) and nitric-oxide (NO) production in vitro were used as biological parameters. The PI of the T. cruzi I and II strains did not differ significantly, nor did the PI of the T. cruzi strains isolated from humans, triatomines, or wild reservoirs. There was a statistical difference in the inhibition of NO production between T. cruzi I and II and between parasites isolated from humans and the strains isolated from triatomines and wild reservoirs, but there was no correlation between genetics and biology when the strains were analyzed independently of the lineages or hosts from which the strains were isolated. There were significant correlations for Randomly Amplified Polymorphic Deoxyribonucleic acid (RAPD) and biological parameters for T. cruzi I and II, and for humans or wild reservoirs when the lineages or hosts were considered individually.

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.

Molecular analysis and dimorphism of azole-susceptible and resistant Candida albicans isolates

INTRODUCTION: Candida albicans is responsible for superficial or systemic infections known as candidiasis, which may be found in infected tissue as unicellular budding yeasts, hyphae, or pseudohyphae. In this study, the effects of both fluconazole and itraconazole antifungal agents on the hyphal formation and genotypic characterization of C. albicans isolates classified as either susceptible or resistant were investigated. METHODS: The hyphal production of five C. albicans isolates under the action of antifungal agents was investigated by culturing yeast on growth medium and on hyphal induction medium. The genotypic characterization was carried out for 13 isolates of C. albicans using the random amplified polymorphic DNA-polymerase chain reaction (RAPD-PCR) method. RESULTS: The dimorphism analysis showed that the hyphal formation was higher in resistant than in the susceptible isolates to both azoles. The RAPD-PCR method identified the formation of two different groups. In group A, four resistant and two susceptible isolates were clustered, and in group B, one resistant and six susceptible isolates were clustered. CONCLUSIONS: Considering that hyphal formation was higher in resistant isolates in the presence of azole drugs, we confirmed that the hyphal production is closely related to susceptibility to azoles. These drugs may affect the morphogenesis of C. albicans depending on their susceptibility to these drugs. In relation to RAPD-PCR, most resistant isolates classified in group A and susceptible isolates in group B demonstrated that this method presented a similar standard between the two groups, suggesting that by this technique, a strong correlation between genotypes and fluconazole-resistant samples may be found.

Characterization of a foodborne outbreak caused by Salmonella Enteritidis in Aracaju, State of Sergipe, Brazil

INTRODUCTION: In December 2001, an outbreak of foodborne gastroenteritis infected 114 of 161 people who ate at a restaurant in Aracaju, State of Sergipe, Brazil. METHODS: The epidemiological and microbiological aspects of the outbreak were characterized. RESULTS: Potato salad made with homemade mayonnaise and stored at unsuitable temperatures was associated with increased risk of foodborne infection. Salmonella Enteritidis was isolated from the diarrheal stools of the hospitalized patients, and genotyping of the fecal samples generated identical randomly amplified polymorphic deoxyribonucleic acid (DNA) profiles. CONCLUSIONS : To the best of our knowledge, this is the first and the only record of a gastrointestinal outbreak in Sergipe.

Molecular characterisation of intermediate snail hosts and the search for resistance genes

The relationship between schistosomes and their intermediate hosts is an extremely intricate one with strains and species of the parasite depending on particular species of snail, which in turn may vary in their susceptibility to the parasites. In order to gain a better understanding of the epidemiology of the disease we have been investigating the use of molecular markers for snail identification and for studying host-parasite relationships. In this paper we will draw on examples concerning schistosomiasis in West and East Africa to illustrate how a molecular analysis can be used as part of a "total evidence" approach to characterisation of Bulinus species and provide insights into parasite transmission. Particular emphasis is given to ribosomal RNA genes (rRNA), random amplified polymorphic DNA (RAPDs) and the mitochondrial gene cytochrome oxidase I (COI). Snails resistant to infection occur naturally and there is a genetic basis for this resistance. In Biomphalaria glabrata resistance to Schistosoma mansoni is known to be a polygenic trait and we have initiated a preliminary search for snail genomic regions linked to, or involved in, resistance by using a RAPD based approach in conjunction with progeny pooling methods. We are currently characterising a variety of STSs (sequence tagged sites) associated with resistance. These can be used for local linkage and interval mapping to define genomic regions associated with the resistance trait. The development of such markers into simple dot-blot or specific PCR-based assays may have a direct and practical application for the identification of resistant snails in natural populations.

Genetic markers between Biomphalaria glabrata snails susceptible and resistant to Schistosoma mansoni infection

The analysis of the genetic variability related to susceptibility to Schistosoma mansoni infection in the vector of the genus Biomphalaria is important in terms of a better understanding of the epidemiology of schistosomiasis itself, the possible pathological implications of this interaction in vertebrate hosts, and the formulation of new strategies and approaches for disease control. In the present study, the genetic variability of B. glabrata strains found to be resistant or susceptible to S. mansoni infection was investigated using DNA amplification by random amplified polymorphic DNA-polymerase chain reaction (RAPD-PCR). The amplification products were analyzed on 8% polyacrylamide gel and stained with silver. We selected 10 primers, since they have previously been useful to detect polymorphism among B. glabrata and/or B. tenagophila. The results showed polymorphisms with 5 primers. Polymorphic bands observed only in the susceptible strain. The RAPD-PCR methodology represents an adequate approach for the analysis of genetic polymorphisms. The understanding of the genetic polymorphisms associated to resistance may contribute to the future identification of genomic sequences related to the resistance/susceptibility of Biomphalaria to the larval forms of S. mansoni and to the development of new strategies for the control of schistosomiasis.

Genetic characterization of morphologically variant strains of Paracoccidioides brasiliensis

Molecular characterization of Paracoccidioides brasiliensis variant strains that had been preserved under mineral oil for decades was carried out by random amplified polymorphic DNA analysis (RAPD). On P. brasiliensis variants in the transitional phase and strains with typical morphology, RAPD produced reproducible polymorphic amplification products that differentiated them. A dendrogram based on the generated RAPD patterns placed the 14 P. brasiliensis strains into five groups with similarity coefficients of 72%. A high correlation between the genotypic and phenotypic characteristics of the strains was observed. A 750 bp-RAPD fragment found only in the wild-type phenotype strains was cloned and sequenced. Genetic similarity analysis using BLASTx suggested that this RAPD marker represents a putative domain of a hypothetical flavin-binding monooxygenase (FMO)-like protein of Neurospora crassa.

Establishment and characterisation of a new cell line derived from Culex quinquefasciatus (Diptera: Culicidae)

Insect cell cultures are an important biotechnological tool for basic and applied studies. The objective of this work was to establish and characterise a new cell line from Culex quinquefasciatus embryonic tissues. Embryonated eggs were taken as a source of tissue to make explants that were seeded in L-15, Grace's, Grace's/L-15, MM/VP12, Schneider's and DMEM culture media with a pH range from 6.7-6.9 and incubated at 28ºC. The morphological, cytogenetic, biochemical and molecular characteristics of the cell cultures were examined by observing the cell shapes, obtaining the karyotypes, using a cellulose-acetate electrophoretic system and performing random amplified polymorphic DNA-polymerase chain reaction analysis, respectively. The Grace's/L-15 medium provided the optimal nutritional conditions for cell adhesion and proliferation. Approximately 40-60 days following the explant procedure, a confluent monolayer was formed. Cellular morphology in the primary cultures and the subcultures was heterogeneous, but in the monolayer the epithelioid morphology type predominated. A karyotype with a diploid number of six chromosomes (2n = 6) was observed. Isoenzymatic and molecular patterns of the mosquito cell cultures matched those obtained from the immature and adult forms of the same species. Eighteen subcultures were generated. These cell cultures potentially constitute a useful tool for use in biomedical applications.

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.