Aplicação de ferramentas moleculares e convencionais no melhoramento genético da soja

Pós-graduação em Agronomia (Genética e Melhoramento de Plantas) - FCAV

Estrutura genética de populações de Crinipellis perniciosa e Moniliophthora roreri utilizando marcadores RAPD e SSR

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Caracterização genética de avestruzes (Struthio camelus) usando marcadores RAPD

O objetivo deste trabalho foi avaliar a variabilidade genética de populações de avestruzes (Struthio camelus) por meio de marcadores RAPD (Polimorfismos de DNA amplificado ao acaso). Foram coletadas 121 amostras de indivíduos procedentes dos estados do Pará, Maranhão, Tocantins e Minas Gerais. O DNA genômico foi extraído a partir de sangue total. A triagem de iniciadores permitiu a seleção de 15 entre os 60 analisados que foram amplificados pelo método PCR. Os produtos da PCR foram visualizados em gel de agarose 1,5% e foi gerada uma matriz binária para os fragmentos amplificados com presença (1) e ausência (0) de banda. Para a verificação do número ótimo de bandas polimórficas foi realizada a análise de bootstrap por meio do software GQMOL. Para a análise dos dados foi utilizado o programa NTSYS-pc (Numerical Taxonomy and Multivariate Analysis Sistem), versão 2.02. A similaridade entre as amostras foi analisada através do coeficiente de Jaccard. Foi gerada uma matriz de distância cofenética, usando o módulo Sahncof, do programa NTSYS 2.2. Para realização da estruturação gênica o procedimento empregado foi a análise de variância molecular (AMOVA), processada no software Arlequin 2.0 (Schneider et al., 2000). Os 15 iniciadores geraram um total de 109 bandas polimórficas. A análise de bootstrap mostrou que a partir de 100 bandas o trabalho já se torna mais confiável, uma vez que a magnitude da correlação foi bem próxima do valor máximo (r=0,99), como também a soma de quadrados dos desvios (SQd) atingiu valor baixo 1,25 e o valor do estresse (E) foi de 0,05. Na análise entre pares de grupos, foi verificado que a maior e menor similaridade estão em torno, respectivamente, de 0,86 e 0,00. No que diz respeito à distribuição de freqüência das similaridades obtidas entre os 5.644 pares formados na matriz genética, pode-se verificar que 32,69 % dos pares ficaram incluídos nas classes com similaridades variando de 0,01 a 0,10. Nota-se que a maior porcentagem (85,59%) dos pares ficou distribuídos nas três primeiras classes das extremidades e que a minoria deles (14,41%) apresentou similaridades variando de 0,21 a 1,00. O teste de Mantel mostrou correlação de 0,81 e o dendrograma gerou 67 grupos delimitados pela Sm que foi de 0,49. A maior similaridade foi de 0,86 e a menor de 0,06. Os dados relativos à análise de variância molecular mostraram que a porcentagem de variação genética entre procedências foi baixa e significativa (24,03%, p < 0,0001), evidenciando que grande parte da variação encontra-se dentro das populações (75,97 %). Os marcadores RAPD foram eficientes na caracterização da similaridade genética.

Metodologias e estratégias de imputação de marcadores genéticos em bovinos da raça Cachim

Pós-graduação em Genética e Melhoramento Animal - FCAV

Marcadores de Microssatélites para estudos de conservação da Raia-viola Rhinobatos percellens (Chondrichthyes, Rhinobatidae)

A exploração pesqueira, tanto artesanal quanto industrial, se constitui na maior ameaça à biodiversidade dos elasmobrânquios. Em escala mundial, o manejo adequado destes recursos é dificultado pela escassez de informações básicas sobre a dinâmica populacional destes organismos. A captura comercial de elasmobrânquios tem alcançado números alarmantes, com a inclusão de diversas espécies nas listas de risco de extinção nacional e também internacional. A identificação e a conservação de estoques geneticamente diferenciados e adaptados ao seu habitat, representam um ponto fundamental para o setor pesqueiro, pela sua relação direta com a produtividade total e o uso sustentável dos recursos. Entre as raias marinhas, a família Rhinobatidae é representada pelos gêneros Rhinobatos, Zapteryx, Trygonorhina e Aptychotrema, sendo registrada a ocorrência da espécie Rhinobatos percellens no Oceano Atlântico adesde as Antilhas e Panamá, Venezuela, Jamaica, Brasil, Uruguai, até a Argentina. No presente trabalho foram desenvolvidos marcadores moleculares do tipo microssatélites para raiaviola, Rhinobatos percellens, para serem utilizados em estudo populacionais. Cinco locus polimórficos foram isolados utilizando um protocolo de enriquecimento. Nos experimentos, foram testados 13 pares de primers, sendo 10 isolados no presente trabalho e 3 isolados para a espécie de tubarão azul (Prionance glauca). Dos primers isolados em Rhinobatos percellens, 5 são polimórficos, 2 monomórficos e 3 apresentaram bandas muito fracas, enquanto os primers testados de tubarão azul mostraram-se monomórficos. Todos os locus estão em equilíbrio de Wardy-Weinberg, exceto o RVA9 (de R. percellens). Os locus polimórficos apresentam de 3 a 6 alelos por locus e heterozigosidade média esperada de 0.62. Considera-se que estes marcadores polimórficos...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)

Identificação sexual da anta (Tapirus terrestris) por meio de marcadores de DNA

A identificação sexual de indivíduos é extremamente importante para planos de conservação de espécies ameaçadas, pois em muitas espécies, machos e fêmeas apresentam diferenças quanto ao uso de hábitat, estratégias comportamentais e sucesso reprodutivo. A diferença de comportamento entre machos e fêmeas em antas (Tapirus terrestris) ainda é pouco conhecida, mas estudos vem mostrando que esses animais podem apresentar diferentes comportamentos quanto à dispersão, uso de áreas e marcação de territórios por latrina. Antas compreendem animais de um antigo gênero de perissodáctilos, gênero Tapirus. Mesmo sendo a espécie deste gênero que possui a maior distribuição, que se estende por toda a América do sul cis-andina, as populações de T. terrestris vêm sendo reduzidas devido à destruição de seu habitat e à caça ilegal, sendo considerada, atualmente, uma espécie vulnerável segundo a IUCN. As antas desempenham um importante papel como dispersores de sementes, especialmente porque podem dispersar sementes maiores, em grande quantidade e a longas distâncias. Participam desse modo, da estrutura, manutenção e regeneração das florestas, sendo assim, seu declínio pode significar uma grande ameaça às espécies vegetais que produzem grandes frutos. Diante da dificuldade de realização de estudos por meio de técnicas tradicionais, análises genéticas não invasivas por meio de marcadores moleculares têm sido amplamente empregadas, utilizando-se amostras de DNA provenientes de fezes, urina e pêlo como fonte de DNA. A implementação de técnicas de obtenção de DNA a partir de amostras não-invasivas e o desenvolvimento de marcadores de DNA para identificação individual (microssatélites), tem possibilitado a geração de dados para estudos de censo populacional, os quais podem ser utilizados no desenvolvimento de planos de conservação...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)

Prospecção de marcadores microssatélites, análise de viriabilidade e estrutura genética populacional de arara-azul-grande Anodorhynchus hyacinthinus (Latham, 1790) com ênfase na região do mosaico dos Carajás-PA

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Caracterização molecular de Colletotrichum acutatum e C. gloeosporioides associados a citros, por marcadores ISSR

Pós-graduação em Agronomia (Produção Vegetal) - FCAV

Diversidade genética em germoplasma tropical de cebola estimada via marcadores RAPD

A cebola é uma cultura de expressiva importância socioeconômica para o Brasil. Marcantes contribuições para o desenvolvimento da cultura têm sido feitas utilizando-se germoplasma de cebola adaptado às regiões tropicais e subtropicais. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo estudar a diversidade genética existente em uma coleção de germoplasma potencialmente útil ao desenvolvimento de cultivares para essas regiões. Para isso, a variabilidade genética de um grupo de 21 acessos foi analisada via marcadores RAPD. Esses acessos ('Red Creole', 'Roxa IPA-3', 'Valenciana 14', 'Beta Cristal', 'Diamante', 'Composto IPA-6', 'Aurora', 'Bojuda Rio Grande', 'Alfa Tropical', 'Pêra IPA-4', 'Primavera', 'Belém IPA-9', 'Crioula Alto Vale', 'Conquista', 'Pira-Ouro', 'Vale-Ouro IPA-11', 'Franciscana IPA-10', 'Serrana', 'CNPH 6400', 'Petroline' e 'Baia Periforme') têm sido empregados como germoplasma e/ou foram desenvolvidos pelos programas de melhoramento genético de cebola conduzidos no Brasil. Dos 520 iniciadores ('primers') utilizados na triagem inicial, somente 38 confirmaram polimorfismos entre os 21 acessos. Esses 38 'primers' produziram 624 amplicons, dos quais 522 (83,7%) foram monomórficos e 102 (16,3%) polimórficos. Com base nos padrões revelados, seis grupos foram formados de acordo com a similaridade média global entre os acessos (= 0,72). Somente um desses seis grupos englobou mais de um acesso. O grupo principal (formado por 16 acessos) incluiu, predominantemente, as cultivares que apresentam no seu pedigree a contribuição de 'Baia Periforme' ('Diamante', 'Composto IPA-6', 'Aurora', 'Bojuda Rio Grande', 'Conquista', 'Pira-Ouro', 'Serrana', 'Vale-Ouro IPA-11', 'Baia Periforme', 'Primavera', 'Franciscana IPA-10', 'Belém IPA-9', 'Crioula Alto Vale', 'Petroline', 'Pêra IPA-4' e 'Alfa Tropical'). As cultivares 'Red Creole', 'Roxa IPA-3', 'Beta Cristal', 'CNPH 6400' e 'Valenciana 14' formaram agrupamentos isolados e distintos do grupo 'Baia Periforme', revelando, dessa forma, divergência genética entre essas cinco populações e o grupo principal. Verificou-se que os materiais estudados possuem base genética relativamente estreita, apresentando, em sua grande maioria origem na população 'Baia Periforme'. Existem, no entanto, alguns materiais divergentes, cuja diversidade pode ser explorada em programas de melhoramento.

Diversidade e estrutura genética de populações de batata da serra (Ipomoea serrana Sim.-Bianch. & L.V. Vasconcelos) da Chapada Diamantina, Bahia, utilizando marcadores ISSR

A batata-da-serra, Ipomoea serrana Sim.-Bianch. & L.V. Vasconcelos, é uma liana endêmica da Chapada Diamantina, Bahia, cuja raiz tuberosa e consumida por populações humanas ha muitos anos. Apesar da espécie, classificada como vulnerável pela IUCN (União Internacional para a Conservação da Natureza), estar submetida à pressão antrópica devido à exploração de raízes tuberosas, para uso na alimentação, são raros os estudos com a espécie, razão pela qual e de grande importância conhecer a diversidade e estrutura genética da espécie. Estudos sobre diversidade e estrutura genética a partir de marcadores moleculares são importantes por fornecerem dados sobre impactos da exploração antrópica sobre as populações, podendo oferecer subsídio para planos de manejo e conservação de espécie. Cinco populações da Chapada Diamantina, constituindo um total de 142 indivíduos, foram investigados com quatro iniciadores Inter Simple Sequence Repeats (ISSR), resultando em 34 bandas, das quais 25 foram polimórficas. A analise dos parâmetros genéticos mostrou que as populações apresentam variabilidade moderada, com 73,8% de bandas polimórficas, 0,264 de índice de diversidade de Nei e 0,389 de índice de Shannon (valores médios). A maior parte da variação ocorreu dentro das populações (77%), estimado pela analise de variância molecular (AMOVA), enquanto que a variação entre populações foi de 23%, o que corroborou os resultados de estruturação obtidos pelo programa Structure, analise de coordenadas principais (PCoA) e agrupamento estimado pelo método Neighbor-Joining, a partir do coeficiente de dissimilaridade de Jaccard. A analise Bayesiana separou os indivíduos em quatro grupos, sendo que as populações Andaraí e Capão foram alocadas em grupos distintos, enquanto as outras três populações compartilharam indivíduos distribuídos em outros dois grupos. Este estudo, por seu caráter pioneiro com relação aos marcadores moleculares, constituiu o primeiro passo para o conhecimento da diversidade genética da espécie. Estudos futuros poderão ampliar o conhecimento sobre a espécie podendo oferecer subsidio para a elaboração de um plano de manejo para esta espécie que tem sido explorada na região.

Filogenia molecular do gênero Morganella Zeller (Fungi, Basidiomycota) utilizando marcadores ITS

With the development and improvement of techniques for molecular studies and their subsequent application to the systematic, significant changes occurred in the classification of gasteroid fungi. The genus Morganella belongs to the family Lycoperdaceae, and is characterized mainly by lignicolous habit and presence of paracapilicium. Recent data demonstrate the discovery of new species for the group and the existence of a wide variety of species occurring in tropical ecosystems. However, the phylogenetic relationships of the genus, as well as the taxonomic classification, still require revisions to be better understood, the literature studies that address this issue are still very scarce. Thus, the objective of this study was to conduct studies of molecular phylogeny with species of the genus Morganella, to enhance understanding of the phylogeny of the group by including tropical species data. For this, the specimens used both for DNA extractions as for morphological review were obtained from Brazilian and foreign herbaria. For morphological analysis were observed characters relevant to the group's taxonomy. For phylogenetic analysis the Maximum Parsimony and Bayesian Analyzes were used, using the internal transcribed spacer (ITS) of nuclear ribosomal DNA. In phylogenetic analyzes, representatives from Morganella form a monophyletic clade with good support value and based on these results the genus should not be included as subgenus of Lycoperdon. The analysis indicated that M. pyriformis was not grouped with other representatives of Morganella, and therefore should not be included in the group as representative of Apioperdon subgenus because it is a Lycoperdon representative. Moreover, M. fuliginea, M. nuda, M. albostipitata, M. velutina, M. subincarnata are grouped with high support values within the genus Morganella. Morganella arenicola based on morphological and molecular studies does not aggregate in Morganella. Morganella nuda was grouped with M. fuliginea giving indications that can be treated as an intraspecific variation. The results of the analyzes favor to a better understanding of the species of Morganella. However, additional studies using a greater number of species, as well as other molecular markers are needed for a better understanding of the phylogenetic of Morganella.

Desenvolvimento de marcadores microssatélites e estrutura genética espacial da Copernicia prunifera (Miller) H. E. Moore (Arecaceae)

The present study aimed to develop microsatellite markers (SSR) for Copernicia prunifera; and characterize the demographic pattern and the spatial genetic structure (SGS) in different development stages of C. prunifera in a natural population of Rio Grande do Norte (RN) by using ISSR molecular markers. 17 SSR primers pairs were developed, which were tested by using DNA from samples of different populations. The demographic and genetic spatial structure was assessed in a plot with an area of 0.55 ha, where all individuals were georeferenced. The molecular analyses with the use of microsatellite markers pointed out that all built primers pairs, when submitted to PCR, had amplification. They showed sizes of base pairs ranging between 113 and 250 bp. The demographic analyses showed a clustered standard of spatial distribution in the first distance classes, random between 40 and 50 m and segregated in higher distances. Eight ISSR primers were used, thereby producing a total of 102 loci, with 100 of them being polymorphic. Among the three stages, the young showed the highest Nei’s genetic diversity index (He = 0.37); whilst the lowest index was found in the reproductive adults (He = 0.34). The AMOVA results showed a greater genetic differentiation within the development stages (98.61%) in comparison to the interval among the stages (1.39%). The total population (n = 161) showed a positive and significant relationship of kinship in the first distance class (12.3 m). The young showed a significant kinship up to 10.5 m and negative in the fifth distance class (37.6 m). The non-reproductive adults had a positive relationship of kinship in the first distance class (11.0 m) and random distribution of genotypes in the remaining classes. The reproductive adults showed genotypes spatially distributed in a random way. The values for the genetic bottleneck tests proved that the number of loci with excess observed heterozygosity was greater than expected. The SGS results reflect the restricted dispersion of the species, and the bottleneck tests reflect the reduction genotypes provoked by the anthropization of natural environments of C. prunifera.

Determinação de marcadores orgânicos no perfil sedimentar do complexo estuarino de Paranaguá (PR) por CG-EM

A avaliação do aporte de matéria orgânica no ambiente aquático por atividades antrópicas pode ser realizada através da identificação e quantificação de marcadores moleculares. Diversos estudos apontam à aplicação dos marcadores moleculares com esta finalidade, no entanto, poucos avaliam a variação das concentrações desses compostos ao longo do tempo, registrada nas camadas sedimentares. O presente trabalho realiza um estudo a partir de três classes de marcadores moleculares presentes em perfis sedimentares da região do Complexo Estuarino de Paranaguá (CEP) no Paraná (PR), que nos últimos anos vêm sofrendo com o crescente desenvolvimento de atividades antrópicas. Como objetivo, tem-se identificar as principais fontes de matéria orgânica e estudar o histórico destes aportes em colunas sedimentares do CEP, relacionando as taxas de sedimentação com a deposição de origem natural e antrópica. A legislação vigente para o monitoramento ambiental, no que diz respeito à contaminação por esgoto fecal, sugere a avaliação por indicadores microbiológicos, porém, indicadores químicos como os esteróides fecais são uma alternativa bastante promissora, pois estes são persistentes, sendo menos sensíveis a variações ambientais. Outros dois marcadores moleculares de aportes antrópicos ao ambiente que foram determinados neste estudo são os alquilbenzenos lineares (LABs), presente em detergentes, que indicam aportes antrópicos oriundos de esgoto doméstico e a determinação de cafeína, tendo em vista que os esteróides fecais podem ser originários de fezes de animais de sangue quente, podendo indicar outras fontes. Para o presente trabalho foram coletados 12 testemunhos de até 1 m de profundidade em maio de 2006, totalizando 12 pontos de coleta e um montante de 121 amostras. As análises foram realizadas por cromatografia em fase gasosa com detecção por espectrometria de massas (CG-EM). Os esteróides encontrados em maior concentração foram o β- sitosterol (71,4 µg g-1), estigmasterol (8,7 µg g-1), colestanol (3,6 µg g-1) e o estigmastanol (2,8 µg g-1), todos oriundos de fonte natural, indicando que a maior contribuição para o CEP é por aporte biogênico. O coprostanol, que é um esterol fecal, foi encontrado entre as concentrações de 0,001 e 4,10 µg g-1, outros dois esteróides de origem fecal também foram detectados, coprostanona e epicoprostanol, onde as maiores concentrações foram 3,6 e 0,2 µg g-1, respectivamente, sendo encontrados em regiões próximas a centros urbanos, indicando origem antrópica. As maiores concentrações para o ∑LABs também foram encontradas em regiões próximas às cidades de Antonina e Paranaguá, sendo a maior encontrada no testemunho #3 Gererês (208 ng g-1). Para o último marcador molecular analisado, a cafeína, foi encontrada a maior concentração de 18,41 ng g-1, sendo este ponto localizado longe dos centros urbanos, porém este contaminante é bastante solúvel em água podendo ser transportado na coluna d’água e percorrer grandes distâncias. Através dos compostos analisados, pode-se perceber que a intervenção antropogênica foi mais marcante nos testemunhos coletados no eixo leste-oeste do CEP, ficando registrado nas camadas sedimentares.

Diversidade genética entre acessos de taperebazeiro (Spondias mombim L.) do banco ativo de germoplasma da Embrapa Amazônia Oriental com uso de marcadores ISSR.

Spondias mombim L. uma árvore frutífera encontrada nos estados do Norte e Nordeste brasileiro, cujo fruto é conhecido como cajá ou taperebá, possui importância econômica nessas regiões devido a fabricação de derivados da polpa. Esta pesquisa foi realizada com o objetivo de conhecer a variabilidade genética entre os acessos presentes no Banco Ativo de Germoplasma do Taperebazeiro, situado na Embrapa Amazônia Oriental, a fim de servir como indicativo para o programa de melhoramento da espécie. Foram analisados 29 acessos procedentes de diferentes municípios do Estado do Pará, utilizando-se sete primers ISSR. os quais produziram 30 fragmentos polimórficos. As dissimilaridades genéticas tiveram variação de 0,034 a 0,189, onde os acessos 3 e 12 foram os menos similares e acessos 19 e 22 os mais similares. Os acessos foram agrupados em quatro grupos pelo método UPGMA, a partir do ponto de corte definido pela média das distâncias. Os marcadores ISSR mostram-se bastante eficientes para estudos com a espécie mostrando-se nítidos e polimórficos.

Caracterização genética de uma população natural de bacurizeiro (Platonia insignis Mart.) por meio de marcadores ISSR.

Nativa da Região Amazônica, o bacuri (Platonia insignis Mart) é uma espécie frutífera comumente utilizada na cultura alimentar da região Norte do Brasil. Apresenta grande importância para as populações rurais como fonte de renda, devido à sua comercialização. Devido à alta capacidade de reprodução, por meio da reprodução assexuada, pode ocorrer adensamento de indivíduos com alta similaridade, ocasionando diminuição na variabilidade genética populacional. O presente trabalho teve como objetivo caracterizar a diversidade genética presente em uma população natural de Platonia insignis localizada no município de Bragança, no Estado do Pará, por meio de marcadores ISSR (inter simple sequence repeats). Dessa forma, foram genotipadas 78 plantas adultas de uma população de floresta secundária com seis primers ISSR. Os primers amplificaram 42 locos, dos quais 34 foram polimórficos, representando uma taxa de 81% polimorfismo com média de 5,66 de locos polimórficos por primer. Dentro das áreas de coleta, foram encontrados 53 indivíduos considerados clones, representando 68 % do total, considerando similaridade mínima de 0,95. Desta forma, foi possível visualizar a alta incidência de clones na população.