Filogenia molecular, evolução de características morfológicas, variabilidade populacional, biogeografia e metabolômica comparativa: rumo a uma biologia integrativa para o gênero Mycale Gray, 1867 (Porifera)

O objetivo desta tese foi abordar a diversidade de Mycale Gray, 1867 sob um ponto de vista multidisciplinar. No Capítulo 1 foram realizadas reconstruções filogenéticas supra- e subgenéricas com base em dados moleculares, utilizando os marcadores 16S, 28S e cox1, a fim de estabelecer uma hipótese evolutiva para o grupo. No capítulo 2 são realizadas reconstruções ancestrais das características morfológicas do gênero dada a hipótese filogenética estabelecida no capítulo anterior, além de determinar limites na variação morfológica das anisoquelas tipo I por meio de análises morfométricas e estimar o padrão evolutivo das dimensões dos principais tipos espiculares de Mycale. No Capítulo 3 foi estimada a variabilidade genética do complexo Mycale (Carmia) microsigmatosa Arndt, 1927 por meio de análise de haplótipos do gene 16S do RNA ribossomal mitocondrial, além de correlacionar a sua variabilidade morfológica, estimada por meio de dimensões espiculares, com fatores genéticos e geográficos. No Capítulo 4 foram estabelecidas hipóteses biogeográficas para Mycale por meio de análise de três itens tendo como base as reconstruções filogenéticas moleculares e também foram determinados padrões de distribuição geográfica do gênero a partir da ocorrência de espécies em áreas de endemismo. Por fim, no Capítulo 5, os perfis metabólicos de três espécies do gênero Mycale foram obtidos por espectroscopia de ressonância magnética nuclear dos núcleos de hidrogênio (RMN 1H) e comparados estatisticamente, além de suas similaridades terem sido contrastadas com suas relações filogenéticas e suas diferenças entre grupos de indivíduos metabolicamente relacionados determinadas.

Análise da variabilidade gênica de antígenos de T. cruzi com aplicação para o diagnóstico sorológico da doença de Chagas

A doença de Chagas é uma zoonose causada pelo protozoário flagelado Trypanosoma cruzi. Estima-se que 8 milhões de pessoas estão infectadas com o T. cruzi em todo o mundo, principalmente na América Latina. Testes tradicionais de diagnóstico estão sendo gradualmente substituídos por métodos inovadores. A utilização de antígenos recombinantes foi proposta nos anos 90, e várias combinações foram testadas com soros de pacientes com diferentes formas clínicas de diferentes regiões da América Latina. Apesar do ganho em especificidade, estes testes apresentaram menor sensibilidade, frustrando expectativas. Este estudo objetivou analisar a variabilidade genética dos genes KMP11 e 1F8 que codificam antígenos comumente utilizados em diagnóstico experimental. Cepas de T. cruzi pertencentes a diferentes sub-grupos taxonômicos e de diferentes regiões foram analisadas para avaliar o impacto da variação antigênica em testes de diagnóstico. Maximizando a sensibilidade, evitar reatividade cruzada com epítopos de outros agentes patogênicos deve permitir a concepção de melhores testes rápidos. Num primeiro passo, DNA genômico foi extraído das seguintes cepas: Dm28c, Colombiana, Y, 3663, 4167, LL014 e CL Brener e foi realizada a amplificação dos genes 1F8 e KMP11 que codificam antígenos a partir destas cepas. Em seguida foram realizadas a clonagem, sequenciamento, expressão e detecção dos antígenos recombinantes. Na etapa final, análises de estruturas secundárias e terciárias, a última apenas para o antígeno 1F8, visualizaram as diferenças nas sequências de aminoácidos obtidas a partir de sequenciamento de DNA. Os resultados apresentados neste estudo mostram que o antígeno KMP11 de T. cruzi possui uma similaridade na sequência de aminoácidos muito elevada com o T. rangeli, mostrando a necessidade de um mapeamento antigênico desta proteína em todos os tripanosomatídeos que apresentaram alta similaridade com o antígeno de T. cruzi, como o T. rangeli, para verificar a presença de epítopos específicos de T. cruzi. O antígeno 1F8 pode ser uma ferramenta útil no diagnóstico da doença de Chagas e que será necessário aprofundar os conhecimentos sobre os determinantes antigênicos para futuramente elaborar poli-epítopos sintéticos adaptados de um maior número possível de antígenos, obtendo a maior especificidade e sensibilidade nos testes de diagnóstico sorológico e de teste rápido da doença de Chagas. Este estudo representa um passo crucial para a otimização de antígenos recombinantes para o diagnóstico da doença de Chagas.

Variabilidade espacial e temporal das concentrações de clorofila na Baía de Guanabara (RJ) utilizando imagens MERIS e dados in situ

Este trabalho teve como objetivo principal implementar um algoritmo empírico para o monitoramento do processo de eutrofização da Baía de Guanabara (BG), Rio de Janeiro (RJ), utilizando dados de clorofila-a coletados in situ e imagens de satélite coletadas pelo sensor MERIS, a bordo do satélite ENVISAT, da Agência Espacial Européia (ESA). Para a elaboração do algoritmo foi utilizada uma série histórica de clorofila-a (Out/2002 a Jan/2012) fornecida pelo Laboratório de Biologia Marinha da UFRJ, que, acoplada aos dados radiométricos coletados pelo sensor MERIS em datas concomitantes com as coletas in situ de clorofila-a, permitiu a determinação das curvas de regressão que deram origem aos algorítmos. Diversas combinações de bandas foram utilizadas, com ênfase nos comprimentos de onda do verde, vermelho e infra-vermelho próximo. O algoritmo escolhido (R = 0,66 e MRE = 77,5%) fez uso dos comprimentos de onda entre o verde e o vermelho (665, 680, 560 e 620 nm) e apresentou resultado satisfatório, apesar das limitações devido à complexidade da área de estudo e problemas no algoritmo de correção atmosférica . Algorítmos típicos de água do Caso I (OC3 e OC4) também foram testados, assim como os algoritmos FLH e MCI, aconselhados para águas com concentrações elevadas de Chl-a, todos com resultados insatisfatório. Como observado por estudos pretéritos, a Baia de Guanabara possui alta variabilidade espacial e temporal de concentrações de clorofila-a, com as maiores concentrações no período úmido (meses: 01, 02, 03, 10, 11 12) e nas porções marginais (~ 100 mg.m-3), particularmente na borda Oeste da baia, e menores concentrações no período seco e no canal principal de circulação (~ 20 mg.m-3). O presente trabalho é pioneiro na construção e aplicação de algoritmos bio-óptico para a região da BG utilizando imagens MERIS. Apesar dos bons resultados, o presente algorítmo não deve ser considerado definitivo, e recomenda-se para trabalhos futuros testar os diferentes modelos de correção atmosférico para as imagens MERIS.

Respostas agudas de pressão arterial e variabilidade da frequência cardíaca são dependentes do volume total do exercício aeróbio em adultos saudáveis

A hipotensão pós-exercício (HPE) é um fenômeno de relevância clínica, mas dúvidas persistem no tocante ao efeito do modo e da forma de execução (contínua vs. acumulada) do exercício aeróbio para sua manifestação, bem como o papel do controle autonômico cardíaco como mecanismo fisiológico associado à HPE. Assim, a presente tese objetivou: a) investigar a HPE induzida por sessões aeróbias de exercício isocalórico contínuo e acumulado; b) comparar as respostas de pressão arterial sistólica (PAS) e diastólica (PAD) após teste cardiopulmonar de exercício máximo (TCPE) em três modalidades; c) verificar a influência do modo de exercício e do controle autonômico cardíaco em repouso sobre a reativação vagal após TCPE. No primeiro estudo, 10 homens saudáveis (idade: 27,6 3,5 anos) realizaram TCPEs de corrida e ciclismo para medida do consumo de oxigênio de pico (VO2pico) e sessões contínuas (400 kcal) e acumuladas (2 x 200 kcal) de corrida e ciclismo à 75%VO2reserva. A PAS e PAD reduziram similarmente após exercício contínuo e acumulado (4,6 2,3 vs. 5,2 2,3 mmHg, 2,6 2,5 vs. 3,6 2,5 mmHg, respectivamente, P > 0,05). Porém, a corrida provocou maior declínio na PAS do que o ciclismo (P < 0.05). A atividade simpática (componente de baixa frequência, LF) e parassimpática (componente de alta frequência, HF) aumentou (P < 0,001) e diminuiu (P < 0,001) em relação à sessão controle, elevando o balanço simpato-vagal (razão LF:HF) (P < 0,001) que foi inversamente correlacionado ao ΔPAS e ΔPAD (r = -0,41 a -0,70; P < 0.05). No segundo e terceiro estudos, 20 homens saudáveis (idade: 21.2 3.0 anos) realizaram três TCPEs (ciclismo, caminhada e corrida). No segundo estudo, investigou-se a resposta aguda da PA, débito cardíaco (Q), resistência vascular periférica (RVP), sensibilidade do barorreflexo arterial (SBR), variabilidade da frequência cardíaca (VFC) e dispêndio energético durante 60 min após os TCPEs e sessão controle. Comparado ao controle, somente a corrida modalidade envolvendo maior dispêndio energético total (P < 0,001) - foi capaz de reduzir a PAS no pós-exercício (P < 0,001). Mudanças na RVP, SBR, LF, e razão LF:HF foram negativamente correlacionadas às variações na PAS (-0,69 a -0,91; P < 0,001) e PAD (-0,58 a -0,93; P ≤ 0,002). No terceiro estudo, examinou-se a reativação parassimpática após cada TCPE pela raiz quadrada da média do quadrado das diferenças entre intervalos R-R normais adjacentes em janelas de 30 s (rMSSD30s). Apesar da menor FCpico, VO2pico e dispêndio energético no ciclismo vs. caminhada e corrida (P < 0,001), a reativação parassimpática foi significativamente mais rápida após o ciclismo (P < 0,05). Outrossim, o Δ rMSSD30-180s foi positivamente correlacionado ao HF (rs = 0,90 a 0,93; P < 0,001) e negativamente correlacionado ao LF e a razão LF:HF medidos no repouso (rs = -0,73 a -0,79 e -0,86 a -0,90, respectivamente; P < 0,001). Em conclusão, a forma de execução do exercício aeróbio não interfere na magnitude da HPE, mas a HPE é dependente do modo ou o volume total de exercício. Os resultados também indicam que o padrão de recuperação do controle autonômico cardíaco pela análise espectral da VFC pode ter um papel importante na indução da HPE.

Mecanismos de variabilidade de pressão arterial batimento-a-batimento e desempenho cognitivo em idosos

O objetivo deste estudo foi investigar os mecanismos de variabilidade da pressão arterial sistólica batimento-a-batimento através da análise espectral do componente de baixa frequência da variabilidade da pressão arterial sistólica, de medidas de velocidade da onda de pulso e de análise da pressão de incremento em idosos normotensos e hipertensos em tratamento anti-hipertensivo. Adicionalmente, investigamos a associação da variabilidade da pressão arterial com a espessura médio-intimal carotídea. Também investigamos a associação entre variabilidade da pressão arterial batimento-a-batimento e da frequência cardíaca com desempenho cognitivo. A pressão arterial foi medida continuamente através de fotopletismografia em posição supina e semi-ereta passiva. A variabilidade da pressão arterial foi estimada pelo desvio padrão das medidas batimento-a-batimento. Medidas de velocidade de onda de pulso, de pressão de incremento e ultrassonografia das artérias carótidas para medidas da espessura médio-intimal foram realizadas. O componente de baixa frequência da variabilidade da pressão arterial sistólica em posição supina e semi-ereta apresentou uma associação positiva independente coma variabilidade nos modelos de regressão linear múltipla ajustado pela velocidade de onda de pulso ou pela pressão de incremento.O componente de baixa frequência do barorreflexo em posição supina apresentou uma associação negativa independente com a variabilidade da pressão arterial sistólica e nos mesmos modelos. Não foi demonstrada associação entre a variabilidade da pressão arterial sistólica com espessura médio-intimal das artérias carótidas. Não foi demonstrada associação da variabilidade da pressão arterial sistólica batimento-a-batimento ou da frequência cardíaca com desempenho cognitivo global. Foi demonstrada associação positiva e independente do componente de baixa frequência do espectro de variabilidade da pressão arterial e da frequência cardíaca com domínios cognitivos relacionados ao lobo frontal. Em conclusão, a modulação simpática do tono vascular arterial, a função vascular miogênica e a desregulação do barorreflexo correlacionam-se com a variabilidade da pressão arterial batimento-a-batimento, o que não foi observado em relação `a rigidez arterial,pressão de incremento eespessura médio-intimal carotídea. A variabilidade da pressão arterial sistólica e da frequência cardíaca não apresentaram correlação com o desempenho cognitivo global, mas apresentaram associação positiva e independente com escores de função executiva.

O desenvolvimento pesqueiro mundial, a variabilidade dos recursos e a gestão

FAO regularly releases studies on the state of fish resources exploitation (The state of world fisheries and aquaculture)and the development of fisheries by geographic areas. The 1983 and 1985 editions provided interesting discussions on fisheries development trends in the world: the majority of sea-facing countries adopted legislation that extends the national jurisdiction on the waters off their coasts (usually indicated within 200 miles) and establishes exclusive economic zones (EEZs). The huge fluctuations in the abundance of some fish stocks are obstacles to fisheries development. This issue, as well as the need to improve research activities and management of fish stocks is also analyzed in this work. The author highlighted the situation of fisheries in the Western Indian Ocean, with particular attention to tuna fisheries and to inland water resources of Mozambique.

Variabilidade genética em acessos e cultivares de quatro espécies de Brachiaria estimada por marcadores RAPD.

A importância do gênero Brachiaria para o desenvolvimento da pecuária nas regiões tropicais e subtropicais é notória. Brachiaria brizantha, Brachiaria decumbens, Brachiaria ruziziensis e Brachiaria humidicola estão entre as principais espécies utilizadas como forrageiras e fazem parte do programa de melhoramento da Embrapa Gado de Corte. Neste trabalho, a técnica de Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD) foi utilizada para estimar a variabilidade genética em 14 genótipos dessas quatro espécies, incluindo cultivares e acessos utilizados como genitores em cruzamentos inter e intra-específicos. Foram utilizados 47 primers que amplificaram 396 bandas, escoradas como "1" para presença e "0" para ausência, e uma matriz de similaridade genética foi construída usando o coeficiente de Jaccard. Os valores de similaridade genética variaram de 0,49 a 0,87, dos quais os acessos mais similares (C48 e B105) pertencem à mesma espécie, B. brizantha. As cultivares B. brizantha cv. Marandu e B. humidicola cv. BRS Tupi foram as mais divergentes. As análises de agrupamento obtidas pelos métodos Unweighted Pair-group Method with Arithmetical Average (UPGMA) e de Tocher foram similares, dividindo os acessos em quatro grupos que correspondem às espécies estudadas. O dendrograma obtido com o método UPGMA mostrou que B. brizantha, B. decumbens e B. ruziziensis são geneticamente mais próximas entre si do que B. humidicola. Além disso, este trabalho possibilitou a identificação de primers que podem ser utilizados com a finalidade de identificação precoce de híbridos quando esses genótipos forem utilizados como genitores.

Análise da variabilidade intra-espécie dos genes pld e rpoB de Corynebacterium pseudotuberculosis por meio de marcadores PCR-RFLP.

Corynebacterium pseudotuberculosis é o agente etiológico da linfadenite caseosa em ovinos e caprinos, uma doença infectocontagiosa crônica caracterizada por abscessos em linfonodos superficiais ou internos. Os animais acometidos podem apresentar lesões internas ou externas, o que representa perdas econômicas graves na caprinovinocultura, como o comprometimento da produção de lã em ovinos, deficiência reprodutiva, condenação da carne ou morte do animal. Uma vez estabelecida a infecção no rebanho, torna-se difícil sua erradicação. Com o objetivo de avaliar a variabilidade genética intra-espécie em C. pseudotuberculosis, 31 isolados provenientes de seis municípios do Estado de Pernambuco, sendo 23 de caprinos e oito de ovinos, tiveram os seus DNAs genômicos extraídos e analisados por reação em cadeia da polimerase e análise de polimorfismos por tamanho de fragmentos de restrição (PCR-RFLP). Os locis escolhidos foram os genes pld e rpoB, cujas seqüências dos oligonucleotídeos amplificaram fragmentos de 924 e 447 pares de bases (pb), respectivamente. Os produtos da amplificação foram digeridos com as enzimas Pst I e Msp I (gene pld) e HpyCh4 IV e Msp I (gene rpoB). Os fragmentos de restrição foram corridos em gel de poliacrilamida a 15%, os quais foram corados com brometo de etídeo. Para o gene pld, digerido com a enzima Pst I, foram obtidos fragmentos de 566, 195, 91 e 72 pb; e com a enzima Msp I, fragmentos de 395, 369, 108 e 52 pb. O gene rpoB digerido com a enzima HpyCh4 IV apresentou fragmentos de 235, 126 e 86 pb; e com a enzima Msp I apresentou fragmentos de 222, 93, 78 e 54 pb. O padrão de bandas obtido para os 31 isolados de C. pseudotuberculosis, analisados neste estudo, foi monomórfico, não havendo, portanto, polimorfismo entre os diferentes isolados, independentes da espécie hospedeira ou da área geográfica estudada, o que corrobora com o padrão homogêneo da infecção para a região.

Estudo da variabilidade genética de plantas oriundas da embriogênese somática de genótipos de batata-doce utilizando marcadores RAPD.

2005

Círculo de hospedeiras de isolados de Verticillium dahliae obtidos de tomteiro, quiabeiro e morangueiro.

O gênero Verticillium apresenta duas importantes espécies de fitopatógenos (V. dahliae e V. albo-atrum). A capacidade de produção de microescleródios dos isolados de V. dahliae em cultura tem sido empregada como a principal característica para distinção destas duas espécies. Verticillium dahliae é um fungo bastante polífago, amplamente disseminado no território brasileiro, causando murcha vascular em tomate, berinjela, jiló, algodão, morango, cacau, quiabo, dentre outras hospedeiras. Verticillium dahliae apresenta especialização fisiológica em tomateiro tendo sido descritas duas raças. O presente trabalho teve por objetivo investigar a capacidade de isolados de V. dahliae em infectar e causar doença em plantas de diversas famílias botânicas. Para avaliação da gama de hospedeiros, quatro isolados do fungo foram inoculados em 62 acessos de 54 espécies em 40 gêneros e 18 famílias botânicas. A maioria dos acessos mostrou-se susceptível ao patógeno. Foram classificadas como plantas não-hospedeiras todas as gramíneas avaliadas, as solanáceas Datura stramonium, Nicandra physaloides e Physalis ?oridana, couve-flor (linhagem CNPH-003), melancia (cv. Crimson Sweet), melão (cv. Eldorado 300) alface (cvs. Regina e Robinson), cenoura, feijão, soja-verde, beterraba, maracujá azedo (Passi?ora edulis), capuchinha (Trapaeolum majus) e cariru (Talinum triangulare). Foram identificadas 27 novas hospedeiras experimentais de V. dahliae.

Mancha fisiológica ou sarda.

A cultura do mamoeiro tem apresentado sérios problemas fitossanitários como doenças fúngicas e principalmente doenças de origem virótica, as quais depreciam significamente a qualidade final do produto. Um outro problema que esta comprometendo a qualidade do fruto do mamoeiro é o distúrbio conhecida como Mancha Fisiólogica ou Sarda, que afeta a aparência externa da casca e estética da fruta, levando a uma alta rejeição de frutos manchados pelo mercado consumidor que a cada dia tem-se tomado mais exigente. A incidência e a severidade desse distúrbio também tem provocados grandes prejuízos para exportação, com perdas que chegam a 50% dos frutos, pois este é um mercado muito mais exigente quanto ao aspecto visual externo dos frutos.Os sintomas característicos do distúrbio são pequenas manchas superficiais, que vão desde pontuações ate 10 mm de diâmetro, com aparência de sardas acizentadas ou amarronzadas na casca dos frutos, variando na forma e número dos frutos. São observadas apenas nos frutos com mais de 40 dias de idade, intensificando-se na fase final de desenvolvimento dos frutos, principalmentepróximo ao ponto de colheita.

Maturação fisiológica de milho doce e sua relação com a qualidade das sementes.

O conhecimento do ponto de maturidade fisiológica é de fundamental importância para orientação dos produtores na obtenção de sementes de alta qualidade. Esta é uma informação essencial para nortear o planejamento das operações de colheita, secagem e processamento das sementes. É sabido que a maturidade fisiológica da semente é específica da cultivar e pode ser determinada por diversos parâmetros, tais como: número de dias da emergência até as espigas tornarem-se amarronzadas; soma térmica; matéria seca; teor de água dos grãos; formação da camada negra; desaparecimento da linha de leite nas sementes. Para os milhos normais, esta característica é bem conhecida. Já para o milho doce as informações são escassas e, de uma maneira geral, não têm atendido aos anseios dos produtores. O programa de melhoramento genético do milho da Embrapa Milho e Sorgo mantém ações para a obtenção de cultivares de milho superiores com ampla adaptação e melhoria na qualidade dos grãos. As sementes de milho doce apresentam maiores problemas relacionados à qualidade quando comparadas com as dos milhos normais. Isto é refletido, na média, para o nível de germinação das sementes, que fica em torno de 20% abaixo da germinação das sementes do milho comum. O que se propôs com este trabalho foi estudar a maturação fisiológica de sementes de cultivares de milho doce desenvolvidos pela Embrapa Milho e Sorgo e estabelecer parâmetros que possam auxiliar sua colheita, secagem e processamento, com o objetivo de se obter sementes de alta qualidade.

Eficiência dos dessecantes Paraquat e Diquat na qualidade fisiológica de sementes de milho.

2005

Agricultura de precisão: manejo da variabilidade espacial e temporal dos solos e culturas.

2005

Milho cultivado no Brasil e banco de germoplasma: uma forma de classificação da variabilidade genética.

2008