A quasispecies approach to the evolution of sexual replication in unicellular organisms

This study develops a simplified model describing the evolutionary dynamics of a population composed of obligate sexually and asexually reproducing, unicellular organisms. The model assumes that the organisms have diploid genomes consisting of two chromosomes, and that the sexual organisms replicate by first dividing into haploid intermediates, which then combine with other haploids, followed by the normal mitotic division of the resulting diploid into two new daughter cells. We assume that the fitness landscape of the diploids is analogous to the single-fitness-peak approach often used in single-chromosome studies. That is, we assume a master chromosome that becomes defective with just one point mutation. The diploid fitness then depends on whether the genome has zero, one, or two copies of the master chromosome. We also assume that only pairs of haploids with a master chromosome are capable of combining so as to produce sexual diploid cells, and that this process is described by second-order kinetics. We find that, in a range of intermediate values of the replication fidelity, sexually reproducing cells can outcompete asexual ones, provided the initial abundance of sexual cells is above some threshold value. The range of values where sexual reproduction outcompetes asexual reproduction increases with decreasing replication rate and increasing population density. We critically evaluate a common approach, based on a group selection perspective, used to study the competition between populations and show its flaws in addressing the evolution of sex problem.

Caracterização morfológica, citogenética e molecular de uma população de tangerineiras híbridas de 'Clementina fina' (Citrus clementina Hort. ex Tan.) e 'Montenegrina' (Citrus deliciosa Ten.)

A produção citrícola se encontra dispersa por todos os continentes e no Brasil, os citros são a produção frutícola de maior volume de produção. A produção de citros de mesa, como as tangerinas, possibilita ao produtor obter maior valor pelo seu produto. O mercado consumidor é ávido por novas variedades e para tanto, um programa de melhoramento deve estar sempre em busca de genótipos que atendam ao mercado consumidor, bem como a cadeia produtiva. Na Estação Experimental Agronômica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, está localizada uma população de tangerineiras híbridas oriundas do cruzamento da tangerineira ‘Clementina Fina’ (Citrus clementina Hort. ex Tan.) e ‘Montenegrina’ (Citrus deliciosa Ten.) a qual foi caracterizada neste estudo, avaliando-se características morfológicas de acordo com os descritores propostos pelo International Board for Plant Genetic Resources, além da identificação da época de maturação, viabilidade de pólen, número cromossômico e caracterização molecular, utilizando marcadores do tipo microssatélites. Através da análise morfológica foi possível distinguir todas as 96 plantas avaliadas, porém não foi possível agrupar a F1 em grupos distintos de cada um dos genitores. A época de maturação de frutos das plantas se concentra entre a primeira quinzena de abril até a primeira quinzena de agosto. Todas as plantas analisadas apresentaram um alto grau de viabilidade de pólen, variando entre 79,04 e 98,08 %. Todas as plantas avaliadas são diplóides com um número cromossômico de 2n=18. Utilizando 12 pares de primers de microssatélites foi possível diferenciar 90 acessos do estudo, e agrupar a F1 em indivíduos mais próximos do genitor feminino e do genitor masculino. O PIC (Conteúdo de Informação de Polimorfismo) dos primers variou de 0,27 a 0,65. Não foi possível estabelecer uma relação entre a caracterização utilizando marcadores morfológicos e a caracterização utilizando marcadores moleculares.

Análise da variabilidade genética de Paspalum Notatum Flugge (Poaceae, Panicoideae) com o uso de marcadores moleculares, morfológicos e citometria de fluxo

O gênero Paspalum L. compreende aproximadamente 400 espécies no mundo e cerca de 220 no Brasil. Paspalum é ecologicamente e economicamente importante e tem sido utilizado como pastagem. Paspalum notatum Flügge (grama-forquilha) é uma valorosa gramínea forrageira nos subtrópicos. Esta espécie consiste de vários biótipos sexuais (diplóides) e apomíticos (tetraplóides, ocasionalmente tri e pentaplóides). Neste trabalho, os Inter Simple Sequence repeat (ISSR) foram utilizados para acessar a diversidade genética da grama-forquilha (Paspalum notatum). Os tecidos vegetativos de 95 acessos de grama-forquilha foram obtidos de vários locais da América do Sul (Brasil, Argentina e Uruguai). Um total de 91 de fragmentos reproduzível ISSR foi observado. Oitenta e nove fragmentos (97,5% do total observado) foram polimórficos. A análise de agrupamento (UPGMA) foi realizada para o conjunto de dados ISSR. Os resultados ilustram as relações genéticas entre 95 acessos de Paspalum notatum. A comparação entre dados moleculares, morfológicos e nível de ploidia foi realizada. Em resumo, os marcadores moleculares ISSR mostraram-se eficientes para distinção dos genótipos analisados e observou-se uma variabilidade ampla para a espécie. Estes resultados adicionam novas informações sobre a diversidade genética em Paspalum notatum, conseqüentemente contribuindo para o conhecimento biológico desta espécie e fornecendo subsídios para futuros programas de melhoramento genético e para programas de conservação.

Processo biotecnológico voltado a produção de estoques poliploides do camarão-branco litopenaeus vannamei (decapoda, penaeidae)

without practical results so far. Protocols used in biotechnological cultured aquatic organisms aimed at increasing growth rates and disease resistance, have been studied and perfected. Among the available techniques, the application of chromosomal manipulation, although still nascent, is presented as a tool aimed at mitigating ecological and economical issues in shrimp farming. The polyploidization artificial method already employed in fish and shellfish, has been widely researched for use in farmed shrimp. Some limitations of this method of expansion in shrimp refer to a better knowledge of cytogenetic aspects, the level of sexual dimorphism and performance in growing conditions. To contribute on some of these issues, the present study aimed to characterize cytogenetic species Litopenaeus vannamei (Decapoda) and Artemia franciscana (Anostraca), analyze the effectiveness of methods for detection of ploidy, through the use of flow cytometry in processes of induction polyploidy cold thermal shock at different stages of development of newly fertilized eggs. Additionally, aimed also the qualitative and quantitative comparison of larval development between diploid and polyploid organisms, besides the identification of sexual dimorphism in L. vannamei, through geometric morphometrics. The results provide information relevant to the improvement and widespread use of biotechnological methods applied toward national productivity in shrimp farming

Cytogenetic analysis of the neotropical spider Nephilengys cruentata (Araneomorphae, tetragnathidae): standard staining, NORs, C-bands and base-specific fluorochromes

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Características genotípicas e fenotípicas de Candida Albicans isoladas da cavidade bucal de pacientes transplantados renais com ênfase na ação do extrato bruto de Eugenia uniflora em fatores de virulência

Candida albicans is a diploid yeast that in some circumstances may cause oral or oropharyngeal infections. The investigation of natural products is mandatory for the discovery of new targets for antifungal drugs development. This study aimed to determine the genotypes of 48 clinical isolates of C. albicans obtained from the oral cavity of kidney transplant patients from two distinct geographic regions of Brazil. In addition, we investigated three virulence factors in vitro: phospholipase activity, morphogenesis and the ability to evade from polymorphonuclear neutrophils. The expression of these virulence factors in vitro was also investigated in the presence of the crude extract of Eugenia uniflora. The genotype A was the most prevalent (30 isolates; 62.5%), followed by genotype C (15 isolates; 31.5%) and genotype B (3 isolates; 6.25%). When microsatellite technique with primer M13 was applied, 80% of the isolates from the South were placed within the same cluster. All Genotype C strains were grouped together within two different clusters. Genotype C was considered more resistant to PMNs attack than genotypes A and B. Strains isolated from the South of Brazil showed higher ability to combat PMNs phagocytosis. We found a high rate of genotype C strains isolated from the oral cavity of this group of patients. The crude extract of E. uniflora inhibited proper hypha formation and phagocytosis by PMNs, but had no significant effect on phospholipase activity. This study characterized oral C. albicans strains isolated from kidney transplant recipients and will contribute for the better understanding of the pathogenesis and alternative therapeutics for oral candidiasis

Caracterização citogenética em Schlumbergera truncata (Haworth) Moran e Schlumbergera × buckleyi (T. Moore) Tjaden (Cactaceae)

O número cromossômico diplóide de Schlumbergera truncata e Schlumbergera x buckleyi, de indivíduos com diferentes tipos de coloração de pétalas, foi determinado usando-se pontas de raízes. A utilização de 8-hidroxiquinoleína 0,003 M à 36 °C por 3 horas possibilitou melhor separação cromossômica. Técnica de bandeamento C e de coloração Giemsa permitiram o estudo cariológico dessas espécies. O híbrido Schlumbergera × buckleyi (rósea) apresenta 2n = 22 cromossomos com fórmula cariotípica 16 M + 6 SM. Schlumbergera truncata, apresentando pétalas nas cores vermelha, branca e pink, possui 2n = 22 cromossomos, formulação cariotípica idêntica à de Schlumbergera × buckleyi, enquanto a planta com flores de coloração amarelada mostrou 2n = 34 cromossomos. A classificação cromossômica foi baseada no índice centromérico. Nas plantas que apresentam coloração vermelha, branca, pink e rósea nas pétalas, o melhor período de obtenção de metáfases corresponde ao período de florescimento. Schlumbergera truncata com flores amareladas apresenta dois picos anuais de divisão mitótica. Esses resultados dão suporte à um melhor entendimento da biologia no gênero Schlumbergera e auxiliam na classificação taxonômica nos casos onde apenas as características fenotípicas não são suficientemente confiáveis para a classificação das plantas no mesmo táxon.

Processos carioevolutivos na ordem tetraodontiformes: uma visão através de suas diferentes linhagens

Given the great diversity of fishes, the Order Tetraodontiformes stands to show genetic and morphological characteristics enough singular. The fishes of this order have a compact DNA which favors molecular studies, as well as comparisons with more basal species. Model of genome evolution, there are still many gaps in knowledge about their chromosomal patterns and how evolutionary rearrangements influence the marked variation in DNA content of this order. In view of this, we present cytogenetic analyzes of the species Acanthostracion quadricornis (Ostraciidae), A. polygonius (Ostraciidae) Melichthys niger (Balistidae) Cantherhines macrocerus (Monacanthidae) and C. pullus (Monacanthidae), Lagocephalus laevigatus, Colomesus psittacus and Canthigaster figueiredoi (Tetraodontidae), to contribute with cytogenetic data for this group. The analysis was performed by C-banding, Ag-RONs, coloring with base-specific fluorochromes DAPI-CMA3, restriction enzymes AluI, EcoRI, TaqI, PstI and HinfI and in situ hybridization with probes for ribosomal DNA 18S and 5S. The heterochromatic ultrastructure of A. quadricornis and A. polygonius revealed a outstanding heterochromatin content, which may indicate that the accumulation or loss of extensive heterochromatin content could be responsible for large variations in genomic content displayed in different Tetraodontiformes families. The species Cantherhines macrocerus, C. pullus (Monacanthidae) and Melichthys niger (Balistidae) shows a huge karyotypic similarity both numerically and structural. L. laevigatus showed similar cytogenetic features (2n = 44 and single RONs) to the species of the genus Takifugu, which reinforces the idea of their phylogenetic relationships. C. psittacus presented the highest diploid number described for the family (2n = 56) and large amount of HC, features that related with its sister family Diodontidae. Cytogenetic analysis in C. figueiredoi revealed heterochromatic polymorphisms, RONs multiple and Bs chromosomes. These events are rare in marine fishes, and are possibly associated with the strong restructuring and genomic reduction that this family has been suffered. These features, plus the morphological and molecular data suggests that these species share the same ancestral branch, with a possible monophyletic origin. In this study, new contributions to the knowledge of evolutionary patterns facing by Tetraodontiformes are provided and discussed under cytotaxonomyc, genomic and evolutionary perspectives.

Avaliação de resíduo do herbicida imazethapyr e da interferência de plantas daninhas na cultura da alfafa

Foram conduzidos dois experimentos de campo em área experimental do Departamento de Nutrição Animal e Pastagens da Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias (UNESP), Campus de Jaboticabal, com o objetivo de observar resíduos do herbicida imazethapyr na forragem da alfafa e analisar a interferência de plantas daninhas monocotiledôneas e dicotiledôneas. No primeiro experimento, o herbicida foi aplicado nas doses de 0,5 e 1,0 l do p.c./ha, nos estádios de desenvolvimento: início de brotação das gemas basais, estádio vegetativo, ou seja, antes da cobertura total do solo e início do florescimento da alfafa. Foi observado que o herbicida não deixou resíduo nas plantas da alfafa, podendo estas serem consumidas pelos animais, logo após seu tratamento. No segundo experimento, foi estabelecido com base no manejo de cortes da área experimental e na presença de plantas daninhas, quatro tratamentos: 1)corte no verão de 1996, sem a presença de invasoras, 2)corte no inverno de 1996, sem a presença de invasoras, 3)corte no verão de 1997, com predominância de espécies monocotiledôneas, 4)corte no verão de 1997, com predominância de espécies dicotiledôneas. A presença de plantas daninhas reduziu a produção de matéria seca da alfafa. Quanto aos valores de parede celular, observou menores de Hem (5,7) e Lig (5,1) e maior de PB (26,1%) nas plantas colhidas no inverno, devido à maior proporção de folhas.

Parthenogenetic activation of bovine oocytes using single and combined strontium, ionomycin and 6-dimethylaminopurine treatments

In vitro-matured (IVM) bovine oocytes were activated with single and combined treatments of strontium (S), ionomycin (1) and 6-DMAP (D). Using oocytes IVM for 26 h, we observed that activation altered cell cycle kinetics (faster progression, MIII arrest, or direct transition from MII to pronuclear stage) when compared to in vitro fertilization. The effect of oocyte age on early parthenogenesis was assessed in oocytes IVM for 22, 26 and 30 h. Better results in pronuclear development were obtained in treatments ISD (81.7%) at 22 h; D (66.7%), IS (63.3%), ID (73.3%) and ISD (76.7%) at 26 h; and D (86.7%), IS (85.0%) and ID (78.3%) at 30 h. Higher cleavage occurred on ISD (80.0%) at 22 h; ID (83.3%) and ISD (91.7%) at 26 h; and 1 (86.7%), IS (90.0%), ID (85.0%) and ISD (95.0%) at 30 h. More blastocysts were achieved in ID (25.0%) and ISD (18.3%) at 22h; and in ID at 26h (45.0%) and 30h (50.0%). We also observed that IS allowed higher haploid (77.4%) embryonic development, whilst ID was better for diploid (89.1%) development. It was concluded that association of S and D without I was not effective for blastocyst development; treatments using S were less influenced by oocyte age, but when S was associated with D there was a detrimental effect on aged oocytes; treatment ISD promoted higher activation and cleavage rates in young oocytes and ID protocol was the best for producing blastocysts.

Efeito do emurchecimento e da adição de fubá na degradabilidade in situ da silagem de alfafa (Medicago sativa L.)

O objetivo deste ensaio foi avaliar o efeito do emurchecimento e da adição de fubá durante o processo de ensilagem da alfafa sobre a degradabilidade in situ da matéria seca (MS), da fibra em detergente neutro (FDN) e da proteína bruta (PB). Foram utilizados três bovinos adultos mestiços fistulados no rúmen, nos quais foram incubados seis tipos de silagens (1-alfafa fresca; 2-alfafa fresca +5% de fubá; 3-alfafa fresca +10% de fubá; 4-alfafa emurchecida; 5-alfafa emurchecida + 5% de fubá ; 6-alfafa emurchecida + 10% de fubá) durante três tempos de incubação (6, 24, 96 horas). O delineamento experimental foi em parcelas subdivididas, com tratamentos em parcelas, tempos em subparcelas e animais como blocos. A adição de fubá à silagem aumentou (P<0,05) a degradação da MS e FDN com o tempo de incubação. O emurchecimento proporcionou diminuição (P<0,05) na degradabilidade dos nutrientes, entretanto esse efeito foi ligeiramente contornado pela adição de 10% de fubá. Os tratamentos com a adição de fubá e o emurchecimento proporcionaram maior taxa de degradabilidade da MS de fração b, entretanto o emurchecimento diminuiu o potencial de degradação a, enquanto que a adição de níveis de fubá não alterou a degradabilidade da MS dessa fração. A degradação da fração b da FDN aumentou com a adição de fubá e diminuiu com o emurchecimento, entretanto houve aumento dessa fração quando se adicionou fubá à forragem emurchecida. A degradação da fração a da PB aumentou com a adição de fubá e diminuiu com o emurchecimento; para a fração b ocorreu o inverso. Concluiu-se que a prática do emurchecimento, por reduzir a fração solúvel da forragem, diminui a degradabilidade dos nutrientes da silagem de alfafa, que no entanto pode ser melhorada com a adição de fubá.

Degradabilidade ruminal da matéria seca, da fração fibrosa e da proteína bruta de forrageiras

O objetivo deste trabalho foi avaliar a degradabilidade ruminal da matéria seca, da fibra em detergente neutro, da fibra em detergente ácido e da proteína bruta da alfafa (Medicago sativa), aveia-preta (Avena strigosa), leucena (Leucaena leucocephala) e guandu (Cajanus cajan). Amostras de 3 g das forragens foram incubadas no rúmen de três novilhos por períodos de 0, 6, 12, 24, 36, 48 e 72 horas. As degradabilidades efetivas da matéria seca da alfafa e da aveia, para a taxa de passagem de 5% por hora, foram elevadas (acima de 60%). A leucena e o guandu apresentaram valores inferiores, 50,9 e 56,0%, respectivamente. A partir de 24 horas de incubação, a aveia se destacou com maior desaparecimento da fibra em detergente neutro e da fibra em detergente ácido, e ainda apresentou as mais elevadas taxas de degradação efetiva destas frações. A aveia foi a forragem que apresentou maior degradabilidade da matéria seca, da fibra em detergente neutro, da fibra em detergente ácido e da proteína bruta no rúmen. O guandu, entretanto, foi a forragem com as piores taxas de degradação.

Performance of layers submitted to different forced-molting methods and different temperatures

This study was carried out to evaluate the performance and egg quality of laying hens, in their second laying cycle submitted to different forced-molting methods and three environmental temperatures. Six hundred layers were distributed in a completely randomized experimental design with 15 treatments with five replicates of eight birds each, according to 5x3 factorial arrangement (molting methods vs. temperatures). The following forced-molting methods were applied: 90%, 70%, 50% dietary alfalfa inclusion, addition of 2,800 ppm zinc, and feed fasting. Temperatures were: 20 ºC, 27 ºC and 35 ºC. At the end of each period of the second laying cycle, bird performance and egg quality were evaluated. Data were submitted to analysis of variance and means were compared by orthogonal and polynomial contrasts. The highest alfalfa inclusion level (90% alfalfa and 10% basal diet) proved to be efficient as compared to the other methods, independently of temperature.

Citogenética do javali em criatórios comerciais das regiões Sul e Sudeste do Brasil

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Dinâmica do surgimento de brotos de alfafa em função de diferentes fontes de fósforo, da aplicação de gesso e do momento de calagem

O fósforo (P) é um importante nutriente para o surgimento de brotos em alfafa. Através do estudo da dinâmica do aparecimento de brotos pode-se obter informações que auxiliam na adoção de um manejo eficiente. Diversas fontes de P estão disponíveis no mercado, sendo que a eficiência deste nutriente é afetada pela acidez do solo. O uso do gesso com fosfato de rocha pode corrigir o perfil do solo em relação ao alumínio e diminuir a fixação de P. Num experimento conduzido em vasos, superfosfato triplo (ST), fosfato de Gafsa (FG) e FG com gesso, aplicados antes e depois da calagem, foram avaliados para se estudar o número de brotos laterais e basais em alfafa, assim como a dinâmica do surgimento destes brotos em função das seguintes doses: 0, 50, 100 e 200 mg P dm-3. A avaliação envolveu três cortes da cultura. A dose de 100 mg P dm-3 retardou em 6 a 15 dias o surgimento do segundo broto basal quando comparada à dose de 200 mg P dm-3. Os brotos laterais surgiram 24 dias após o aparecimento dos brotos basais quando empregou-se a dose de 200 mg P dm-3. A adição de fósforo aumentou o número de brotos basais e laterais de 1,5 e 0,5 broto/planta para 8,0 e 6,9 brotos/planta, respectivamente. Verificou-se um maior número de hastes basais com a utilização do FG (5,1 brotos/planta) do que com o uso de ST (2,9 brotos/planta). Não houve efeito do gesso sobre os brotos laterais. O uso do FG mais gesso resultou em 5,9 brotos basais/planta, enquanto que o uso do FG não combinado com gesso resultou em 3,9 brotos basais/planta. Não houve efeito do momento de calagem sobre o número de brotos da alfafa.