Análise de agrupamento de diferentes densidades de marcadores no mapeamento genético por varredura genômica

A simulação tem contribuído para o avanço da genômica nas diversas áreas do melhoramento genético. Foram simulados mapeamentos genéticos utilizando diferentes densidades de marcadores para estimar os valores fenotípicos na seleção assistida por marcadores (SAM), em características quantitativas com valores de herdabilidade de 0,10; 0,40; e 0,70. Procedeu-se a análise de agrupamento com os desempenhos fenotípicos, cuja finalidade foi obter estruturas de classificação entre as densidades visando à otimização na detecção de QTL. O sistema de simulação genética (Genesys) foi utilizado para três genomas (cada qual constituído de uma única característica cuja distinção estava no valor da herdabilidade) e para as populações base e inicial. Cada população inicial foi submetida à seleção assistida por marcadores por 20 gerações consecutivas, em que os genitores selecionados acasalavam-se seletivamente entre os melhores e os piores. O mapeamento empregando de média a alta densidade de marcadores assinalou eficiência nos progressos fenotípicos obtidos com a SAM. Menores quantidades de marcadores são requeridas para manter determinado poder de detecção de QTL à medida que se eleva a magnitude da herdabilidade. A análise de agrupamento indicou otimização e correspondência nos incrementos fenotípicos ao admitir as densidades de 4 e 6 cM; 4, 6, 8 e 10 cM; e 6 e 8 cM para as herdabilidades de 0,10; 0,40; e 0,70, respectivamente.

Seleção genômica ampla e novos métodos de melhoramento do milho

Os objetivos deste trabalho foram verificar a acurácia do método da Seleção Genômica Ampla (GWS) no melhoramento de milho nas condições de estresse nutricional e propor novos métodos de melhoramento baseados em GWS. Foram estimados os dois componentes da eficiência no uso de nitrogênio e de fósforo (eficiência de absorção e de utilização) em 41 combinações híbridas, em dois experimentos, sob baixa e alta disponibilidades de N e P. Para a genotipagem da população de estimação, foram utilizados 80 marcadores microssatélites. As estimativas dos parâmetros genéticos foram obtidas via REML/BLUP, e a predição dos valores genéticos genômicos, via regressão aleatória (Random Regression - RR) aplicada à seleção genômica ampla (RR-BLUP/GWS). Para os caracteres em que a GWS apresentou altos valores de acurácia, essa foi comparada com os métodos de Seleção Recorrente Intra e Interpopulacional. Com o uso da GWS houve aumento significativo na acurácia seletiva e nos ganhos genéticos por unidade de tempo.

Discriminação de raças primitivas de Pupunha (Bactris Gasipaes) na Amazônia brasileira por meio de marcadores moleculares (RAPDs)

A pupunha (Bactris gasipaes Kunth, Palmae) foi domesticada por seu fruto pelos primeiros povos da Amazônia Ocidental, possuindo um complexo de raças primitivas (landraces) parcialmente caracterizado e mapeado morfologicamente. Ao longo dos Rios Amazonas e Solimões, no Brasil, foram propostas três raças primitivas [Pará (Rio Amazonas), Solimões (baixo e médio Rio Solimões), Putumayo (alto Rio Solimões)], com indicações de que a raça Solimões poderia ser artefato de análise morfométrica. Marcadores RAPDs foram usados para avaliar a hipótese de três raças. Extraiu-se DNA de 30 plantas de cada raça mantida no BAG de Pupunha em Manaus, AM, Brasil. Na amplificação por PCR, 8 primers geraram 80 marcadores, cujas similaridades de Jaccard foram estimadas para agrupamento das plantas com UPGMA. O dendrograma conteve 2 grandes grupos que juntaram-se a uma similaridade de 0,535: o grupo da raça Pará conteve 26 plantas dessa raça, 5 da Putumayo e 1 da Solimões; o grupo do Rio Solimões conteve 29 plantas da raça Solimões, 19 da Putumayo e 1 da Pará. A estrutura do segundo grupo sugere que existe apenas uma raça ao longo do Rio Solimões, pois as plantas amostradas são misturadas em sub-grupos sem ordem aparente. A análise genética não apoia a hipótese de três raças e sugere que a raça Putumayo estende-se ao longo do Rio Solimões até Amazônia central. Será necessário juntar dados genéticos com morfológicos para avaliar esta nova hipótese com mais precisão.

Estudio de la calidad de la carne y de su determinismo genético mediante marcadores moleculares en una población Landrace

El objetivo final del proyecto es identificar zonas del genoma o genes con efectos relevantes en la calidad de la carne de manera que su conocimiento posibilite la creación de líneas comerciales de alto rendimiento pero cuya calidad de carne sea superior a la de las líneas actuales. Para alcanzar dicho objetivo se han analizado diversos caracteres que influyen en la calidad de la carne en cerdos de una línea comercial Landrace y se ha estudiado su variabilidad genética mediante marcadores moleculares

Estudio de marcadores moleculares en neoplasias mieloproliferativas

Las neoplasias mieloproliferativas (NM) son un grupo de enfermedades clonales de la célula hematopoyética madre. Entre las NM clásicas se encuentran la policitemia vera (PV), la trombocitemia esencial (TE) y la mielofibrosis primaria (MFP). Durante muchos años el diagnóstico de estas patologías se hacía por exclusión utilizando biomarcadores de clonalidad poco específicos. En el año 2005, la descripción de la mutación JAK2V617F supuso un avance importante en el diagnóstico de estas patologías. Posteriormente, se han descrito mutaciones en otros genes como mutaciones en MPL, TET2, ASXL1, IDH1, IDH2, c-CBL, EZH2, IKZF1 y LNK, en distintas neoplasias mieloides y en porcentaje variable. Aun así, ninguno de estos genes son marcadores específicos de ninguna NM y todavía existe un porcentaje elevado de pacientes con TE y MFP sin un marcador de clonalidad conocido. Además, todos estos genes se han descrito como eventos genéticos implicados en la transformación de una NM a leucemia mieloide aguda. El objetivo de este proyecto fue estudiar varios marcadores moleculares en neoplasias mieloproliferativas Philadelphia negativas. En primer lugar, se estudió la modulación de la carga alélica JAK2V617F en pacientes con PV o TE que recibieron tratamiento citoreductor y a su vez se analizó la dinámica natural de la carga alélica en pacientes que no recibieron tratamiento. Posteriormente, se analizaron la presencia de alteraciones en los genes previamente mencionados, en distintos grupos de pacientes. En primer lugar, se analizó la presencia de mutaciones en TET2, ASXL1, IDH1, IDH2 y CBL en un grupo de pacientes JAK2 y MPL negativos, para determinar la frecuencia de alteraciones de estos genes en este grupo de pacientes y determinar su valor en el diagnóstico de estas patologías. En segundo lugar, se estudió la presencia de mutaciones en estos genes incluyendo EZH2, IKZF1 y LNK para estudiar la incidencia y el valor pronóstico de estas alteraciones en las NM que progresan a mielofibrosis.

Utilização de bioensaios e marcadores moleculares para detecção da resistência de coleópteros de produtos armazenados a inseticidas

The qualitative and quantitative losses caused by stored product insects are of great concern, and since there is only a few active ingredients available for their control it is very important to have a frequent insect resistance monitoring. The objective of this research is to evaluate combination of bioassays and molecular marker techniques to detect insecticide resistance in stored product beetles. The Coleoptera species used for the tests were Sitophilus oryzae (L.) (Curculionidae), Rhyzopertha dominica (F.) (Bostrichidae) and Oryzaephilus surinamensis (L.) (Silvanidae). For the bioassays it was used the impregnated filter paper technique, applying 1 mL of deltamethrin (K-Obiol 25 CE TM) using four concentrations and five replicates, including a control with solvent only. Ten adults of each species were liberated separately on each dish. The mortality was evaluated after 24 h and resistance determined by probit analysis. The samples used for the PCR-RAPD were either in vivo or preserved in 70% ethanol, kept in -18°C freezer. After extraction, quantification and DNA quality analysis, the 25 µL samples had the DNA amplified and tested with six primers. The bioassays showed a crescent mortality proportional to insecticide concentration. The resistance factor for R. dominica, S. zeamais and S. oryzae were: 2,2; 3,2 and 9,2, respectively, compared to the susceptible populations of each species. The PCR-RAPD analysis revealed bands which indicate inter and intraspecific variability in the populations, but it was not possible to correlate them to resistance. The association of bioassay and PCR-RAPD represents a precise and valuable tool for resistance management of stored product insects, but more populations and primers should be tested.

Caracterização de cultivares de pessegueiro e de nectarineira por marcadores moleculares

Em espécies de estreita base genética, como o pessegueiro e a nectarineira (Prunus persica (L.) Batsch), a utilização de marcadores moleculares para a caracterização de cultivares é de grande importância, além do potencial de uso para fins de proteção. As técnicas de eletroforese em gel e RAPD foram empregadas com o objetivo de caracterizar as cultivares de pessegueiro Granada, Esmeralda, Jade, Eldorado, Riograndense, Capdeboscq, Aldrighi, Precocinho, Diamante, Turmalina, Maciel, BR-1, Pepita, Coral, Chinoca, Marfim, Chiripá, Della Nona e Planalto, e as de nectarineira Dulce e Anita. Foram analisadas isoenzimas de 6-fosfogluconato desidrogenase e fosfatase ácida em pólen, peroxidase, fosfoglucoisomerase, aspartato transaminase e isocitrato desidrogenase em folhas, e malato desidrogenase, leucina aminopeptidase e fosfoglucomutase em pólen e folhas. Dos 50 primers testados, 11 foram escolhidos para análise de RAPD em folhas. As análises de similaridade e de agrupamento entre os genótipos foram feitas empregando-se o coeficiente de Jaccard e o método da média aritmética não ponderada. Apesar das diferenças detectadas nas isoenzimas de malato desidrogenase em pólen e folhas de pessegueiro e nectarineira, o baixo polimorfismo apresentado pelos demais sistemas não permitiu a caracterização de todas as cultivares por essa técnica. Os marcadores RAPD, associados ou não à eletroforese de isoenzimas, foram eficientes para caracterizar as cultivares de pessegueiro e nectarineira.

Caracterização genética da raça bovina Crioulo Lageano por marcadores moleculares RAPD

O objetivo deste trabalho foi a caracterização genética da raça bovina Crioulo Lageano por marcadores RAPD em comparação com as raças Holandesa e Nelore. Foram selecionados 43 primers, que geraram 77 bandas polimórficas. Os animais foram distribuídos em cinco subgrupos de Crioulo Lageano (I a V), e um subgrupo em cada uma das raças Holandesa (VI) e Nelore (VII). A maior parte da variância genética total (65,05%) foi causada pela diferença de indivíduos dentro dos grupos, e o restante pelas diferenças entre grupos. A análise conjunta dos grupos I a V apresentou variabilidade genética entre grupos de 25,28% e dentro dos grupos de 74,72%. A diversidade gênica vem se mantendo ao longo das gerações no núcleo de conservação do Crioulo Lageano. A raça Holandesa apresentou a menor diversidade gênica (0,1204), e a Crioulo Lageano a maior (0,3154). A maior distância genética (0,3747) foi entre as raças Nelore e Holandesa. Os grupos de Crioulo Lageano apresentaram diferenças entre si e apenas alguns indivíduos de cada grupo posicionaram-se junto a outros grupos. A técnica RAPD é capaz de estimar a distância genética entre raças ou populações e de auxiliar na escolha de indivíduos, visando aos trabalhos de conservação de recursos genéticos.

Identificação de plântulas zigóticas de trifoliata com o uso de marcadores moleculares RAPD

O objetivo deste trabalho foi identificar a freqüência de germinação dos embriões zigóticos de sementes de trifoliata [Poncirus trifoliata (L.) Raf.] oriundas de polinização aberta, com o uso de marcador molecular RAPD. Folhas e sementes de trifoliata foram coletadas de cinco viveiros comerciais e de uma coleção experimental de citros. Essas sementes foram colocadas para germinar em tubetes e casa de vegetação, totalizando uma amostra final de 62 plântulas. Foram utilizadas nove seqüências inicializadoras e os resultados foram analisados a partir da comparação dos padrões das bandas geradas pelas plantas germinadas com os da planta matriz. Identificaram-se 3,23% de plântulas oriundas da germinação do embrião zigótico, valor que é aceitável na propagação por sementes deste porta-enxerto cítrico.

Determinação da pureza varietal de sementes de soja com o auxílio de marcadores moleculares microssatélites

Fatores ambientais contribuem para a produção de sementes de soja com características diferentes do padrão da variedade e a análise visual para determinação de pureza varietal não é suficiente. Marcadores moleculares de DNA podem auxiliar na identificação da pureza genética de sementes, durante o processo de certificação de sementes, uma vez que não sofrem influências ambientais. O objetivo deste trabalho foi avaliar um método de análise da pureza genética de sementes de soja, utilizando marcadores microssatélites. Amostras de DNA de sementes de soja, consideradas atípicas pelo método visual, foram analisadas com microssatélites e comparadas ao padrão da variedade. As amostras de DNA foram analisadas em bulk, o que permitiu diminuir os custos, com a mesma precisão da análise individual. De onze lotes de sementes avaliados como impuros na análise visual, e portanto, eliminados do processo de certificação, apenas quatro apresentaram número de sementes de outras cultivares acima do limite tolerado.

Marcadores moleculares derivados de sequências expressas do genoma café potencialmente envolvidas na resistência à ferrugem

O objetivo deste trabalho foi identificar marcadores moleculares relacionados à resistência do cafeeiro (Coffea arabica) à ferrugem (Hemileia vastatrix). Foram identificadas sequências de DNA potencialmente envolvidas na resistência do cafeeiro a doenças, por meio de análise "in silico", a partir das informações geradas pelo Projeto Brasileiro do Genoma Café. A partir das sequências mineradas, foram desenhados 59 pares de iniciadores para amplificá-las. Os 59 iniciadores foram testados em 12 cafeeiros resistentes e 12 susceptíveis a H. vastatrix. Vinte e sete iniciadores resultaram em bandas únicas e bem definidas, enquanto um deles amplificou fragmento de DNA em todos os cafeeiros resistentes, mas não nos suscetíveis. Esse marcador molecular polimórfico amplificou uma região do DNA que corresponde a uma janela aberta de leitura parcial do genoma de C. arabica que codifica uma proteína de resistência a doenças. O marcador CARF 005 é capaz de diferenciar os cafeeiros analisados em resistentes e susceptíveis a H. vastatrix.

Variabilidade genética entre acessos do gênero Manihot por meio de marcadores moleculares ISSR

O objetivo deste trabalho foi avaliar a diversidade genética intra e interespecífica de acessos de Manihot por meio de marcadores ISSR. Foram analisadas cinco espécies e duas variedades de Manihot, além de duas espécies do gênero Croton, utilizadas como grupo externo, por meio de 20 oligonucleotídeos iniciadores (Olii) ISSR UBC. Para análise do índice de similaridade entre as espécies e os acessos foram utilizados os coeficientes de Jaccard e de 'simple matching'. Os 20 Olii testados foram altamente polimórficos para todas as espécies analisadas, e 89,7% dos locus foram polimórficos. Há maior similaridade genética entre espécies diferentes de Manihot, como M. dichotoma var. undulata e M. caerulescens, do que entre indivíduos da mesma espécie, como M. dichotoma e M. dichotoma var. undulata.

Associação de marcadores moleculares SNP com o conteúdo de ácido linolênico em sementes de soja

O objetivo deste trabalho foi validar a associação de marcadores moleculares do tipo "single nucleotide polymorphism" (SNP) para os genes FAD3A, FAD3B e FAD3C com o conteúdo de ácido linolênico (18:3) em sementes de soja e analisar a influência dos parâmetros genéticos destes marcadores nesta característica. Foram genotipadas 185 progênies F2 derivadas do cruzamento entre A29 (mutante para os três genes FAD3, 1% de 18:3) e Tucunaré (genótipo selvagem, 11% de 18:3). Os marcadores moleculares para os genes FAD3A, FAD3B e FAD3C explicaram a variação do conteúdo de 18:3 nas populações segregantes F2 e F2:3. Além disso, as substituições alélicas no loco FAD3A proporcionam maiores variações no conteúdo de 18:3 que as substituições nos outros dois locos.

Análise de associação quanto à produtividade e seus caracteres componentes em linhagens e cultivares de arroz de terras altas

O objetivo deste trabalho foi identificar, por meio da análise de mapeamento associativo, os marcadores moleculares relacionados à produtividade do arroz de terras altas e aos seus caracteres componentes. Foram usadas 113 linhagens e cultivares de arroz de terras altas, da Coleção Nuclear de Arroz da Embrapa, com reduzido vínculo genético entre si. Os seguintes caracteres componentes da produtividade foram avaliados: número de panículas por metro, número de grãos por panícula e peso de 100 grãos. Dos 115 marcadores utilizados, 25 (21,7%) associaram-se significativamente a um ou mais caracteres. Entre os 29 SSR ("simple sequence repeats") colocalizados em QTL ("quantitative trait loci") de produtividade de arroz, 12 foram associados aos caracteres avaliados e considerados como candidatos para uso na seleção assistida por marcadores. Os marcadores NP914540, Q6ZGD1 e Q69JE3, associados ao número de grãos por panícula, ainda não foram anotados no arroz e podem constituir o ponto de partida para estudos de genômica funcional. Entre os marcadores derivados de sequências transcritas, NP914526 e NP914533 destacam-se por pertencer a rotas metabólicas relacionadas ao aumento do potencial produtivo de arroz.

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.