Comparison of different methods to detect genetic barriers in a small mammal population

Habitat fragmentation and the consequently the loss of connectivity between populations can reduce the individuals interchange and gene flow, increasing the chances of inbreeding, and the increase the risk of local extinction. Landscape genetics is providing more and better tools to identify genetic barriers.. To our knowledge, no comparison of methods in terms of consistency has been made with observed data and species with low dispersal ability. The aim of this study is to examine the consistency of the results of five methods to detect barriers to gene flow in a Mediterranean pine vole population Microtus duodecimcostatus: F-statistics estimations, Non-Bayesian clustering, Bayesian clustering, Boundary detection and Simple/Partial Mantel tests. All methods were consistent in detecting the stream as a non-genetic barrier. However, no consistency in results among the methods were found regarding the role of the highway as a genetic barrier. Fst, Bayesian clustering assignment test and Partial Mantel test identifyed the highway as a filter to individual interchange. The Mantel tests were the most sensitive method. Boundary detection method (Monmonier’s Algorithm) and Non-Bayesian approaches did not detect any genetic differentiation of the pine vole due to the highway. Based on our findings we recommend that the genetic barrier detection in low dispersal ability populations should be analyzed with multiple methods such as Mantel tests, Bayesian clustering approaches because they show more sensibility in those scenarios and with boundary detection methods by having the aim of detect drastic changes in a variable of interest between the closest individuals. Although simulation studies highlight the weaknesses and the strengths of each method and the factors that promote some results, tests with real data are needed to increase the effectiveness of genetic barrier detection.

Dispersal, sex ad clonality in the marine environment: population genetic structure of the seagrass Cymodocea nodosa on Mediterranean and Atlantic coasts

Dissertação de dout. em Ecologia, Faculdade de Ciências do Mar e do Ambiente, Univ. do Algarve, 2005

Microsatellite analysis of pacu broodstocks used in the stocking program of Paranapanema River, Brazil

O monitoramento da diversidade genética é fundamental em um programa de repovoamento. Avaliouse a diversidade genética de pacu Piaractus mesopotamicus (Holmberg, 1887) em duas estações de piscicultura em Andirá -Paraná, Brasil, utilizadas no programa de repovoamento do Rio Paranapanema. Foram amplificados seis loci microssatélite para avaliar 60 amostras de nadadeira. O estoque de reprodutores B apresentou maior número de alelos e heterozigose (alelos: 22 e H O: 0,628) que o estoque de reprodutores A (alelos: 21 e H O: 0,600). Alelos com baixos níveis de frequência foram observados nos dois estoques. Os coeficientes positivos de endogamia no locus Pme2 (estoque A: F IS = 0,30 e estoque B: F IS = 0,20), Pme5 (estoque B: F IS = 0,15), Pme14 (estoque A: F IS = 0,07) e Pme28 (estoque A: F IS = 0,24 e estoque B: F IS = 0,20), indicaram deficiência de heterozigotos. Foi detectada a presença de um alelo nulo no lócus Pme2. As estimativas negativas nos loci Pme4 (estoque A: F IS = -0,43 e estoque B: F IS= -0,37), Pme5 (estoque A: F IS = - 0,11), Pme14 (estoque B: F IS = - 0,15) e Pme32 (estoque A: F IS = - 0,93 e estoque B: F IS = - 0,60) foram indicativas de excesso de heterozigotos. Foi evidenciado desequilíbrio de ligação e riqueza alélica baixa só no estoque A. A diversidade genética de Nei foi alta nos dois estoques. A distância (0,085) e identidade (0,918) genética mostraram similaridade entre os estoques, o qual reflete uma possível origem comum. 6,05% da variância genética total foi devida a diferenças entre os estoques. Foi observado um recente efeito gargalo nos dois estoques. Os resultados indicaram uma alta diversidade genética nos estoques de reprodutores e baixa diferenciação genética entre eles, o que foi causado pelo manejo reprodutivo das pisciculturas, redução do tamanho populacional e intercâmbio genético entre as pisciculturas.

CONTRIBUTO PARA O DISCERNIMENTO ATUAL DAS ORIGENS DA RAÇA CAPRINA SERPENTINA

Em Portugal, apesar da sua reduzida diferenciação genética, existem 6 raças de caprinos: Algarvia, Bravia, Charnequeira, Preta de Montesinho, Serpentina e Serrana. É plausível que estas raças tenham origem em animais provenientes de diversas regiões da Península Ibérica (considerando a ocorrência histórica de transumância) e do Norte de África, com possível influência de populações/raças de outras regiões (e.g. populações/raças comerciais transfronteiriças). Este trabalho teve como objetivo uma reflexão sobre dados históricos, bem como resultados de estudos de diversidade genética realizados recentemente por diversos autores (ADN mitocondrial, microssatélites e cromossoma Y), no sentido de discutir as possíveis origens da raça Serpentina. Com solar na região do Alentejo, a raça Serpentina, de aptidão mista carne/leite, tem características fenotípicas distintas das outras raças autóctones Portuguesas. De pelagem branca com listão e cabos pretos, foi conhecida no passado por Espanhola, Castelhana e Raiana, apresentando semelhanças morfológicas evidentes com a raça Blanca Celtibérica do Centro-Sul de Espanha, nomeadamente com o ecótipo onde surgem animais com pelagem idêntica, chamados “Rayados”. No seu conjunto os dados atuais refletem as introduções de animais efetuadas ao longo do tempo nos efetivos. Os estudos de diversidade genética dos caprinos Ibéricos baseados em marcadores moleculares neutros (i.e., microssatélites) ilustram a proximidade entre estas duas raças, mas não refletem a totalidade das diferenças genéticas associadas à seleção de animais com base em caracteres produtivos. Revela-se importante considerar análises genómicas de forma a incorporar informação de caracteres morfológicos como, por exemplo, a coloração da pelagem na avaliação das relações genéticas entre raças caprinas.

CONTRIBUTO PARA UM MELHOR ENTENDIMENTO DAS ORIGENS DA RAÇA CAPRINA SERPENTINA

Em Portugal, apesar da sua reduzida diferenciação genética, existem 6 raças de caprinos: Algarvia, Bravia, Charnequeira, Preta de Montesinho, Serpentina e Serrana. É plausível que estas raças tenham origem em animais provenientes de diversas regiões da Península Ibérica (considerando a ocorrência histórica de transumância) e do Norte de África, com possível influência de raças de outras regiões (e.g. raças comerciais transfronteiriças). Este trabalho teve como objectivo uma reflexão sobre dados históricos, bem como resultados de estudos de diversidade genética realizados recentemente por diversos autores (ADN mitocondrial, microssatélites e cromossoma Y), no sentido de discutir as possíveis origens da raça Serpentina. Com solar na região do Alentejo, a raça Serpentina, de aptidão mista carne/leite, tem características fenotípicas distintas das outras raças autóctones Portuguesas. De pelagem branca com listão e cabos pretos, foi conhecida no passado por Espanhola, Castelhana e Raiana, apresentando semelhanças morfológicas evidentes com a raça Blanca Celtibérica do Centro-Sul de Espanha, nomeadamente com o ecótipo onde surgem animais com pelagem idêntica, chamados “Rayados”. No seu conjunto os dados actuais refletem as introduções de animais efectuadas ao longo do tempo nos efectivos. Os estudos de diversidade genética dos caprinos Ibéricos baseados em marcadores moleculares neutros (i.e. microssatélites) ilustram a proximidade entre estas duas raças, mas não refletem a totalidade das diferenças genéticas associadas à selecção de animais com base em caracteres produtivos. Revela-se importante considerar análises genómicas de forma a incorporar informação de caracteres morfológicos como, por exemplo, a coloração da pelagem na avaliação das relações genéticas entre raças caprinas.

Population structure of Spodoptera frugiperda collected in maize from different Brazilian geographic regions.

Spodoptera frugiperda é a praga do milho de maior importância econômica no Brasil. Existe pouca informação disponível sobre a estrutura genética, utilizando marcadores SSR, de populações de S. Frugiperda coletadas em cultivos de milho.Neste estudo, 21 marcadores SSR foram utilizados para avaliar a diversidade e a estrutura genética de S. frugiperda coletadas em regiões brasileiras geograficamente distintas. Um total de 227 alelos foram obtidos, com uma média de 10,76 alelos por marcador, e os valores do Conteúdo de Informação Polimórfica (PIC) variaram de 0,242 a 0,933, com uma média de 0,621, indicando alto poder de discriminação. O FST geral, 0,061, indicou moderada diferenciação genética entre as populações de S. frugiperda coletadas em milho e a Amova mostrou que 87,36% da variação está dentro de populações. O teste de Mantel mostrou correlação significativa entre distâncias genéticas e distâncias geográficas. Os dados genéticos demonstraram que todos os indivíduos dos seis locais de amostragem foram estruturados em duas sub-populações, sendo uma delas composta apenas pela população CL, coletada no estado do Rio Grande do Sul. O conhecimento sobre a diversidade genética e a estrutura populacional de S. frugiperda é importante para o desenvolvimento de estratégias para os sistemas de manejo e monitoramento de insetos-praga, especialmente para a diferenciada população CL.

Prevalência, fatores de risco e caracterização genética dos vírus linfotrópico de células T humana tipo 1 e 2 em pacientes infectados pelo vírus da imunodeficiência humana tipo 1 nas Cidades de Ribeirão Preto e São Paulo

O objetivo deste estudo foi definir a prevalência dos vírus linfotrópico de células T humana tipo 1 e 2 em pacientes positivos para o vírus da imunodeficiência humana tipo 1 no Estado de São Paulo, Brasil. Avaliamos 319 indivíduos atendidos em clínicas de Ribeirão Preto e Capital. Os pacientes foram entrevistados e testados sorologicamente. Foram seqüenciadas as regiões tax e long terminal repeat para diferenciação e determinação do subtipo. A soroprevalência geral foi de 7,5% (24/319) e esteve associada somente com uso de drogas injetáveis e ao vírus da hepatite tipo C (p<0, 001). O genoma viral foi detectado em 13 das 24 amostras, sendo 12 caracterizadas como HTLV-2 subtipo 2c e uma como 1a. Nossos dados mostraram que o uso de drogas injetáveis é um importante fator de risco para a transmissão de HTLV-2 em populações infectadas pelo vírus da imunodeficiência humana tipo 1.

Caracterização genética de rizóbios nativos dos tabuleiros costeiros eficientes em culturas do guandu e caupi

O objetivo deste trabalho foi caracterizar geneticamente sete estirpes de rizóbios nativos dos tabuleiros costeiros de Sergipe com alta eficiência de fixação biológica do N2 em associação com guandu (Cajanus cajan) e caupi (Vigna unguiculata). A amplificação do DNA pela técnica de PCR (polymerase chain reaction) com o oligonucleotídeo específico BOX indicou um grau elevado de diversidade genética, uma vez que todas as estirpes apresentaram perfis únicos de DNA. A análise por BOX-PCR revelou, ainda, que essa metodologia é eficiente para diferenciar estirpes, mas não para a diferenciação de espécies de rizóbio. Pela técnica do RFLP (restriction fragment length polymorphism) da região do DNA que codifica o gene 16S rRNA e da região intergênica entre os genes 16S e 23S rRNA, com cinco enzimas de restrição, bem como pelo seqüenciamento parcial da região do 16S rRNA, foi possível classificar as estirpes nos gêneros Bradyrhizobium e Rhizobium. Houve coerência entre as análises envolvendo a região do 16S rRNA, mas o agrupamento com uma das estirpes diferiu pela análise do espaço intergênico. Os resultados obtidos com a estirpe R11 indicam variabilidade genética elevada em relação às espécies de rizóbios descritas, inclusive diferindo em diversas bases da região do 16S rRNA, e podem indicar uma nova espécie.

Estrutura genética e sistema de acasalamento de Piper hispidinervum

A pimenta-longa (Piper hispidinervum C. DC.) arbusto encontrado em áreas antropizadas no Estado do Acre, possui expressiva importância econômica decorrente da presença de safrol em seu óleo essencial. O objetivo deste trabalho foi avaliar a estrutura genética e o sistema de acasalamento dessa espécie, utilizando marcadores RAPD (polimorfismo de DNA amplificado ao acaso). A diversidade genética entre e dentro de populações naturais foi avaliada em 13 populações do Vale do Rio Acre, distribuídas nas Regiões do Baixo e Alto Acre. A taxa preferencial de cruzamento foi estimada em 25 famílias de polinização livre de uma população do Município de Assis Brasil, Acre. A espécie apresentou diversidade genética estruturada no espaço segundo um padrão de isolamento por distância. A maior parte da variabilidade genética foi encontrada dentro das populações, porém a diferenciação entre populações, como um todo, foi alta (qP = 0,28). O agrupamento das populações, pela distância genética (fST) entre elas, mostrou dois grupos distintos, os quais representam as regiões do Alto Acre e Baixo Acre. A AMOVA mostrou que 20,61% da variabilidade total está entre essas duas regiões. A taxa de cruzamento multilocos foi estimada em 1,033, evidenciando que a espécie é alógama. A estimativa do coeficiente de endogamia F não diferiu de zero e os cruzamentos ocorreram preferencialmente entre indivíduos não-aparentados.

Diferenciação molecular de cultivares elites de bananeira

Este trabalho teve como objetivo caracterizar molecularmente genótipos elite, e recomendados, de bananeira, por meio de marcadores RAPD e microssatélites. Foram utilizados 47 primers de RAPD e 34 primers de microssatélites. Foi também conduzido um ensaio de contaminação, utilizando-se o primer AGMI 24-25, cuja variedade Tropical foi considerada a amostra-padrão, e as cultivares Caipira e Prata Graúda como contaminantes. Os marcadores permitiram separar as cultivares de acordo com a origem e a constituição genômica e definiram padrões moleculares para algumas cultivares avaliadas. As cultivares Garantida, Preciosa e Pacovan Ken apresentaram alta similaridade genética com ambos marcadores. O primer AGMI 24-25 demonstrou alta capacidade discriminatória de genótipos em ensaios de contaminação.

Caracterização molecular e variabilidade genética entre porta-enxertos de pessegueiro com base em marcadores codominantes

O objetivo deste trabalho foi estabelecer um padrão para a caracterização molecular e a diferenciação de porta-enxertos de pessegueiro, bem como estimar parâmetros de variabilidade genética com base em marcadores codominantes. Catorze genótipos foram avaliados com uso de iniciadores para locos microssatélites das séries BPPCT e UDP, e para locos STS e SCAR. O perfil eletroforético foi registrado quanto à presença ou à ausência de bandas, as quais foram usadas para calcular a similaridade genética entre cultivares, por meio do coeficiente "simple matching", e para a análise de agrupamento de cultivares, pelo método das médias aritméticas não ponderadas (UPGMA). Foram calculados: número de alelos por loco, frequências alélicas, heterozigosidade esperada e observada, endogamia e conteúdo de informação polimórfica (PIC). Os 18 locos avaliados produziram 82 polimorfismos e permitiram elaborar um dendrograma que discriminou os genótipos em três grupos principais. A heterozigosidade esperada e observada nos 18 locos SSR foi de 0, 66 e 0, 22, respectivamente. Valores máximos para endogamia (1, 0) foram identificados nos locos UDP 98407, UDP 98412, BPPCT 034, BPPCT 016, SCAR-SCAL 19 e STS OPAP4. O PIC variou de 0, 81, para SCAR-SCAL 19, a 0, 46, para UDP 98407. O polimorfismo dos 18 marcadores possibilita obter acurada relação genética entre os genótipos de pessegueiro avaliados e identificar os mais contrastantes para uso em programas de melhoramento.

Divergência genética entre cultivares comerciais de repolho quanto à preferência do pulgão‑da‑couve

O objetivo deste trabalho foi avaliar a divergência genética entre cultivares de repolho quanto à preferência alimentar do pulgão‑da‑couve (Brevicoryne brassicae). O experimento foi realizado com 27 cultivares, em casa de vegetação, com determinação da preferência do afídeo em ensaios com ou sem chance de escolha. Utilizou-se o delineamento de blocos ao acaso, com 27 tratamentos e cinco repetições. Estimaram-se as distâncias generalizadas de Mahalanobis e as cultivares foram agrupadas pelo método de Tocher, com formação de sete grupos. As cultivares Chato de Quintal, Ryuho e Taishita foram as menos preferidas pelo afídeo. A distância máxima foi verificada entre as cultivares Das 4 Estações e Suki, e a mínima ocorreu entre Chato de Quintal e Astrus Plus. O número de ninfas é a variável que permite maior diferenciação entre as cultivares. Há variabilidade entre as cultivares comerciais de repolho quanto à preferência alimentar do pulgão.

Diversidade genética entre progênies e matrizes de rambutan

O rambutan é uma frutífera exótica que apresenta alto potencial de mercado, e suas mudas podem ser obtidas por sementes ou vegetativamente. A produção de mudas via sementes é rotineiramente feita no Estado de São Paulo, tendo-se alta variabilidade no pomar, além de demorar mais tempo para entrar em produção. Embora caracteres morfológicos sejam amplamente usados na diferenciação de variedades, as técnicas moleculares permitem a comparação e a identificação genética dos materiais. Diante disso, o presente trabalho foi realizado, comparando progênies e plantas-matrizes de rambutan, por fAFLP. As análises foram realizadas no Laboratório de Bioquímica de Microrganismos e Plantas, do Departamento de Tecnologia - Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias - UNESP - Câmpus de Jaboticabal-SP, utilizando 06 plantas de rambutan, denominadas: A; B; C; D; E e F. Foram coletadas folhas de 15 plântulas oriundas de cada planta-matriz e realizou-se a extração de DNA, sendo as amostras quantificadas em biofotômetro, e os marcadores fAFLP, obtidos de acordo com o protocolo AFLP Plant Mapping Protocol (Applied Biosystems), utilizando as combinações de pares de primers: ACG/CAC; ACT/CAT; ACA/CTT e ACC/CTT. Pode ser concluído que o uso de marcadores moleculares é eficiente na distinção de materiais e na obtenção de distância genética; não é recomendada a obtenção de mudas via sementes quando a finalidade é a de instalação de pomar comercial.

Variabilidade genética de isolados do complexo Colletotrichum associados a sementes de algodoeiro, por meio de técnicas moleculares e inoculação em plantas

A antracnose e a ramulose são doenças do algodoeiro (Gossypium hirsutum) causadas, respectivamente, por Colletotrichum gossypii e C. gossypii var. cephalosporioides, sendo a ramulose a mais importante sob o ponto de vista de prejuízos causados. Por se tratarem de fungos transmitidos por sementes, de difícil diferenciação por métodos convencionais, o desenvolvimento de metodologia usando técnicas moleculares é uma opção que se dispõe na busca de maior precisão e rapidez. O presente trabalho objetivou associar informações do teste de patogenicidade com marcadores bioquímicos e moleculares de DNA/RAPD, visando a identificação e diferenciação do complexo Colletotrichum. Foram usados dez isolados, sendo três classificados como causadores de antracnose e sete de ramulose, pelo teste de patogenicidade. Os marcadores bioquímicos não se mostraram eficientes para a distinção dos isolados causadores da ramulose e da antracnose. Na análise de RAPD, o valor de similaridade encontrado para os dois grupos foi de 51,7%, confirmando a potencialidade da técnica para diferenciar tais fungos.

Diversidade genética de isolados de Phytophthora capsici de diferentes hospedeiros com base em marcadores RAPD, patogenicidade e morfologia

Phytophthora capsici é uma espécie onívora com vários hospedeiros cultivados na Bahia. Variações morfológicas ocorrem entre isolados de cacaueiro (Theobromae cacao), seringueira (Hevea brasiliensis) e pimenta-do-reino (Piper nigrum), todos classificados como P. capsici. Utilizaram-se marcadores RAPD e reações de patogenicidade para estudar a diversidade genética dentro desta espécie. Foram analisados 22 isolados sendo, oito de cacau, oito de seringueira, três de pimentão (Capsicum annuum) (dois antigos e um recente), um de abóbora (Cucurbita moschata), um de tomate (Lycopersicon esculentum) e um de pimenta-do-reino. Os isolados de pimentão, abóbora e tomate foram obtidos em Minas Gerais, o de pimenta-do-reino no Pará e, os demais, na Bahia e Espírito Santo. O DNA genômico de cada isolado foi extraído e amplificado utilizando-se oito primers decâmeros, os quais geraram 123 marcadores RAPD. Distâncias genéticas e análises de agrupamento permitiram a diferenciação de três grupos: o primeiro formado por isolados de cacaueiro, o segundo por sete dos oito isolados de seringueira e o terceiro por dois isolados de pimentão (antigos). Os isolados de tomate, pimenta-do-reino, pimentão (recente), o de abóbora e um de seringueira mostraram-se distantes geneticamente dos demais. Inoculações em frutos de cacau, seringueira, tomate e pimentão, com e sem ferimento, mostraram que o isolado de seringueira que não agrupou com os demais foi o menos virulento dos isolados testados, não causando lesões em frutos de seringueira sem ferimento. Frutos de pimentão só foram infetados por isolados de tomate e pimentão, enquanto os frutos de cacau foram infetados por todos os isolados testados. A manutenção de todos os grupos dentro de P. capsici é discutida.