Perfil metagenômico de solo sob cultivo de cana-de-açúcar com perspectiva na produção de bioenergia

Pós-graduação em Microbiologia Agropecuária - FCAV

Análises quantitativas aplicadas à seleção e acasalamento de búfalos na Amazônia Oriental

O trabalho aplica estudos de genética quantitativa aos registros de búfalos do Estado do Pará, gerando respostas auxiliares aos criadores para a seleção e acasalamento dos animais. A análise de pedigree para estudo da variabilidade genética nos rebanhos participantes do Programa de Melhoramento Genético foi estimada por meio dos cálculos dos parâmetros baseados na probabilidade de origem de gene, coeficiente de endogamia, parentesco e intervalo médio entre gerações, pelo software PEDIG®; do número efetivo de fundadores (Nfun), número efetivo de ancestrais (Na) e intervalo de gerações pelo software PROB_ORIG.exe presente no pacote PEDIG®; do número efetivo de genomas remanescentes (Ng), calculado pelo software SEGREG.exe. Foram calculadas as estatísticas descritivas, a análise de variância e realizado o teste de Normalidade de Shapiro-Wilk por meio do pacote estatístico Statistical Analisys System. As estimativas de herdabilidade para a característica Peso ao Nascer (PN) foram obtidas por meio de inferência Bayesiana pelo programa GIBBS2F90.exe. Os valores genéticos foram obtidos por meio do programa BLUPF90.exe e a regressão das Diferenças Esperadas na Progênie sobre o ano de nascimento foi realizada pelo Excel for Windows para obtenção da tendência genética do PN. O Nfun foi igual a 28,6, o Na igual a 22,8, o Ng igual a 11,2, a razão Nfun/Na foi 1,25, indicando a diminuição do número de reprodutores ao longo dos períodos e a razão Ng/Nfun foi de 0,39. Apesar do intervalo de gerações de 12,5 anos, o número efetivo de gerações foi próximo a cinco. O número total de animais estudados considerados endogâmicos foi 33,4%, sendo a máxima encontrada de 40,8%, a média da endogamia entre os animais endogâmicos foi 10,4%, e o valor médio da endogamia no arquivo total foi 3,5%. O PN de bezerros bubalinos apresentou média e desvio padrão de 36,6 ± 4,7 kg. A característica PN não apresentou distribuição Normal, com valor de W=0,976271 e P

Análise de pedigree aplicada a búfalos (Bubalu bubalis kerebao) em conservação na Amazônia Oriental

O trabalho analisa a genética de bubalinos da raça Carabao em conservação, provenientes dos rebanhos das fazendas Campo Experimental do Baixo Amazonas (CEBA) e do Banco de Germoplasma Animal do Marajó (BAGAM). O arquivo contou com 445 informações de parentesco (215 machos e 230 fêmeas) com nascimentos entre maio de 1976 e setembro de 2008. Para estudo de pedigree e determinação dos parâmetros genéticos, a média de filhos/mãe foi de 2,7, sendo 131 mães e cinco pais diferentes. O número de fundadores foi igual a 32 animais, o número efetivo de fundadores (Nfun) igual a 5,3 indivíduos; número efetivo de ancestrais (Na) igual a 4,73 animais; o número efetivo de genomas remanescentes (Ng) igual a 3,79 indivíduos; a razão Nfun/Na foi de 1,12 e o indicativo do processo de deriva genética (Ng/Nfun) foi 0,66. Constatou- se que 11 animais, nascidos entre 1987 e 2000, responderam por 84% da contribuição genética do rebanho, sendo que apenas um reprodutor responsável por 42% da contribuição genética. O intervalo de geração médio ficou próximo a oito anos. O número de animais endogâmicos, os coeficientes médios de endogamia (F) da população e entre os endogâmicos, por geração foram 69, 1,85% e 11,95%, respectivamente, sendo os animais endogâmicos agrupados, em sua maioria, na classe de 10 a 15% de coeficiente individual de endogamia. Estes resultados apontam provável efeito gargalo e deriva genética dessa população por perda de alelos pelo pequeno número de indivíduos usados nos acasalamentos, e aumento da endogamia. A adoção de nova estratégia de acasalamento e a busca de possíveis reprodutores 2n = 48, para serem utilizados no rebanho, possibilitaria a redução da perda de variabilidade genética do rebanho Carabao.

Caracterização molecular e relação filogenética do genoma completo dos arbovírus Bussuquara, Iguape, Ilhéus e Rocio (Família Flaviviridae, Gênero Flavivirus)

Os flavivírus são conhecidos por seu complexo ciclo biológico e importância na saúde pública e na economia mundial. Os aspectos ecológicos e quadros clínicos estão estreitamente relacionados à filogenia e evolução dos flavivírus. Este trabalho objetiva a caracterização molecular dos genomas dos flavivírus Bussuquara (VBSQ), Iguape (VIGU), Ilhéus (VILH) e Rocio (VROC), determinando relações filogenéticas com os demais integrantes do gênero Flavivirus. Foi realizado o seqüenciamento completo da região codificadora (ORF) e regiões não codificantes (RNC) 5’ e 3’; análise da estrutura secundária do RNA viral e das sequências conservadas da 3’RNC; determinação dos sítios de clivagem, glicosilação, resíduos Cis e motivos conservados na poliproteína; e as análises de similaridade e filogenética. Os genomas dos VBSQ, VIGU, VILH e VROC apresentaram a mesma organização que os demais flavivírus, medindo 10.815 nt, 10.922 nt, 10.775 nt, 10.794 nt, respectivamente. O padrão das sequências conservadas da 3’RNC do VBSQ foi RCS2-CS2-CS1, enquanto que para os VIGU, VILH e VROC foram CS3-RCS2-CS2-CS1. As características das estruturas secundárias do RNAs dos flavivírus em estudo foram similares aos demais flavivírus. O número dos sítios de glicosilação das proteínas PrM, E e NS1 foi distinto entre os flavivírus brasileiros, porém o padrão 6,12,12 dos resíduos de Cis e do sítios de clivagem permaneceram conservados. Na proteína E, alterações aminoacídicas pontuais foram observadas no peptídeo de fusão dos VBSQ, VIGU e VROC, e a sequência do tripepídeo RGD foi distinta para os quatro vírus em estudo. Os motivos determinantes das atividades de MTase-SAM da NS5, bem como da helicase e protease da NS3, permanecem conservados. Dentre os oito motivos da polimerase viral (NS5), somente os motivos V, VI e VII possuem alguma substituição nucleotídica para o VILH e VROC. As análises de similaridade mostram que VBSQ apresenta maior relação com VIGU enquanto que o VILH e VROC são mais relacionados entre si, porém sendo consideradas espécies virais distintas. Com base nas análises filogenéticas, características moleculares do genoma e biológicas, propõem-se a formação de três grupos genéticos: o grupo Rocio, que agrupa VROC e VILH; o grupo Bussuquara formado pelos VBSQ e Vírus naranjal e o grupo Aroa que inclui o Vírus Aroa e VIGU.

Avaliação do viés GC em plataformas de sequenciamento de nova geração

O surgimento das plataformas de sequenciamento de nova geração (NGS) proporcionou o aumento do volume de dados produzidos, tornando possível a obtenção de genomas completos. Apesar das vantagens alcançadas com estas plataformas, são observadas regiões de elevada ou baixa cobertura, em relação à média, associadas diretamente ao conteúdo GC. Este viés GC pode afetar análises genômicas e dificultar a montagem de genomas através da abordagem de novo, além de afetar as análises baseadas em referência. Além do que, as maneiras de avaliar o viés GC deve ser adequada para dados com diferentes perfis de relação/associação entre GC e cobertura, tais como linear e quadrático. Desta forma, este trabalho propõe o uso do Coeficiente de Correlação de Pearson (r) para analisar a correlação entre conteúdo GC e Cobertura, permitindo identificar aintensidade da correlação linear e detectar associações não-lineares, além de identificar a relação entre viés GC e as plataformas de sequenciamento. Os sinais positivos e negativos de r também permitem inferir relações diretamente proporcionais e inversamente proporcionais respectivamente. Utilizou-se dados da espécie Corynebacterium pseudotuberculosis, conhecido por serem genomas clonais obtidas através de diferentes tecnologias de sequenciamento para identificar se há relação do viés GC com as plataformas utilizadas.

Clonagem e expressão de fragmentos de anticorpos (scFV) contra o vírus da leucemia felina (FeLV) por phage display

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Scattered organization of the histone multigene family and transposable elements in Synbranchus

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Sistemática molecular de Utricularia L. (Lentibulariaceae)

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

Comunidade bacteriana em viveiros de aquicultura

Pós-graduação em Microbiologia Agropecuária - FCAV

The Buffalo Genome and the Application of Genomics in Animal Management and Improvement

The publication of the human genome sequence in 2001 was a major step forward in knowledge necessary to understand the variations between individuals. For farmed species, genomic sequence information will facilitate the selection of animals optimised to live, and be productive, in particular environments. The availability of cattle genome sequence has allowed the breeding industry to take the first steps towards predicting phenotypes from genotypes by estimating a genomic breeding value (gEBV) for bulls using genome-wide DNA markers. The sequencing of the buffalo genome and creation of a panel of DNA markers has created the opportunity to apply molecular selection approaches for this species.The genomes of several buffalo of different breeds were sequenced and aligned with the bovine genome, which facilitated the identification of millions of sequence variants in the buffalo genomes. Based on frequencies of variants within and among buffalo breeds, and their distribution across the genome compared with the bovine genome, 90,000 putative single nucleotide polymorphisms (SNP) were selected to create an Axiom (R) Buffalo Genotyping Array 90K. This SNP Chip was tested in buffalo populations from Italy and Brazil and found to have at least 75% high quality and polymorphic markers in these populations. The 90K SNP chip was then used to investigate the structure of buffalo populations, and to localise the variations having a major effect on milk production.

Development of a Loop-Mediated Isothermal Amplification Method for Detection of Histoplasma capsulatum DNA in Clinical Samples

Improved methods for the detection of Histoplasma capsulatum are needed in regions with limited resources in which the organism is endemic, where delayed diagnosis of progressive disseminated histoplasmosis (PDH) results in high mortality rates. We have investigated the use of a loop-mediated isothermal amplification (LAMP) assay to facilitate rapid inexpensive molecular diagnosis of this disease. Primers for LAMP were designed to amplify the Hcp100 locus of H. capsulatum. The sensitivity and limit of detection were evaluated using DNA extracted from 91 clinical isolates of known geographic subspecies, while the assay specificity was determined using DNA extracted from 50 other fungi and Mycobacterium tuberculosis. Urine specimens (n = 6) collected from HIV-positive individuals with culture- and antigen-proven histoplasmosis were evaluated using the LAMP assay. Specimens from healthy persons (n = 10) without evidence of histoplasmosis were used as assay controls. The Hcp100 LAMP assay was 100% sensitive and specific when tested with DNA extracted from culture isolates. The median limit of detection was <= 6 genomes (range, 1 to 300 genomes) for all except one geographic subspecies. The LAMP assay detected Hcp100 in 67% of antigen-positive urine specimens (4/6 specimens), and results were negative for Hcp100 in all healthy control urine specimens. We have shown that the Hcp100 LAMP assay is a rapid affordable assay that can be used to expedite culture confirmation of H. capsulatum in regions in which PDH is endemic. Further, our results indicate proof of the concept that the assay can be used to detect Histoplasma DNA in urine. Further evaluation of this assay using body fluid samples from a larger patient population is warranted.

Worldwide genetic variation at the 3 ' untranslated region of the HLA-G gene: balancing selection influencing genetic diversity

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Comparative analysis of tandem repeats from hundreds of species reveals unique insights into centromere evolution

Background: Centromeres are essential for chromosome segregation, yet their DNA sequences evolve rapidly. In most animals and plants that have been studied, centromeres contain megabase-scale arrays of tandem repeats. Despite their importance, very little is known about the degree to which centromere tandem repeats share common properties between different species across different phyla. We used bioinformatic methods to identify high-copy tandem repeats from 282 species using publicly available genomic sequence and our own data.Results: Our methods are compatible with all current sequencing technologies. Long Pacific Biosciences sequence reads allowed us to find tandem repeat monomers up to 1,419 bp. We assumed that the most abundant tandem repeat is the centromere DNA, which was true for most species whose centromeres have been previously characterized, suggesting this is a general property of genomes. High-copy centromere tandem repeats were found in almost all animal and plant genomes, but repeat monomers were highly variable in sequence composition and length. Furthermore, phylogenetic analysis of sequence homology showed little evidence of sequence conservation beyond approximately 50 million years of divergence. We find that despite an overall lack of sequence conservation, centromere tandem repeats from diverse species showed similar modes of evolution.Conclusions: While centromere position in most eukaryotes is epigenetically determined, our results indicate that tandem repeats are highly prevalent at centromeres of both animal and plant genomes. This suggests a functional role for such repeats, perhaps in promoting concerted evolution of centromere DNA across chromosomes.

Transmissable Dog Cancer Genome Reveals the Origin and History of an Ancient Cell Lineage

Canine transmissible venereal tumor (CTVT) is the oldest known somatic cell lineage. It is a transmissible cancer that propagates naturally in dogs. We sequenced the genomes of two CTVT tumors and found that CTVT has acquired 1.9 million somatic substitution mutations and bears evidence of exposure to ultraviolet light. CTVT is remarkably stable and lacks subclonal heterogeneity despite thousands of rearrangements, copy-number changes, and retrotransposon insertions. More than 10,000 genes carry nonsynonymous variants, and 646 genes have been lost. CTVT first arose in a dog with low genomic heterozygosity that may have lived about 11,000 years ago. The cancer spawned by this individual dispersed across continents about 500 years ago. Our results provide a genetic identikit of an ancient dog and demonstrate the robustness of mammalian somatic cells to survive for millennia despite a massive mutation burden.

Functional Morphology of the Crop and Proventriculus of Sitophilus zeamais (Coleoptera: Curculionidae)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)