Covariance structure in the skull of Catarrhini: a case of pattern stasis and magnitude evolution

The study of the genetic variance/covariance matrix (G-matrix) is a recent and fruitful approach in evolutionary biology, providing a window of investigating for the evolution of complex characters. Although G-matrix studies were originally conducted for microevolutionary timescales, they could be extrapolated to macroevolution as long as the G-matrix remains relatively constant, or proportional, along the period of interest. A promising approach to investigating the constancy of G-matrices is to compare their phenotypic counterparts (P-matrices) in a large group of related species; if significant similarity is found among several taxa, it is very likely that the underlying G-matrices are also equivalent. Here we study the similarity of covariance and correlation structure in a broad sample of Old World monkeys and apes (Catarrhini). We made phylogenetically structured comparisons of correlation and covariance matrices derived from 39 skull traits, ranging from between species to the superfamily level. We also compared the overall magnitude of integration between skull traits (r(2)) for all Catarrhim genera. Our results show that P-matrices were not strictly constant among catarrhines, but the amount of divergence observed among taxa was generally low. There was significant and positive correlation between the amount of divergence in correlation and covariance patterns among the 30 genera and their phylogenetic distances derived from a recently proposed phylogenetic hypothesis. Our data demonstrate that the P-matrices remained relatively similar along the evolutionary history of catarrhines, and comparisons with the G-matrix available for a New World monkey genus (Saguinus) suggests that the same holds for all anthropoids. The magnitude of integration, in contrast, varied considerably among genera, indicating that evolution of the magnitude, rather than the pattern of inter-trait correlations, might have played an important role in the diversification of the catarrhine skull. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

The Evolution of Modularity in the Mammalian Skull I: Morphological Integration Patterns and Magnitudes

Morphological integration refers to the modular structuring of inter-trait relationships in an organism, which could bias the direction and rate of morphological change, either constraining or facilitating evolution along certain dimensions of the morphospace. Therefore, the description of patterns and magnitudes of morphological integration and the analysis of their evolutionary consequences are central to understand the evolution of complex traits. Here we analyze morphological integration in the skull of several mammalian orders, addressing the following questions: are there common patterns of inter-trait relationships? Are these patterns compatible with hypotheses based on shared development and function? Do morphological integration patterns and magnitudes vary in the same way across groups? We digitized more than 3,500 specimens spanning 15 mammalian orders, estimated the correspondent pooled within-group correlation and variance/covariance matrices for 35 skull traits and compared those matrices among the orders. We also compared observed patterns of integration to theoretical expectations based on common development and function. Our results point to a largely shared pattern of inter-trait correlations, implying that mammalian skull diversity has been produced upon a common covariance structure that remained similar for at least 65 million years. Comparisons with a rodent genetic variance/covariance matrix suggest that this broad similarity extends also to the genetic factors underlying phenotypic variation. In contrast to the relative constancy of inter-trait correlation/covariance patterns, magnitudes varied markedly across groups. Several morphological modules hypothesized from shared development and function were detected in the mammalian taxa studied. Our data provide evidence that mammalian skull evolution can be viewed as a history of inter-module parcellation, with the modules themselves being more clearly marked in those lineages with lower overall magnitude of integration. The implication of these findings is that the main evolutionary trend in the mammalian skull was one of decreasing the constraints to evolution by promoting a more modular architecture.

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.

Avaliação dos parâmetros genéticos em progênies de meio-irmãos de uma sub-população de milho composto Flint para resistência à lagarta-da-espiga Helicoverpa zea (Bod.)

Foram estudadas 100 progênies de meio-irmãos de uma sub-população de milho (Zea mays L.) Composto Flint com o objetivo de avaliar a resistência de genótipos à lagarta-da-espiga Helicoverpa zea (Bod.). Foram obtidos os valores de danos médios da lagarta-da-espiga de 1,14 cm de comprimento na espiga determinado pela escala de Widstrom e coeficiente de variação experimental (CVE) de 23,4%. Dos parâmetros genéticos avaliados, a estimativa de herdabilidade (h²) foi de 6%, variância genética (VG) de 0,0015 cm² e variância fenotípica (VF) de 0,025 cm² para danos de H. zea. No entanto, o comprimento da ponta da bráctea e compactação da bráctea alcançaram resultados de herdabilidade de 75% e 72% respectivamente. Essa sub-população de milho apresenta variabilidade genética suficiente para utilização em programas de melhoramento, sendo que a resistência à lagarta-da-espiga pode ser obtida através da melhoria dos caracteres morfológicos diretamente relacionados à praga, como a compactação e comprimento da bráctea.

Componentes da variância em caracteres agronômicos de acerola

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

Análise de vizinhança na avaliação de genótipos de cana-de-açúcar

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Heritability estimation in early generations of two-way crosses in soybean

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

Eficiência reprodutiva e produtiva em rebanhos leiteiros comerciais monitorados por sistema informatizado

O estudo foi conduzido com os objetivos de analisar o desempenho produtivo e algumas medidas de eficiência reprodutiva de 1877 vacas provenientes de quatro grupos genéticos Holandês ¾ Zebu e estimar os parâmetros genéticos pertinentes. Os animais pertenciam a três rebanhos comerciais que foram monitorados pelo Sistema Computacional de Informação DAISY (The Dairy Information System), durante período de 1989 a 1998. Para consistência dos dados, formação dos arquivos e análises preliminares foram usados os procedimentos disponíveis no SAS (Statistical Analysis System), enquanto os componentes de (co)variância foram estimados pelo método de máxima verossimilhança restrita livre de derivada (MTDFREML), sob um modelo animal. Os efeitos de grupo genético e ano do parto foram significativos sobre a idade da vaca ao primeiro parto (IPC), intervalo parto - primeiro serviço (PP1S), duração da lactação(DL), produção total de leite (PT) e produção de leite por dia de intervalo de parto (PLIEP). As estimativas de herdabilidade (h²) para as características reprodutivas ficaram próximas de zero, evidenciando grande dependência do manejo oferecido aos rebanhos, enquanto o valor de 0,28 para a h² da PT mostrou variância genética aditiva média. A correlação genética entre PT e DL de 0,81 pode ser considerada de alta magnitude.

Efeitos genéticos e não-genéticos sobre o intervalo de parto em fêmeas suínas no Sudeste do Brasil

The effect of environmental and genetic effects on the farrowing interval in Dalland (C-40) sows in the Southeast of Brazil was studied. Data consisting of 1,013 farrowing intervals recorded in two herds were analyzed, using a model that included the sire and the dam as random effects and the year of farrowing, the herd and the farrowing season as fixed effects, plus the covariables sow's age at farrowing, litter size at birth, lactation length and weaning-estrus interval. For the farrowing interval first only, variance components were estimated by REML, with an animal model that included, as fixed effect, a contemporary group and, as random effects, the additive genetic variance and the error. The mean farrowing interval was 140.9+5.7 days, with a 4.0% coefficient of variation. Variance analysis showed no effect of either year, season of farrowing or herd on the farrowing interval. The sire effect was not important for the farrowing interval, but the dam represented an important source of variation. The total number of piglets born and the sow's age at farrowing had no influence on the farrowing interval. The length of lactation exerted an influence on the farrowing interval, accounting for 19.4% of the total variation of this trait. Likewise, the linear regression of the weaning-estrus interval in relation to the farrowing interval was highly significant, accounting for 51.7% of the total variation. The heritability estimate was 0.00, suggesting that no genetic gain can be obtained by selection for a shorter farrowing interval.

Estimação de parâmetros genéticos para peso do nascimento aos 550 dias de idade para animais da raça Tabapuã utilizando-se modelos de regressão aleatória

Foram utilizados 21.762 registros de peso do nascimento aos 550 dias de idade de 4.221 animais para estimativa das funções de covariância empregando modelos de regressão aleatória. Os modelos incluíram, como aleatórios, os efeitos genéticos aditivo direto e materno, de ambiente permanente de animal e de ambiente permanente materno e, como fixos, os efeitos de grupo contemporâneo, a idade da vaca ao parto (linear e quadrático) e o polinômio ortogonal de Legendre da idade do animal (regressão cúbica), como covariáveis. As variâncias residuais foram modeladas por uma função de variâncias com ordens de 2 a 6. Análises com polinômios ortogonais de diversas ordens foram realizadas para os efeitos genético aditivo direto, genético aditivo materno, de ambiente permanente de animal e de ambiente permanente materno. Os modelos foram comparados pelos critérios de informação Bayesiano de Schwarz (BIC) e Akaike (AIC). O melhor modelo indicado por todos os critérios foi o que considerou o efeito genético aditivo direto ajustado por um polinômio cúbico, o efeito genético materno ajustado por um polinômio quadrático, o efeito de ambiente permanente de animal ajustado por polinômio quártico e o efeito de ambiente permanente materno ajustado por polinômio linear. As estimativas de herdabilidade para o efeito direto foram maiores no início e no final do período estudado, com valores de 0,28 ao nascimento, 0,21 aos 240 dias e 0,24 aos 550 dias de idade. As estimativas de herdabilidade materna foram maiores aos 160 dias de idade (0,10) que nas demais fases do crescimento. As correlações genéticas variaram de moderadas a altas, diminuindo conforme o aumento da distância entre as idades. Maior eficiência na seleção para peso pode ser obtida considerando os pesos pós-desmama, período em que as estimativas de variância genética e herdabilidade foram superiores.

Avaliação de fatores de ambiente e estimativas de parâmetros genéticos para a característica dias para o parto na raça Nelore

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

Estimação de parâmetros genéticos em caprinos leiteiros por meio de análise de regressão aleatória utilizando-se a Amostragem de Gibbs

Modelos de regressão aleatória foram utilizados neste estudo para estimar parâmetros genéticos da produção de leite no dia do controle (PLDC) em caprinos leiteiros da raça Alpina, por meio da metodologia Bayesiana. As estimativas geradas foram comparadas às obtidas com análise de regressão aleatória, utilizando-se o REML. As herdabilidades encontradas pela análise Bayesiana variaram de 0,18 a 0,37, enquanto, pelo REML, variaram de 0,09 a 0,32. As correlações genéticas entre dias de controle próximos se aproximaram da unidade, decrescendo gradualmente conforme a distância entre os dias de controle aumentou. Os resultados obtidos indicam que: a estrutura de covariâncias da PLDC em caprinos ao longo da lactação pode ser modelada adequadamente por meio da regressão aleatória; a predição de ganhos genéticos e a seleção de animais geneticamente superiores é viável ao longo de toda a trajetória da lactação; os resultados gerados pelas análises de regressão aleatória utilizando-se a Amostragem de Gibbs e o REML foram semelhantes, embora as estimativas das variâncias genéticas e das herdabilidades tenham sido levemente superiores na análise Bayesiana, utilizando-se a Amostragem de Gibbs.

Heterogeneidade de variâncias na avaliação genética de búfalas no Brasil

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Quantitative variation in the tropical maize population, ESALQ-PB1

A boa produtividade e os valores intermediários para altura da planta e altura da espiga caracterizam a população de milho ESALQ-PB1 como agronomicamente promissora. São relatadas estimativas de parâmetros para 13 caracteres: altura da planta (PH), altura da espiga (EH), posição relativa da espiga (EP), comprimento do pendão (TL), peso do pendão (TW), número de ramificações do pendão (TB), peso de espigas (EW), peso de grãos (GW), comprimento da espiga (EL), diâmetro da espiga (ED), número de fileiras de grãos (RN), número de grãos por fileira (KR) e prolificidade (PR). Os resultados se referem a um único ambiente (um local e um ano). Foi detectada variação genética para todos os caracteres, e são apresentadas estimativas da variância genética aditiva. Os coeficientes de herdabilidade (indivíduos) variaram de 0,14 a 0,72 e foram considerados altos para PH, EH e TB; intermediários para EP, TL, TW, EL e ED, e baixos para EW, GW, KR e PR. O coeficiente de herdabilidade para médias de progênies mostrou aproximadamente a mesma tendência, variando de 0,40 a 0,75. O maior ganho esperado por seleção foi para TB (27% por ciclo) sob seleção massal e para TW (16,4%) por seleção entre progênies; o menor ganho esperado foi para ED, tanto por seleção massal (1,9%) como por seleção entre progênies (2,9%). Coeficientes de correlação aditiva (rA) 0.5

Diretrizes para conservação da espécie Mimosa Caesalpiniifolia Benth., Macaíba-RN

About 40% of the earth is occupied by tropical and subtropical forests, including 42% of dry forests, where there is Caatinga Bioma, contemplating tree forests and shrubs, with xerophytic characteristics. Study and conservations of Caatinga biologic diversity is one of the greatest challenges of Brazilian science because those are, proportionally, the less studied among natural areas, with most of the scientific effort centered in very few points around the main cities in the area and also because it is the less protected natural Brazilian area. The environmental degradation is constantly increasing and has its rhythm accelerated by the men appropriation to meet or not their own needs. Therefore, species conservation should be based in three principles: the use of natural resources by present generation, waste prevention and use of the natural resources to benefit the majority of the citizens. Among the strategies to species conservation, we can mention the ex situ conservation , in which the conservation of genetic resources may be realized outside of the natural environment in which the species occur, and in situ conservation , or, in other words, in the places where the species occur. In ex situ conservation, the germplasm collections are maintained in the field and/or in laboratories (conservation chambers), and this mainly conserves intraspecific diversity (genetic variance), the ex situ collections are continuously enriched by collection activities, introduction and germplasm interchange; the in situ conservation preserving ecosystems and habitats, maintaining and recovering native population of species of interest. So, the objective of this paper is the search for strategies to the conservation of Mimosa caesalpiniifolia B. (sabiá) using instruments of environmental perception and plant biotechnology, as mechanisms of in situ and ex situ conservation. To environmental perception, were realized open, semi-structured and qualitative interviews. The questions included socioeconomic data and knowledge of Sabiá specie. To plant biotechnology, Sabiá seed collection were realized in different location to formation of a germplasm bank. The specie micropropagation was made from nodal segment of plants from the matrizeiro. About the knowledge of rural populations and the use of Sabiá plant, some preferences occurred from speeches that the plant possesses a firm wood, not attacked by termites, legalized for exploration by the Brazilian environmental organ (IBAMA), and is a native specie. This research found the rural population has knowledge about Sabiá specie and the natural resources are exhausting. The proposal that the rural community brought was the donation of the Sabiá specie seeding initiating on the rain season, in which the seeding would be plated between the lots, in individual plantations. To the formation of a matrix bank, plant biothecnology brought answers favorable to Sabiá specie seeding, with the formation of multiple shoots