Molecular genetic analysis of a cattle population to reconstitute the extinct Algarvia breed

Background: Decisions to initiate conservation programmes need to account for extant variability, diversity loss and cultural and economic aspects. Molecular markers were used to investigate if putative Algarvia animals could be identified for use as progenitors in a breeding programme to recover this nearly extinct breed. Methods: 46 individuals phenotypically representative of Algarvia cattle were genotyped for 27 microsatellite loci and compared with 11 Portuguese autochthonous and three imported breeds. Genetic distances and factorial correspondence analyses (FCA) were performed to investigate the relationship among Algarvia and related breeds. Assignment tests were done to identify representative individuals of the breed. Y chromosome and mtDNA analyses were used to further characterize Algarvia animals. Gene- and allelic-based conservation analyses were used to determine breed contributions to overall genetic diversity. Results: Genetic distance and FCA results confirmed the close relationship between Algarvia and southern Portuguese breeds. Assignment tests without breed information classified 17 Algarvia animals in this cluster with a high probability (q > 0.95). With breed information, 30 cows and three bulls were identified (q > 0.95) that could be used to reconstitute the Algarvia breed. Molecular and morphological results were concordant. These animals showed intermediate levels of genetic diversity (MNA = 6.0 ± 1.6, Rt = 5.7 ± 1.4, Ho = 0.63 ± 0.19 and He = 0.69 ± 0.10) relative to other Portuguese breeds. Evidence of inbreeding was also detected (Fis = 0.083, P < 0.001). The four Algarvia bulls had Y-haplotypes H6Y2 and H11Y2, common in Portuguese cattle. The mtDNA composition showed prevalence of T3 matrilines and presence of the African-derived T1a haplogroup. This analysis confirmed the genetic proximity of Algarvia and Garvonesa breeds (Fst = 0.028, P > 0.05). Algarvia cattle provide an intermediate contribution (CB = 6.18, CW = -0.06 and D1 = 0.50) to the overall gene diversity of Portuguese cattle. Algarvia and seven other autochthonous breeds made no contribution to the overall allelic diversity. Conclusions: Molecular analyses complemented previous morphological findings to identify 33 animals that can be considered remnants of the Algarvia breed. Results of genetic diversity and conservation analyses provide objective information to establish a management program to reconstitute the Algarvia breed.

Molecular evidence from Ciona intestinalis for the evolutionary origin of vertebrate sensory placodes

Cranial sensory placodes are focused areas of the head ectoderm of vertebrates that contribute to the development of the cranial sense organs and their associated ganglia. Placodes have long been considered a key character of vertebrates, and their evolution is proposed to have been essential for the evolution of an active predatory lifestyle by early vertebrates. Despite their importance for understanding vertebrate origins, the evolutionary origin of placodes has remained obscure. Here, we use a panel of molecular markers from the Six, Eya, Pax, Dach, FoxI, COE and POUIV gene families to examine the tunicate Ciona intestinalis for evidence of structures homologous to vertebrate placodes. Our results identify two domains of Ciona ectoderm that are marked by the genetic cascade that regulates vertebrate placode formation. The first is just anterior to the brain, and we suggest this territory is equivalent to the olfactoty/adenohypophyseal placodes of vertebrates. The second is a bilateral domain adjacent to the posterior brain and includes cells fated to form the atrium and atrial siphon of adult Ciona. We show this bares most similarity to placodes fated to form the vertebrate acoustico-lateralis system. We interpret these data as support for the hypothesis that sensory placodes did not arise de novo in vertebrates, but evolved froth pre-existing specialised areas of ectoderm that contributed to sensory organs in the common ancestor of vertebrate and tunicates. Published by Elsevier Inc.

New molecular variants of hypothalamus-pituitary-gonad axis genes and their association with early puberty phenotype in Bos taurus indicus (Nellore)

Endocrine system plays a major role in the control of reproductive functions which are regulated by the hypothalamus-pituitary-gonad axis and its interactions. FSH and LH receptor genes are expressed at the gonads and GnRH receptor gene is expressed at the anterior pituitary gland. Misense mutations of the FSH, LH or GnRH receptors, activating or inactivating their functions in mammals, are potentially useful to allow the understanding of the role of this group of gonadotropins in reproductive phenotypes as early puberty and birth interval length. In the present study, polymorphisms in bovine exon 11 and 3`UTR of LHR, exon 10 and 3`UTR of FSHR and GnRHR genes were characterized with some of them resulting in changes in the aminoacidic chain. These polymorphic sites were found in a Bos taurus indicus (Nellore) female population by means of PCR-SSCP and DNA sequencing. Association between nucleotidic/aminoacidic changes and early puberty were determined by Chi-square analysis. It was found association between FSHR 3`UTR polymorphisms at position 2181, 2248 and 2249 bp and early puberty phenotype (p < 0.05). The presence of these new molecular markers might be considered in further studies to validate its correlation with early puberty or other reproduction associated phenotypes in cattle breeds. (C) 2007 Published by Elsevier B.V.

Chloroplast microsatellite markers for the Neotropical orchid genus Epidendrum, and cross-amplification in other Laeliinae species (Orchidaceae)

One of the most significant challenges confronting orchid researchers is the lack of specific molecular markers, mainly for species in the Neotropics. Here we report the first set of specific chloroplast microsatellite primers (cpSSR) developed for Neotropical orchids. In total, nine polymorphic cpSSR loci were isolated and characterized in four species occurring in the Brazilian Atlantic Rainforest: Epidendrum cinnabarinum, E. denticulatum, E. fulgens and E. puniceoluteum. Levels of intraspecific polymorphism were characterized using two populations for each species, with 13-20 individuals each. Allele numbers varied from two to three per locus, while the number of haplotypes ranged from three to six per species. Extensive differentiation among the taxa was detected. All markers were successfully cross-amplified in eight other different genera. These cpSSRs markers will enable novel insights into the evolution of this important Neotropical genus.

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.

Morphologic and molecular characterization of Myrciaria spp species

A jabuticabeira é considerada uma das fruteiras mais típicas do Brasil. Entretanto, há poucos estudos sobre esta planta na literatura, e mesmo sua classificação botânica é muito controvertida. Este trabalho faz comparações entre as espécies de jabuticabeiras, usando as técnicas de marcadores morfológicos (organografia) e moleculares RAPD. As características morfológicas das plantas, usadas como marcadores morfológicos, foram comparadas com espécimes presentes nos herbários dos Estados de São Paulo e Minas Gerais e com as descrições obtidas em revisão de literatura especializada. As diferenças moleculares entre as espécies foram determinadas por meio do uso de marcadores RAPD. O experimento foi realizado nas cidades de Piracicaba, Jaboticabal e Ituverava do Estado de São Paulo, Brasil. Diferenças morfológicas e moleculares entre as plantas estudadas foram identificadas, e quatro grupos distintos de espécies foram definidos: Myrciaria cauliflora (Mart.) O. Berg, M. coronata Mattos, M. jaboticaba (Vell.) O. Berg. e M. phytrantha (Kiaersk.) Mattos. A técnica de marcadores moleculares, aliada à técnica de marcadores morfológicos, mostrou ser uma ferramenta importante na identificação de espécies de jabuticabeiras.

Caracterização molecular através da técnica fAFLP de isolados de Diaporthe citri

A citricultura é um mercado em expansão, principalmente no Estado de São Paulo, cuja importância na balança comercial já é reconhecida. Como em qualquer espécie cultivada, o crescimento das áreas de cultivo favorecem também o crescimento de problemas fitossanitários. Desta forma, as espécies de citros são afetadas por diversas doenças destacando-se entre elas a melanose, causada por Diaporthe citri (Wolf.), à qual a grande maioria das variedades comerciais são suscetíveis. O conhecimento da diversidade intra-específica é de grande importância, já que esta poderá auxiliar na seleção de variedades com resistência. O objetivo deste trabalho foi avaliar a variabilidade genética em isolados de Diaporthe citri, originários de diferentes locais, variedades e partes da planta, utilizando marcadores moleculares. Marcadores do tipo AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism) foram utilizados para caracterização de dez isolados do patógeno. Os DNAs genômicos extraídos da massa micelial foram utilizados nas reações de amplificação. A técnica fluorescent AFLP permitiu a distinção dos isolados estudados, tendo sido classificados em quatro grupos distintos. Contudo, estes grupos não foram formados em razão da região geográfica, parte da planta ou variedade.

Caracterização molecular e diversidade genética de diferentes variedades de abacate por marcadores microssatélites

Pertencente à família Lauraceae, o abacateiro compreende três raças hortícolas: antilhana, guatemalense e mexicana. Os marcadores moleculares são uma ferramenta rápida e eficaz para estudos genômicos, uma vez que detectam o polimorfismo diretamente ao nível do DNA e não sofrem qualquer tipo de influência ambiental. Com base nesse polimorfismo, é possível fazer inferências sobre as relações entre o genótipo e o fenótipo dos indivíduos, o que, em última análise, permite aumentar a eficiência dos programas de melhoramento. Diante o exposto, o objetivo foi investigar a diversidade genética entre sete variedades de abacate a partir de 5 lócus de marcadores moleculares microssatélites (SSR). Nas amostras de abacateiros avaliadas, encontrou-se um total de 18 alelos, com uma média de 3,6 alelos por lócus. O dendrograma gerado a partir de análise de agrupamento UPGMA agrupou, separadamente do resto dos genótipos, a cultivar Geada da raça Antilhana, possivelmente por esta variedade ser uma raça pura, e o restante foi agrupado em dois grandes grupos das raças, a Guatemalense e a Mexicana. Os genótipos das sete variedades de abacate apresentam diversidade genética nos cinco lócus de marcadores moleculares microssatélites (SSR) avaliados, o que indica que são materiais promissores para utilização em futuros programas de melhoramento.

Utilização de marcador molecular SCAR na identificação de Fusarium subglutinans, agente causal da malformação da mangueira

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

Genetic variations among passion fruit species using rapd markers

Foram avaliadas as variações genéticas através de marcadores moleculares RAPD, as seguintes espécies de maracujá: Passiflora amethystina, P. caerulea, P. cincinnata, P. coccinea, P. serrato digitata, P. foetida, P. maliformis, P. alata, P. giberti, P. laurifolia, P. macrocarpa, P. nitida, P. setacea, P. suberosa, P. ligularis, P. capsularis, P. edulis Sims e sua variedade botânica P. edulis Sims f. flavicarpa Deg. Neste estudo, a análise dos produtos da amplificação ao acaso do DNA polimórfico (RAPD) foi usada para estimar a diversidade genética e as relações taxonômicas entre as espécies. Foram utilizados 21 primers, que produziram um total de 270 bandas polimórficas. Verificou-se que as espécies de Passiflora apresentaram uma média de similaridade de 17,3%, e entre Passiflora edulis Sims e Passiflora edulis Sims f. flavicarpa, de 34,35%. Pode-se perceber que o valor de similaridade dentro da espécie edulis é baixo, ilustrando a grande variação entre a forma amarela e a roxa de Passiflora edulis.

Genetic diversity analysis in the section Caulorrhizae (genus Arachis) using microsatellite markers

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

Assessment of GH1, CAPN1 and CAST polymorphisms as markers of carcass and meat traits in Bos indicus and Bos taurus-Bos indicus cross beef cattle

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

Characterization and transferability of microsatellite markers of the cultivated peanut (Arachis hypogaea)

Background: the genus Arachis includes Arachis hypogaea (cultivated peanut) and wild species that are used in peanut breeding or as forage. Molecular markers have been employed in several studies of this genus, but microsatellite markers have only been used in few investigations. Microsatellites are very informative and are useful to assess genetic variability, analyze mating systems and in genetic mapping. The objectives of this study were to develop A. hypogaea microsatellite loci and to evaluate the transferability of these markers to other Arachis species.Results: Thirteen loci were isolated and characterized using 16 accessions of A. hypogaea. The level of variation found in A. hypogaea using microsatellites was higher than with other markers. Cross-transferability of the markers was also high. Sequencing of the fragments amplified using the primer pair AhII from 17 wild Arachis species showed that almost all wild species had similar repeated sequence to the one observed in A. hypogaea. Sequence data suggested that there is no correlation between taxonomic relationship of a wild species to A. hypogaea and the number of repeats found in its microsatellite loci.Conclusion: These results show that microsatellite primer pairs from A. hypogaea have multiple uses. A higher level of variation among A. hypogaea accessions can be detected using microsatellite markers in comparison to other markers, such as RFLP, RAPD and AFLP. The microsatellite primers of A. hypogaea showed a very high rate of transferability to other species of the genus. These primer pairs provide important tools to evaluate the genetic variability and to assess the mating system in Arachis species.

Novel polymorphic microsatellite markers in section Caulorrhizae (Arachis, Fabaceae)

This work reports the characterization of 11 polymorphic microsatellite loci in section Caulorrhizae. The primer pairs were designed from Arachis pintoi and showed full transferability to Arachis repens species. These new markers were used to evaluate the genetic diversity in germplasm (accessions and cultivars) of section Caulorrhizae. This new set of markers detected greater gene diversity than morphological and molecular markers such as AFLP (amplified fragment length polymorphism) and RAPD (rapid analysis of polymorphic DNA) previously used in this germplasm.

Isolation and characterization of microsatellite markers for Cascaria sylvestris Sw. (Salicaceae), a neotropical medicinal tree

Casearia sylvestris Sw. is a widespread neotropical tree utilized in popular medicine. Recent research ranked Casearia as one of the most promising genus in the search of drugs against cancer. Despite its wide distribution and pharmacological importance, no microsatellite markers have yet been developed for this genus. In this study, we provide 10 polymorphic microsatellite loci specifically designed for C. sylvestris, used to analyse 90 individuals distributed in two populations from São Paulo state, Brazil. on average, 12.3 alleles per locus were identified, showing the ability of the markers to detect microsatellite polymorphism in this species.