Mapeamento genético e identificação de marcadores aflp, microssatélites genômicos e funcionais associados a parâmetros agroindustriais em cana-de-açúcar

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Resistência da soja à ferrugem asiática e ao oídio: herança de caracteres quali-quantitativos e mapeamento genético

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Mapeamento genómico de um gene de resistência ao míldio em Brassica oleracea L.

Tese dout., Biologia, Universidade do Algarve, 2006

A biotecnologia nos programas de melhoramento de forrageiras tropicais da Embrapa Gado de Corte.

Neste trabalho procurou-se apresentar e discutir, de forma ampla, o uso da biotecnologia e seu potencial para os programas de melhoramento de forrageiras tropicais realizados na Embrapa Gado de Corte. O uso da biotecnologia nesses programas é uma atividade recente, mas importantes resultados vêm sendo gerados a fim de auxiliar o processo de obtenção de novas cultivares forrageiras. A maioria dos trabalhos apresentados utiliza marcadores Random Amplification of Polymorphic DNA (RAPD) para aplicações em curto prazo: estudos de diversidade em acessos de bancos de germoplasma, identificação de híbridos e estimação da taxa de cruzamento. Aplicações em médio e longo prazos do uso de marcadores, como mapeamento genético e seleção auxiliada por marcadores moleculares (SAMM), ainda necessitam de maiores investimentos, tanto na busca de novos marcadores, quanto no desenvolvimento de populações adequadas para esses estudos. Em 2007, teve início uma nova linha de pesquisa nessa unidade, a prospecção de genes com características econômicas. Genes para a tolerância ao alumínio são o foco dessa pesquisa que pretende explorar a sintenia entre os genomas de gramíneas, visando ao desenvolvimento de cultivares de braquiária mais tolerantes ao alumínio. A Embrapa Gado de Corte vem investindo em pessoal e aquisição de equipamentos para avançar não só na produção de cultivares de forrageiras mais adaptadas às necessidades de um mercado cada vez mais exigente, como também no crescimento institucional do setor de biotecnologia.

Identificação de marcadores moleculares ligados a um gene mutado de resistência ao oídio (Erysiphe pisi Syd.) em ervilha (Pisum sativum L.)

Tese dout., Ciências Agrárias, Universidade do Algarve, 2006

Genetic parameters and mapping quantitative trait loci associated with tibia traits in broilers.

Abstract: Selection among broilers for performance traits is resulting in locomotion problems and bone disorders, once skeletal structure is not strong enough to support body weight in broilers with high growth rates. In this study, genetic parameters were estimated for body weight at 42 days of age (BW42), and tibia traits (length, width, and weight) in a population of broiler chickens. Quantitative trait loci (QTL) were identified for tibia traits to expand our knowledge of the genetic architecture of the broiler population. Genetic correlations ranged from 0.56 +/- 0.18 (between tibia length and BW42) to 0.89 +/- 0.06 (between tibia width and weight), suggesting that these traits are either controlled by pleiotropic genes or by genes that are in linkage disequilibrium. For QTL mapping, the genome was scanned with 127 microsatellites, representing a coverage of 2630 cM. Eight QTL were mapped on Gallus gallus chromosomes (GGA): GGA1, GGA4, GGA6, GGA13, and GGA24. The QTL regions for tibia length and weight were mapped on GGA1, between LEI0079 and MCW145 markers. The gene DACH1 is located in this region; this gene acts to form the apical ectodermal ridge, responsible for limb development. Body weight at 42 days of age was included in the model as a covariate for selection effect of bone traits. Two QTL were found for tibia weight on GGA2 and GGA4, and one for tibia width on GGA3. Information originating from these QTL will assist in the search for candidate genes for these bone traits in future studies.

Desenvolvimento e identificação de mirossatélites para pirarara - Phractocephalus hemioliopterus (Siluriformes, Pimelodidae): para análise de variabilidade genética

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Itinerários do bovarismo

According to Sérgio Buarque de Holanda, there is a “thinking addiction" in Brazil that disfigures reviews and creates disadvantages for a better understanding of the real changing of conditions in society. It is in Raízes do Brasil that this "reasoning addiction" is best defined as an "Invincible disenchantment from the view of our real conditions". This definition is supported by the bovarism theory - pouvoir qu`a l`homme de se concevoir autre qu’il n’est - theory formulated by Jules de Gaultier (1858-1942), French homme de lettres and who promoted Nietzsche in France - for this title, he is self intended as a philosopher, which extends the characterization of the individual drama of Flaubertian's character of Madame Bovary for the characterization of nations. Sérgio Buarque de Holanda is not the only author who uses this notion, before him, it was also in Paulo Prado and Lima Barreto and much after him in Celso Furtado and Paulo Eduardo Arantes, to keep with the best known authors. This article aims to show how bovarism is born, what it is meant in the French context of origin and how it acclimatized in Brazilian's intellectual experience, theoretically basing important diagnostics of our society. This is to conduct genetic mapping of a concept which is still strong in the horizon of the decisive clash between national projects that deal with Brazil's peripheral condition.

Análise da estrutura populacional e do desequilíbrio de ligação de um painel de acessos de sorgo: uma abordagem usando teoria da coalescência

A estrutura populacional e o desequilíbrio de ligação são dois processos fundamentais para estudos evolutivos e de mapeamento associativo. Tradicionalmente, ambos têm sido investigados por meio de métodos clássicos comumente utilizados. Tais métodos certamente forneceram grandes avanços no entendimento dos processos evolutivos das espécies. No entanto, em geral, nenhum deles utiliza uma visão genealógica de forma a considerar eventos genéticos ocorridos no passado, dificultando a compreensão dos padrões de variação observados no presente. Uma abordagem que possibilita a investigação retrospectiva com base no atual polimorfismo observado é a teoria da coalescência. Assim, o objetivo deste trabalho foi analisar, com base na teoria da coalescência, a estrutura populacional e o desequilíbrio de ligação de um painel mundial de acessos de sorgo (Sorghum bicolor). Para tanto, análises de mutação, migração com fluxo gênico e recombinação foram realizadas para cinco regiões genômicas relacionadas à altura de plantas e maturidade (Dw1, Dw2, Dw4, Ma1 e Ma3) e sete populações previamente selecionadas. Em geral, elevado fluxo gênico médio (Μ = m/μ = 41,78 − 52,07) foi observado entre as populações considerando cada região genômica e todas elas simultaneamente. Os padrões sugeriram intenso intercâmbio de acessos e história evolutiva específica para cada região genômica, mostrando a importância da análise individual dos locos. A quantidade média de migrantes por geração (Μ) não foi simétrica entre pares recíprocos de populações, de acordo com a análise individual e simultânea das regiões. Isso sugere que a forma pela qual as populações se relacionaram e continuam interagindo evolutivamente não é igual, mostrando que os métodos clássicos utilizados para investigar estrutura populacional podem ser insatisfatórios. Baixas taxas médias de recombinação (ρL = 2Ner = 0,030 − 0,246) foram observadas utilizando o modelo de recombinação constante ao longo da região. Baixas e altas taxas médias de recombinação (ρr = 2Ner = 0,060 − 3,395) foram estimadas utilizando o modelo de recombinação variável ao longo da região. Os métodos tradicional (r2) e via coalescência (E[r2 rhomap]) utilizados para a estimação do desequilíbrio de ligação mostraram resultados próximos para algumas regiões genômicas e populações. No entanto, o r2 sugeriu padrões descontínuos de desequilíbrio em várias ocasiões, dificultando o entendimento e a caracterização de possíveis blocos de associação. O método via coalescência (E[r2 rhomap]) forneceu resultados que pareceram ter sido mais consistentes, podendo ser uma estratégia eventualmente importante para um refinamento dos padrões não-aleatórios de associação. Os resultados aqui encontrados sugerem que o mapeamento genético a partir de um único pool gênico pode ser insuficiente para detectar associações causais importantes para características quantitativas em sorgo.

Genética e mapeamento molecular da resistência parcial à ferrugem da folha da aveia (Avena sativa L.)

A ferrugem da folha é a moléstia de maior importância econômica para a cultura da aveia e a resistência qualitativa, geralmente utilizada para o seu controle, apresenta pouca durabilidade. A utilização de resistência parcial, caracterizada pelo progresso lento da moléstia, tem sido reconhecida como alternativa para obtenção de genótipos com resistência mais durável. Os objetivos deste trabalho foram determinar o progresso da ferrugem, o controle genético da resistência, e identificar marcadores moleculares associados a essa resistência, em várias gerações e anos. Populações F2, F3, F4, F5 e F6 do cruzamento UFRGS7/UFRGS910906 (sucetível/parcialmente resistente) (1998, 1999 e 2000) e F2 do cruzamento UFRGS7/UFRGS922003 (1998), foram avaliadas a campo quanto à porcentagem de área foliar infectada, para determinar a área sob a curva do progresso da doença (ASCPD). Mapeamento molecular, com marcadores AFLP (amplified fragment length polymorphism), foi realizado em F2 e F6, do primeiro cruzamento, identificando marcadores associados à resistência quantitativa (“quantitative resistance loci” ou QRLs). Resultados de três anos evidenciaram alta influência do ambiente na expressão da resistência, apresentando, entretanto, variabilidade genética para resistência parcial nas populações segregantes. A distribuição de freqüências do caráter ASCPD nas linhas recombinantes F5 e F6 foi contínua, indicando a presença de vários genes de pequeno efeito em seu controle. Estimativas de herdabilidade variaram de moderada a alta. O mapa molecular F2 foi construído com 250 marcadores, em 37 grupos de ligação, e o mapa F6 com 86 marcadores em 17 grupos de ligação. Cinco QRLs foram identificados na F2 e três na F6. O QRL identificado na F6, pelo marcador PaaMtt340 apresentou consistência em dois ambientes.

Mapeamento de QTLs para tolerância ao frio e características de importância agronômica em arroz

A temperatura baixa é um estresse comum na cultura do arroz em regiões temperadas, portanto a tolerância ao frio é uma característica altamente desejável em genótipos brasileiros de arroz cultivados no sul do país, onde as temperaturas baixas prejudicam o estabelecimento da lavoura e diminuem o redimento de grãos. O mapeamento molecular é uma estratégia promissora para o estudo e compreensão de de características com controle complexo, tais como a tolerância ao frio em arroz. Com base nisso, os objetivos deste trabalho foram estudar a herança e herdabilidade das características de tolerância ao frio e das características de importância agronômica a serem maepadas, desenvolver um mapa molecular a partir da população segregante F2 proveniente do cruzamento IRGA 417 (Índica) x Quilla 66304 (Japônica) e identificar locos de características quantitativas (QTLs) para a tolerância ao frio no período de germinação e vegetativo e características agronômicas que diferenciam estas duas subespécies. Por fim, investigar a possibilidade de obter indivíduos recombinantes com caracteristicas agronômicas desejáveis e toleância ao frio em uma população F2 do cruzamento entre IRGA 417 x Quilla 66304. As análises das distrbuições de freqüências da geração F2 evidenciaram a dificuldade de estimar o número de genes que controlam as características analisadas, sendo que todas elas apresentam distribuição contínua e segregação transgressiva em relação aos genitores. O mapa foi construído com base em oito marcadores SSR e 42 marcadores do tipo AFLP com uma densidade média de marcador a cada 38,8 cM, sendo o comprimento total do mapa de 581,6 cM. Foram identificados cinco QTLs, sendo que um deles confere tolerância ao frio no período de germinação, e explica 15,9% da variação fenotípica deste caráteer. O outros quatro QTLs identificados foram para largura do grgão (21,3%), esterilidade de espiguetas (61,6%), estatura das plantas (34, 5%) e comprimento do grão (21,9%). A detecção de um QTL associado à tolerância ao frio no período de germinação, e outros QTLs associados à demais características a viabilidade deste tipo de análise. Entretanto, um mapa de ligação enriquecido é nceessário para permitir a detecção de outros QTLs associados às características estudadas. Plantas recombinantes com alto recrescimento de coleóptilo e outrras caracteristicas agronômicas desejáveis foram encontradas, o que evidencia o potencial da população proveniente de IRGA 417 x Quilla 66304 para o melhoramento da tolerância ao frio de genótipos de arroz adaptados ao Sul do Brasil.

Mapeamento de locos de características quantitativas associados a desempenho e carcaça nos cromossomos 11 e 13 de Gallus gallus

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

Estudo da organização e mapeamento cromossômico do elemento transponível Rex1 em espécies do gênero Astyanax Baird & Girard, 1854 (Characiformes: Characidae) provenientes de diferentes bacias hidrográficas

O gênero Astyanax apresenta uma extensa variabilidade em suas fórmulas cariotípicas, as quais acompanham sua diversidade biológica. Estes dados fazem com que a taxonomia do gênero ainda seja confusa, devido à grande plasticidade fenotípica existente entre as populações e a ausência de caracteres morfológicos confiáveis para sua correta identificação. Por outro lado, a análise das sequências e distribuição cromossômica do retrotransposon Rex1 revelou pouca variabilidade. As diferenças encontradas com relação às sequências deste retrotransposon mostram que as variações podem estar associadas à distribuição geográfica das espécies, visto que as espécies mais distantes geograficamente revelaram maiores diferenças em sua composição nucleotídica. A distribuição cromossômica desse elemento mostrou-se conservada entre as espécies do gênero, com marcações dispersas pelos genomas dos mesmos, contribuindo com a ideia de que esses elementos podem se acumular em regiões genômicas específicas dentro de cada grupo de peixes, sendo que esta tendência é maior para peixes do mesmo grupo e menor para grupos diferentes. Deste modo, a ampla distribuição de Rex1 observada nas espécies estudadas sugere que esse elemento pode ter sido incorporado há muito tempo nos genomas desses peixes, e que vem desempenhando um papel importante na evolução do grupo. Ainda assim, devido à grande diversidade encontrada no gênero, mais estudos podem contribuir tanto para o melhor entendimento da taxonomia de Astyanax, como da dinâmica evolutiva dos retrotransposons no gênero e em outros grupos de peixes

Mapeamento associativo para múltiplos ambientes e múltiplos locos, visando tolerância à seca em milho

A seca é um dos estresses abióticos mais importantes na cultura do milho, o qual ocasiona reduções significativas na produção de grãos. A arquitetura genética da tolerância à seca é complexa, fazendo-se necessária a melhor compreensão desse caráter. Estudos envolvendo mapeamento associativo são úteis por explorarem a variação genética de caracteres quantitativos e, adicionalmente, levam em conta informações acerca de genótipos, ambientes e interações genótipo por ambiente (G × E). Ao considerar efeitos de G × E em modelos de mapeamento associativo há possibilidade de identificar regiões no genoma associadas à condições e ambientes específicos. Este trabalho teve como objetivo detectar associações relacionadas à tolerância à seca em milho por meio de um modelo de mapeamento associativo para múltiplos ambientes e múltiplos locos, o qual permitiu distinguir associações com efeitos ambiente-específico daquelas com efeitos principais e de interação associação por ambiente (QEI). O painel associativo foi composto por 190 linhagens, classificadas de acordo com os grupos heteróticos quanto ao tipo de grão. Marcadores SNPs (∼500k) foram utilizados para a genotipagem do painel associativo. Duas linhagens (L228-3 e L3) foram usadas como testadores comuns e os híbridos obtidos foram avaliados em duas localidades (Janaúba-MG e Teresina-PI), dois anos agrícolas (2010 e 2011), sob duas condições de tratamento (irrigado e não irrigado). Ao total, consideraram-se seis caracteres: peso de grãos, intervalo de florescimento, florescimento feminino e masculino, altura de planta e de espiga. Consideraram-se dois grupos de mapeamento, agrupados de acordo com os testadores utilizados. SNPs foram úteis para testar associações ao longo do genoma do milho e investigar o relacionamento genético entre indivíduos. O modelo de mapeamento associativo, com inclusão de informações sobre interação G × E, detectou o total de 179 associações, e o maior número de associações foram relacionadas aos caracteres de florescimento. A maioria das associações (168) apresentaram QEI significativo, sendo que o tamanho e a magnitude desses efeitos distinguiram-se de acordo com o ambiente em avaliação. Apenas o caráter florescimento feminino não apresentou associações com efeitos estáveis ao longo dos ambientes em estudo. A detecção de algumas associações em posições próximas do genoma evidenciam possíveis efeitos de pleiotropia. Algumas associações foram co-localizadas em regiões do genoma do milho relacionadas à tolerância à seca, sendo que algumas dessas associações estavam envolvidas a fatores pertencentes à vias metabólicas de interesse. O presente estudo forneceu informações úteis para a compreensão da base genética da tolerância à seca em milho sob os ambientes específicos em avaliação.

Mapeamento cromossômico de DNAs repetitivos com fins biotecnológicos em peixes marinhos e interesse comercial - Rachycentridae e Lutjanidae

The Rachycentron canadum species, commonly known as beijupirá or cobia is the only representative of Rachycentridae family which has been increasingly used in marine fish farming, in intensive cultivation. As advantageous features it has easy adaptation, prolific behavior, early growth in captivity and high commercial value. Additionally, specie of Lutjanidae family (Lutjanus synagris, Lutjanus jocu, Lutjanus analis, Lutjanus alexandrei and Ocyurus chrysurus) represents an important fisheries resource in all areas of its occurrence. In Brazil, the commercial exploitation of Lutjanidae which begun in the 60's and 80's, already has showed a decline in catch volumes. This fact suggests that the snappers must have a conservative management. Despite the economic potential, little is known about the genetic and cytogenetic characteristics of these species, especially with respect to repetitive DNA analysis, which represents the major part of the eukaryotes genome, playing important evolutionary roles in the fish genome. Cytogenetic data is increasingly being used in population studies and biotechnological purposes in fishes. The cytogenetical analyzes were performed using classical methods such as Giemsa staining, C-banding and Ag-NORs, fluorochromes base-specific staining (DAPI and MM) and physical mapping of repetitive sequences among which, telomeric sequences, transposons (Tol2), retrotransposons (Rex1 and Rex3), repetitive DNA (microsatellites and Cot-1) and transcriptionally active regions of the 18S and 5S ribosomal genes and histone (H3 and H2BA) by in situ hybridization with fluorescent probes (FISH). The chromosomal patterns obtained contributed to the organization of repetitive sequences in the genome of the species, as well as karyotypical differentiation. Unusual patterns of histone sequences expansion depict the first occurrence in marine fishes. The obtained data provided subsides to the genetic knowledge of the important fisheries resource represented by the species here analyzed, seeking the marine pisciculture improvement.