Isolamento e caracterização de marcadores de DNA associados ao sexo e segmentos de DNA repetitivo em espécies do gênero Brycon (Characidae, Bryconinae)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Identificação sexual da anta (Tapirus terrestris) por meio de marcadores de DNA

A identificação sexual de indivíduos é extremamente importante para planos de conservação de espécies ameaçadas, pois em muitas espécies, machos e fêmeas apresentam diferenças quanto ao uso de hábitat, estratégias comportamentais e sucesso reprodutivo. A diferença de comportamento entre machos e fêmeas em antas (Tapirus terrestris) ainda é pouco conhecida, mas estudos vem mostrando que esses animais podem apresentar diferentes comportamentos quanto à dispersão, uso de áreas e marcação de territórios por latrina. Antas compreendem animais de um antigo gênero de perissodáctilos, gênero Tapirus. Mesmo sendo a espécie deste gênero que possui a maior distribuição, que se estende por toda a América do sul cis-andina, as populações de T. terrestris vêm sendo reduzidas devido à destruição de seu habitat e à caça ilegal, sendo considerada, atualmente, uma espécie vulnerável segundo a IUCN. As antas desempenham um importante papel como dispersores de sementes, especialmente porque podem dispersar sementes maiores, em grande quantidade e a longas distâncias. Participam desse modo, da estrutura, manutenção e regeneração das florestas, sendo assim, seu declínio pode significar uma grande ameaça às espécies vegetais que produzem grandes frutos. Diante da dificuldade de realização de estudos por meio de técnicas tradicionais, análises genéticas não invasivas por meio de marcadores moleculares têm sido amplamente empregadas, utilizando-se amostras de DNA provenientes de fezes, urina e pêlo como fonte de DNA. A implementação de técnicas de obtenção de DNA a partir de amostras não-invasivas e o desenvolvimento de marcadores de DNA para identificação individual (microssatélites), tem possibilitado a geração de dados para estudos de censo populacional, os quais podem ser utilizados no desenvolvimento de planos de conservação...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)

Nuclear and mitochondrial DNA markers in traceability of retail beef samples

Several characteristics are important in a traceability system of animal products, such as age at slaughter, breed composition, besides information of the productive chain. In general, the certification agent records information about the animals and the system which it came from, although cannot guarantee that the slaughtering, meat processing and distribution are error proof. Besides, there is a differential price, at least at the international market, based on sex and breed composition of the animals. Genetic markers allow identification of characteristics controlled in the beef cattle traceability program, as sex and breed composition, in order to correctly identify and appraise the final product for the consumer. The hypothesis of this study was that the majority beef samples retailed in the local market originate from female with a great participation of zebu breeds. Therefore, the objective of this work was to characterize retail beef samples with DNA markers that identify cattle sex and breed composition. Within 10 beef shops localized in Pirassununga, SP, Brazil, 61 samples were collected, all were genotyped as harboring Bos taurus mitochondrial DNA and 18 were positive for the Y chromosome amplification (male). For the marker sat1711b-Msp I the frequency of the allele A was 0.278 and for the marker Lhr-Hha I the frequency of the allele T was 0.417. The results of sat1711b-Msp I and Lhr-Hha I allelic frequencies are suggestive that the proportion of indicus genome compared with the taurine genome in the market meat is smaller than the observed in the Nellore breed. The procedure described in this study identified sex and subspecies characteristics of beef meat samples, with potential application in meat products certification in special as an auxiliary tool in beef cattle traceability programs.

Dissimilaridade genética entre cultivares de mamoneira por meio de marcadores RAPD

O objetivo deste trabalho foi identificar cultivares geneticamente divergentes de mamoneira (Ricinus communis) com uso de marcadores RAPD. Um total de 58 iniciadores RAPD foi usado na genotipagem de 15 cultivares. A dissimilaridade genética entre as cultivares foi calculada a partir do índice de Jaccard, tendo-se utilizado o método da média aritmética não ponderada (UPGMA). Foram identificados 552 fragmentos, sendo 311 polimórficos (56,3%). As cultivares foram agrupadas em cinco grupos, evidência de que há divergência genética entre elas. Os marcadores moleculares do tipo RAPD são eficientes no estudo da dissimilaridade em mamoneira.

Uso de marcadores moleculares na análise da variabilidade genética em acerola (Malpighia emarginata D.C.)

A acerola (Malpighia emarginata) é uma frutífera tropical encontrada nativa na América Central e no Norte da América do Sul, sendo de grande importância econômica e social devido ao seu alto conteúdo de vitamina C (ácido ascórbico). Pomares de acerola têm sido preferencialmente estabelecidos por métodos de propagação vegetiva. No entanto, a propagação sexuada por sementes é igualmente utilizada e permite revelar um alto grau de polimorfismo na cultura, possibilitando a identificação de genótipos portadores de características de interesse agronômico. Vinte e quatro acessos de acerola, pertencentes ao Banco Ativo de Germoplasma da Universidade Estadual de Londrina, foram analisados, usando marcadores RAPD (Random amplified Polymorphic DNA) e obtidos com iniciadores (primers) de seqüência simples repetidas (SSRs). Um total de 164 e 73 marcadores foram obtidos com primers de RAPD e SSR, respectivamente. Os marcadores obtidos foram analisados, usando o método de agrupamentos UPGMA. A análise comparativa dos dendrogramas gerados com os primers de RAPD e com os primers SSR mostrou que, enquanto alguns acessos se associaram em grupos diferentes, outros apresentaram a mesma associação. Entretanto, maior polimorfismo entre acessos foi detectado com os primers de RAPD. A análise dos resultados revelou a alta variabilidade contida na coleção, permitindo associar o grau de similaridade genética, obtido por marcadores de DNA, com caracteres morfológicos compartilhados entre os acessos.

Inter-relações genéticas entre espécies do gênero Spondias com base em marcadores AFLP

O objetivo deste trabalho foi construir um fenograma de trinta indivíduos de seis espécies de Spondias, amostradas em três diferentes locais, baseado em 120 marcadores AFLP das combinações de primers EcoR1/Mse1 para esclarecer as inter-relações entre as espécies, subsidiar a exploração das espécies como porta-enxerto e fornecer informações genômicas dessas espécies. O fenograma UPGMA do coeficiente de Jaccard apresentou boa definição, com valor co-fenético de 0,925 e localização externa de dois "outgroups" das espécies Mangifera indica e Schinopsis brasiliensis da família Anacardeaceae. Todos os indivíduos de S. cytherea, S. tuberosa e S. purpurea foram agrupados dentro de cada espécie, independentemente do local de amostragem, enquanto quatro dos seis indivíduos de Spondias sp (umbu-cajá) e S. mombin foram agrupadas, e outros dois indivíduos foram posicionados fora dos agrupamentos dessas espécies. Os dois indivíduos de Spondias sp (umbuguela) não se posicionaram próximos no fenograma. A posição do umbu-cajá e da umbuguela (PE) entre umbuzeiro e cajazeira, e similaridades entre 50% e 60% sugerem que as mesmas possam ser híbridas entre as duas espécies. O fenograma sugeriu que S. cytherea foi a espécie mais divergente das estudadas.

Diversidade genética de Enterolobium contortisiliquum (Vell.) Morong. no Baixo Rio São Francisco, por meio de marcadores RAPD

Enterolobium contortisiliquum Vell. Morong (Leguminosae-Mimosoideae) é uma espécie muito utilizada em programas de recuperação de matas ciliares no Baixo Rio São Francisco, devido ao seu rápido crescimento inicial. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar, por meio de marcadores moleculares RAPD, a diversidade genética de oito indivíduos de uma população remanescente dessa espécie, visando contribuir para a definição de estratégias de coleta de sementes. Os indivíduos estão situados em uma área de 100 ha de mata ciliar do Baixo Rio São Francisco. Para a extração do DNA, pelo método CTAB 2%, foram utilizadas folhas tenras dos indivíduos. Testaram-se 20 oligonucleotídios de 10 bases de seqüência arbitrária, cujos produtos foram separados em gel de agarose 0,8%, submetidos à eletroforese horizontal, corados com brometo-de-etídio e visualizados em luz ultravioleta. A similaridade genética entre os indivíduos foi calculada pelo Coeficiente de Similaridade de Jaccard e a construção do dendrograma, realizada utilizando-se o método UPGMA. O valor médio de diversidade genética entre as matrizes foi de 49%, variando de 33 a 85%. Os indivíduos 6 e 7 apresentaram relativa proximidade genética (67%), não sendo indicado o plantio de suas mudas ou semeadura direta para recuperação de área ciliar em locais muito próximos. A partir dos resultados observados, podem-se desenvolver estratégias para a coleta de sementes e produção de mudas, auxiliando, assim, programas de restauração ambiental.

Estrutura genética de populações de melhoramento de Pinus caribaea var. Hondurensis por meio de marcadores microssatélites

O Pinus caribaea var. hondurensis Barret & Golfari tem elevada importância como espécie comercialmente plantada; aproximadamente 1,8 milhões de hectares estão ocupados por plantios desta espécie no Brasil. O trabalho teve como objetivo verificar por meio de marcadores microssatélites a variabilidade genética em Pinus caribaea var. hondurensis, bem como sua manutenção durante o processo de melhoramento genético, dentro de uma população- base de melhoramento, uma população de matrizes selecionadas e uma população melhorada F1. Para a realização das análises foi necessária a transferência de primers desenvolvidos para locos microssatélites de outras espécies do gênero. Dos 20 pares de primers testados, 8 foram transferidos para a espécie (RPS 25b, RPS 150, PSM 2, PR 4.6, PtTX 2037, PtTX 3029, RPTest 01 e RPTest 09). Verificou-se a existência de endogamia entre e dentro das populações estudadas, e o maior valor observado entre as populações foi F ST = 0,0213 (população base e F1). A heterozigosidade média observada e a heterozigosidade esperada na população-base foram, respectivamente, H0 = 0,2469 e He = 0,2489. A maior distância genética (D = 0,0119) foi observada entre as populações-base e a população melhorada F1. Através da distância genética entre as matrizes, foram indicados 10 cruzamentos potenciais entre as matrizes mais contrastantes, almejando a obtenção de vigor de híbrido nas progênies obtidas a partir destes cruzamentos.

Caracterização genética de avestruzes (Struthio camelus) usando marcadores RAPD

O objetivo deste trabalho foi avaliar a variabilidade genética de populações de avestruzes (Struthio camelus) por meio de marcadores RAPD (Polimorfismos de DNA amplificado ao acaso). Foram coletadas 121 amostras de indivíduos procedentes dos estados do Pará, Maranhão, Tocantins e Minas Gerais. O DNA genômico foi extraído a partir de sangue total. A triagem de iniciadores permitiu a seleção de 15 entre os 60 analisados que foram amplificados pelo método PCR. Os produtos da PCR foram visualizados em gel de agarose 1,5% e foi gerada uma matriz binária para os fragmentos amplificados com presença (1) e ausência (0) de banda. Para a verificação do número ótimo de bandas polimórficas foi realizada a análise de bootstrap por meio do software GQMOL. Para a análise dos dados foi utilizado o programa NTSYS-pc (Numerical Taxonomy and Multivariate Analysis Sistem), versão 2.02. A similaridade entre as amostras foi analisada através do coeficiente de Jaccard. Foi gerada uma matriz de distância cofenética, usando o módulo Sahncof, do programa NTSYS 2.2. Para realização da estruturação gênica o procedimento empregado foi a análise de variância molecular (AMOVA), processada no software Arlequin 2.0 (Schneider et al., 2000). Os 15 iniciadores geraram um total de 109 bandas polimórficas. A análise de bootstrap mostrou que a partir de 100 bandas o trabalho já se torna mais confiável, uma vez que a magnitude da correlação foi bem próxima do valor máximo (r=0,99), como também a soma de quadrados dos desvios (SQd) atingiu valor baixo 1,25 e o valor do estresse (E) foi de 0,05. Na análise entre pares de grupos, foi verificado que a maior e menor similaridade estão em torno, respectivamente, de 0,86 e 0,00. No que diz respeito à distribuição de freqüência das similaridades obtidas entre os 5.644 pares formados na matriz genética, pode-se verificar que 32,69 % dos pares ficaram incluídos nas classes com similaridades variando de 0,01 a 0,10. Nota-se que a maior porcentagem (85,59%) dos pares ficou distribuídos nas três primeiras classes das extremidades e que a minoria deles (14,41%) apresentou similaridades variando de 0,21 a 1,00. O teste de Mantel mostrou correlação de 0,81 e o dendrograma gerou 67 grupos delimitados pela Sm que foi de 0,49. A maior similaridade foi de 0,86 e a menor de 0,06. Os dados relativos à análise de variância molecular mostraram que a porcentagem de variação genética entre procedências foi baixa e significativa (24,03%, p < 0,0001), evidenciando que grande parte da variação encontra-se dentro das populações (75,97 %). Os marcadores RAPD foram eficientes na caracterização da similaridade genética.

Caracterização molecular de três espécies de Trachycephalus (Anura: Hylidae) : investigando potenciais híbridos interespecíficos

Animais híbridos representam um desafio à taxonomia e sistemática, pois correspondem a unidades evolutivas geralmente sem clara delimitação morfológica, comportamental e genética. Híbridos podem ser morfologicamente intermediários aos parentais ou, devido à introgressão e retrocruzamentos, suas características podem se misturar tornando difícil sua identificação. Uma das formas de identificação de híbridos é por meio de ferramentas de biologia molecular, que ao utilizarem marcadores de DNA mitocondrial (herança exclusiva materna) e DNA nuclear (herança materna e paterna), permitem a comparação entre informações genéticas. Além da hibridização existem outras fontes de conflito entre dados moleculares provenientes do DNA mitocondrial e DNA nuclear, como por exemplo a retenção de polimorfismos ancentrais. Em localidades do Espírito Santo, Brasil, foram coletados indivíduos de morfologia distinta de Trachycephalus mesophaeus e T. nigromaculatus, que são as únicas espécies do gênero conhecidas nesse estado. Porém, estudos piloto usando o gene mitocondrial Citocromo Oxidase subunidade I (COI) agruparam esses espécimes com amostras de T. typhonius. Devido a estas incongruências, foram sequenciados fragmentos de dois genes mitocondriais - COI e Nicotinamida Desidrogenase subunidade 2 (ND2) e um exon nuclear (tirosinase) de 173 indivíduos de Trachycephalus, de forma a esclarecer as identificações taxonômicas e investigar a correspondência entre caracteres morfológicos e genéticos nesta linhagem, na sua área de ocorrência As filogenias moleculares, divergências genéticas, redes de haplótipos e polimorfismos de nucleotídeos únicos (SNPs) confirmaram as três espécies acima mencionadas como linhagens evolutivas distintas e revelaram mais sete indivíduos potencialmente híbridos, mas morfologicamente assinalados a T. mesophaeus, T. nigromaculatus ou T. typhonius.. Devido à taxa de evolução lenta da tirosinase, as espécies mais recentes T. typhonius e T. nigromaculatus parecem não terem sido sorteadas completamente nesse gene. Já T. mesophaeus, que é a espécie mais antiga das três, foi recuperada inequivocamente em todas as análises. De forma inédita, as análises moleculares evidenciaram a ocorrência de introgressão bidirecional entre T. nigromaculatus e T. typhonius e entre T. nigromaculatus e T. mesophaeus, sendo que há indícios de indivíduos F1 (cruzamentos entre espécies parentais puras gerando híbridos). A utilização do gene ND2 mostrou-se mais eficiente do que o gene COI nas filogenias e, apesar da tirosinase ser um gene nuclear de evolução lenta, contribuiu para a identificação de incongruências citonucleares. Nossos resultados mostram que a história filogenética de Trachycephalus é complexa e que o uso de marcadores nucleares de evolução mais rápida e ampliação dessas análises para outras espécies do gênero podem revelar mais eventos de hibridização.

Engineering of fatty acid production and secretion in Saccharomyces cerevisiae

Tese de Doutoramento em Ciências - Especialidade em Biologia

Mapeamento de QTLs para reação ao oídio e mancha-angular do feijoeiro-comum em diferentes locais

Os objetivos deste trabalho foram mapear, em diferentes locais, marcadores RAPD ligados a QTLs (Quantitative Trait Loci) de reação do feijoeiro-comum ao oídio e à mancha-angular, avaliar a interação de QTLs por locais e comparar os métodos de mapeamento e regressão múltipla no processo de detecção de QTLs. Foram avaliadas 196 linhagens recombinantes, oriundas do cruzamento entre as cultivares Carioca e Flor de Mayo, em duas épocas de cultivo: época da seca, para mancha-angular, e inverno para oídio, nos anos de 1996, 1997 e 1998, em dois locais de Minas Gerais. Foram conduzidos sete experimentos de avaliação fenotípica utilizando o delineamento experimental em látice quadrado simples. Os resultados mostraram que a interação QTLs por locais foi significativa, mas foram identificados alguns QTLs com maior estabilidade. O método da regressão múltipla detectou maior número de marcadores ligados a QTLs do que o processo de mapeamento por intervalo composto; não houve concordância entre os resultados apresentados pelos dois métodos. Os marcadores que se mostraram mais estáveis e promissores para serem utilizados em programas de seleção assistida foram OPR02-832, OPD08-759 e OPN10-851 para reação a oídio; OPN02-436, e OPN07-1072 para reação à mancha-angular.

Variabilidade genética e sensibilidade de acessos de Pistia stratiotes ao herbicida glyphosate

A alface-d'água (Pistia stratiotes) é uma das principais entre as macrófitas aquáticas que causam problemas em corpos hídricos no Brasil e são consideradas como plantas daninhas. O presente trabalho foi realizado com os objetivos de conhecer melhor a variabilidade genética dessa macrófita e relacionar essa variabilidade com a resposta à aplicação do herbicida glyphosate. Para isso, foram coletados indivíduos em 12 corpos hídricos em diferentes cidades do território nacional (Americana, Cambaratiba, Curitiba, Itapura, Jaboticabal, Lagoa Santa, Piraí, Rio Grande, Rubinéia, Salto Grande, Santa Gertrudes e Três Lagoas). Os acessos foram caracterizados pelo uso de marcadores RAPD (DNA Polimórfico Amplificado ao Acaso), que permitiram, com o auxílio de iniciadores aleatórios, a caracterização dos locos polimórficos identificados por uma matriz de ausência e presença de bandas. Utilizando essa matriz, a análise de agrupamento permitiu nítida classificação dos acessos em três grupos com diferenças genéticas entre eles. Um ensaio de controle químico, com plantas mantidas em vasos plásticos (5 L) e pulverizadas com o herbicida glyphosate nas concentrações de 0,0, 0,6, 1,2, 1,8 e 2,4 kg ha-1, identificou, utilizando avaliações aos 7, 14 e 21 dias após aplicação, que as duas maiores doses promoveram melhor efeito herbicida. Foi verificado também que os acessos de Curitiba e Cambaratiba apresentaram menor suscetibilidade ao herbicida glyphosate. Não houve correspondência entre a estrutura de grupos dos acessos pela análise multivariada de agrupamento com a técnica RAPD e a suscetibilidade da alface-d'água ao glyphosate.

Estudos genéticos em milho sobre o caráter tolerância no encharcamento do solo

A introdução de culturas de sequeiro em solos de várzea é importante para o desenvolvimento da região sul do Brasil, uma vez que estas áreas estão sub aproveitadas com a cultura de arroz irrigado e a pecuária extensiva. O milho é uma alternativa para o melhor aproveitamento destas terras, logo o desenvolvimento de genótipos tolerantes ao encharcamento do solo é fundamental para viabilizar esta exploração. Neste sentido, os objetivos deste trabalho foram estudar a genética da tolerância ao encharcamento e identificar marcadores de DNA associados a esse caráter. O trabalho foi conduzido em casa de vegetação, sendo analisados genitores, híbridos F1 e populações segregantes provenientes de cruzamentos entre linhagens tolerantes e sensíveis ao encharcamento do solo. A análise molecular, através de marcadores de microssatélites, foi realizada com uma população F3, resultante do cruzamento entre os genótipos mais contrastantes para a tolerância ao encharcamento. A seleção dos marcadores obedeceu ao critério de amostrar todos os cromossomos, com preferência aos que estivessem ligados a genes pertencentes a rotas metabólicas envolvidas com a glicólise e a fermentação. Os genitores demonstraram a existência de variabilidade genética para os caracteres matéria seca de parte aérea (MSP) e matéria seca de raiz (MSR), sendo que os coeficientes de herdabilidades estimados foram elevados. Ambos os caracteres revelaram complexidade quanto ao número de genes envolvidos, onde a análise de QTL indicou a presença de pelo menos três locos envolvidos na manifestação da tolerância ao encharcamento. A ação gênica predominante foi a de dominância e o efeito materno foi pronunciado. Três marcadores explicaram conjuntamente 33,3% da variação para MSP e 19,9% para MSR, podendo ser úteis na seleção assistida para a tolerância ao encharcamento na fase de planta jovem em milho De maneira geral, a seleção fenotípica para MSP e MSR poderá ser uma alternativa eficiente na seleção de genótipos de milho com tolerância ao encharcamento do solo.