Teses / dissertações sobre o tema "Melhoramento genético vegetal (congressos)"

O milho é uma das culturas que mais evoluiu nos últimos anos. A estimativa do progresso genético que a cultura obteve é importante para a análise de programas de melhoramento. O objetivo deste trabalho foi analisar o progresso genético do milho e a amplitude da variabilidade genética em 15 híbridos lançados em diferentes épocas, provenientes de três diferentes empresas de sementes. Desta forma, foi realizada a caracterização fenotípica e molecular dos híbridos em quatro ambientes e em duas densidades de semeadura. A avaliação fenotípica revelou um ligeiro progresso apenas para o caráter número total de espigas por parcela. Para os demais caracteres avaliados, não foi observado progresso genético evidente. A análise molecular, através de marcadores microssatélites, mostrou que os programas de melhoramento de milho exploram uma grande amplitude de variabilidade genética e que as empresas estão empregando germoplasma distinto, uma vez que o dendograma mostrou um agrupamento conforme as empresas. Os programas de melhoramento observados neste trabalho foram eficientes em produzir híbridos com características agronômicas superiores, como elevado rendimento de grãos, baixa estatura e baixa altura de inserção de espigas.
The maize is one of the cultures that more evolved in recent years. The estimate of the genetic progress in the culture is important for the analysis of breeding programs. The objective of this work was to analyze the genetic progress in maize and the amplitude of the genetic variability in 15 hybrids released at different times, proceeding from three different seed companies. Phenotypic and molecular characterization of the hybrids was done in four environments and two plant densities. The phenotypic evaluation showed a progress only for the trait number of ears per plot. For the other evaluated traits, genetic progress was not statistically observed. The molecular analysis, using microssatelites, showed that the maize breeding programs are exploring a large amplitude of genetic variability and that the companies are using distinct germoplasm, since the dendogram showed an agreement in the grouping of companies. The observed breeding programs in this work had been efficient in producing hybrids with superior agronomic traits, such as high grain yield, low plant height and low ear insertion.

Submitted by (ana.araujo@ufrpe.br) on 2017-02-21T18:02:51Z No. of bitstreams: 1 Silvan Gomes de Brito.pdf: 841884 bytes, checksum: 6b8e147dd9071bbb1076ca5bcf2a438e (MD5)
Made available in DSpace on 2017-02-21T18:02:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silvan Gomes de Brito.pdf: 841884 bytes, checksum: 6b8e147dd9071bbb1076ca5bcf2a438e (MD5) Previous issue date: 2012-07-23
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
Genetic mapping based on the planning and establishment of the linear distance between marks associated with genes responsible for controlling qualitative and quantitative characteristics. The construction of genetic maps is considered the most impact applications of the technology of molecular markers in genetic analysis of species, potentially in plant breeding. A genetic map of linkage may be low, medium and high resolution in accordance with the greater or lesser number of genes or ordered markers. A factor of considerable importance to obtain consistent data that result in more accurate maps is the sample size or population, level of saturation in the linkage groups and marker type to be used. Thus, the aim of this work was to estimate the optimum size of population and saturation of the genomes were generated with saturation levels of 5, 10 and 20 cM, containing 210, 110, and marks 60, respectively, and F2 populations double-haploid populations. Each genome was composed of 10 linkage groups, with a size of 100 cM each. For each level of saturation of the genome populations were generated at 100, 200, 300, 500, 800 and 1000 individuals, with 100 replicates, each codominant and dominant markers used when the type F2 populations were dominant and only double-haploid populations. These populations were mapped using LODmín 3 and a maximum frequency of recombination of 30%. From the maps obtained were extracted information regarding the number of linkage groups and marks for group, size of linkage group, distance between adjacent marks, variance of the distances between adjacent marks, marks inversion obtained by Spearman correlation and degree of agreement of distances on maps with the original genome, obtained by the stress. Populations of the same size tend to produce maps with greater accuracy in higher levels of genome saturation. The optimum size of F2 populations for genetic mapping must be of at least 200 individuals when codominant markers are of type and 300 when the markers are the dominant type, regardless of the saturation level of the genome. While double-haploid populations in the optimal size was 200, 500 and 1000 individuals when the saturation levels of the genome were 5, 10 and 20 cM, respectively.
O mapeamento genético baseia-se no ordenamento linear e estabelecimento da distância entre marcas associadas a genes responsáveis pelo controle de características qualitativas e quantitativas. A construção de mapas genéticos é considerada uma das aplicações de maior impacto da tecnologia de marcadores moleculares na análise genética de espécies, e potencialmente, no melhoramento de plantas. Um mapa genético de ligação pode ter baixa, média e alta resolução, de acordo com menor ou maior número de genes ou marcadores ordenados. Um fator de fundamental importância para se obter dados consistentes que resultem em mapas mais acurados é o tamanho da amostra ou da população, o nível de saturação nos grupos de ligação e tipo de marcador a ser utilizado. Desse modo, objetivou-se com este trabalho estimar o tamanho ideal de população e saturação do genoma para a obtenção de mapas de ligação confiáveis por meio de simulação de dados em computador. Foram gerados três genomas com níveis de saturação de 5, 10 e 20 cM, contendo 210, 110 e 60 marcas, respectivamente, para populações F2 e populações duplo-haplóide. Cada genoma foi composto por 10 grupos de ligação, com um tamanho de 100 cM cada. Para cada nível de saturação do genoma foram geradas populações com 100, 200, 300, 500, 800 e 1000 indivíduos, com 100 repetições cada, sendo utilizado marcadores codominantes e dominantes quando as populações eram do tipo F2 e apenas dominante para populações duplo-haplóide. Estas populações foram mapeadas utilizando um LODmín de 3 e frequência máxima de recombinação de 30%. Dos mapas obtidos foram extraídas informações referentes ao número de grupos de ligação e de marcas por grupo, tamanho de grupo de ligação, distância entre marcas adjacentes, variância das distâncias entre marcas adjacentes, inversão de marcas obtida pela correlação de Spearman e grau de concordância das distâncias nos mapas com o genoma original obtida pelo estresse. Populações de mesmo tamanho tendem a produzir mapas com maior acurácia em níveis de saturação do genoma mais elevados. O tamanho ideal de populações F2 para mapeamento genético é de no mínimo 200 indivíduos quando os marcadores forem do tipo codominante e de 300 quando os marcadores forem do tipo dominante, independente do nível de saturação do genoma. Enquanto que em populações duplo-haplóide o tamanho ideal é de 200, 500 e 1000 indivíduos quando os níveis de saturação do genoma forem de 5, 10 e 20 cM, respectivamente.

O objetivo deste trabalho foi analisar a variabilidade genética de 44 acessos de variedades locais de milho coletados em Santa Catarina, mantidos no Banco Ativo de Germoplasma – BAG, da Embrapa Milho e Sorgo, em Sete Lagoas/MG. Foi realizada caracterização fenotípica e molecular, para obter informações sobre a divergência genética. Para a avaliação de caracteres morfo-agronômicos as variedades foram divididas em dois grupos, formando dois ensaios. As análises moleculares, foram realizadas com 16 marcadores moleculares do tipo Microssatélites (SSR) no Laboratório de Biologia Molecular do Departamento de Plantas de Lavoura da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Houve diferença estatística significativa para os seguintes caracteres: comprimento, largura e espessura de grão, peso médio e comprimento de espiga, número de fileiras de grão por espiga, diametros de espiga, sabugo e de medula, peso médio de grãos/espiga, para os dois grupos de variedades, e houve significância para rendimento médio de grãos, número de grãos por fileira e para diâmetro da ráquis, apenas para o segundo grupo. A avaliação molecular detectou 148 alelos em 16 locos analisados, e uma média de 9,25 alelos por par de primers. Os tamanhos dos fragmentos variaram de 84 a 272 pares de base. Alguns primers amplificaram alelos que eram exclusivos de determinados genótipos, que poderão ser usados para auxiliar em comparações de genótipos.
The aim of this study was to analyze the genetic variability of 44 accessions of local varieties of maize collected in Santa Catarina, kept in the Active Germplasm Bank - BAG, Embrapa Maize and Sorghum, Sete Lagoas / MG. It was performed phenotypic and molecular characterization for information on genetic diversity. For the evaluation of morpho-agronomic varieties were divided into two groups, forming two trials. Molecular analysis were performed with 16 molecular markers Microsatellite (SSR) in the Laboratory of Molecular Biology, Department of Crop, Federal University of Rio Grande do Sul. There were statistically significant for the following characters: length, width and thickness grain, weight and ear length, number of row of grains per spike, diameters of the ear, cob and pith, the average grain weight per ear, for the two groups of varieties, and there were significant for grain yield, number of kernels per row and diameter of the rachis, only for the second group. Molecular assessment detected 148 alleles at 16 loci examined, and an average of 9.25 alleles per primer pair. The sizes of the fragments ranged from 84 to 272 base pairs. Some primers amplified alleles that were unique to certain genotypes, which could be used to assist in comparisons of genotypes.

A aveia nuda (Avena sativa subsp. nudisativa) é caracterizada por produzir espiguetas multiflora e grãos sem casca. O caráter nuda em aveia apresenta expressividade incompleta, apresentando grãos com casca junto com grãos sem casca, este fator a torna menos competitiva no mercado em comparação à aveia com casca (Avena sativa L.). O objetivo deste trabalho foi estimar o número de genes que governam o caráter multiflora/nuda, desenvolver mapas genéticos de ligação a partir de marcadores SNP e identificar marcadores moleculares ligados a este caráter em duas populações de aveia. As populações de progênies utilizadas, F2:5 e F2:6 são oriundas dos cruzamentos: UFRGS 01B7114-1-3 (espigueta normal e grãos com casca) x UFRGS 006013-1 (espigueta multiflora e grãos sem casca) e URS Taura (espigueta normal e grãos com casca) x UFRGS 017004-2 (espigueta multiflora e grãos sem casca). Os genótipos parentais com a característica multiflora/nuda foram avaliados nas estações de crescimento de 2012 e 2013. As linhagens das progênies F2:5 e F2:6 foram avaliadas visualmente quanto ao tipo de panícula e classificadas em: (i) panícula normal (grãos com casca), (ii) panícula multiflora (grãos sem casca) e, (iii) segregante, quando ambos os fenótipos foram observados entre plantas de uma mesma linhagem. Através da plataforma de genotipagem "GoldenGate Genotyping Assay", foram identificados marcadores SNP nos dois cruzamentos. De acordo com a avaliação fenotípica da característica multiflora/nuda nos genótipos parentais, observou-se que houve variação na expressão desta característica entre os genótipos parentais e entre os anos avalidos. Com a análise genética nas duas populações foi observado que na população UFRGS 01B7114-1-3 x UFRGS 006013-1, um gene governa o caráter multiflora/nuda e na população URS Taura x UFRGS 017004-2, dois genes atuam sobre a característica. Os dados fenotípicos obtidos em cada população foram acrescentados ao conjunto de marcadores moleculares, polimórficos entre os genótipos parentais e com padrão de segregação esperado de acordo com as proporções de Mendel, para o desenvolvimento dos mapas genéticos de ligação. Na população UFRGS 01B7114-1-3 x UFRGS 006013-1, os marcadores fenotípicos foram mapeados no grupo de ligação 32 e na população URS Taura x UFRGS 017004-2, no grupo de ligação 15 juntamente com outros 8 marcadores moleculares. Este resultado é pioneiro em aveia nuda e, embora iniciais, representam avanço significativo no entendimento dos fatores genéticos e moleculares que envolvem a característica multiflora/nuda em aveia hexaplóide.
The naked oat (Avena sativa subsp. Nudisativa) is characterized by producing multiflora spikelets and naked kernels. The naked oat trait has incomplete expressivity, showing naked kernels with covered grain, this factor makes it less competitive in the market compared to Avena sativa L.. The aim of this study was to estimate the number of genes that govern the multiflorous/naked character, developing genetic linkage maps from SNP markers and identify molecular markers linked to this trait in two oat populations. The F2:5 and F2:6 populations used are derived from the crosses: UFRGS 01B7114-1-3 (normal spikelet and covered grain) x UFRGS 006013-1 (multiflorous spikelet and naked grain) and URS Taura (normal spikelet and covered grain) x UFRGS 017004-2 (multiflorous spikelet and naked grain). Parental genotypes with characteristic multiflorous/naked were evaluated during the growing seasons of 2012 and 2013. The F2:5 and F2:6 progenies were visually evaluated about the type of panicle and classified as: (i) Normal panicles (covered grain), (ii) panicle multiflorous (naked grain), and (iii) segregating, when both phenotypes were observed between plants of the same progenies. Through genotyping "GoldenGate Genotyping Assay" platform, SNP markers were identified in the two crosses. According to the phenotypic evaluation of multiflorous/naked trait in the parental genotypes, it was observed that there was a variation in the expression of this trait from parental genotypes and the different years. With genetic analysis in both populations was observed in the UFRGS-01B7114 1-3 x UFRGS 006013-1 population that a gene governs the character multiflorous/naked and URS Taura x UFRGS 017004-2 population two genes governs this trait. The phenotypic data obtained for each population were added to a set of molecular markers polymorphic between the parents and with segregation pattern expected according to Mendel's ratios for the development of genetic linkage maps. In the UFRGS 01B7114 1-3 x UFRGS 006013-1 population, the phenotypic markers were mapped on linkage group 32 and the URS Taura x UFRGS 017004-2 population, in linkage group 15 together with 8 molecular markers. This result is a pioneer in naked oats and although early, represent significant advances in understanding the genetic and molecular factors related to characteristic multiflorous/naked in hexaploid oats.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-06-13T14:32:59Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 866080 bytes, checksum: d00ec6f2914fbcc7fed97024d6833ea5 (MD5)
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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
A abóbora (Cucurbita moschata Duch.) possui grande potencial para utilização de suas sementes como fonte de óleo, com excelente qualidade nutricional. Uma grande dificuldade em aumentar a produtividade de óleo em abóbora é o seu hábito de crescimento, que em geral é indeterminado com caules rastejantes que atingem grandes distâncias, a partir da coroa central o que impede maiores adensamentos de plantio, proporcionando reduzida quantidade de plantas por área. No entanto, alguns genótipos apresentam hábito reduzido, os quais possuem entrenós mais curtos, que possibilitaria aumento da densidade e, consequentemente, maior produtividade de sementes e óleo por área. Dessa forma, a transferência de alelos que confere essa redução do entrenó para genótipos com alto teor de óleo possibilitaria maior produtividade de semente por área, consequentemente de óleo. Para aumentar a eficiência desse processo é necessário o entendimento da herança desse hábito, assim como dos descritores relacionados. Diante disso, o objetivo desse trabalho foi estudar o controle genético de descritores morfoagronômicos e relacionados ao porte, visando reduzir o comprimento do entrenó e aumentar a produção de sementes e óleo em C. moshata. Para isso foi realizada análise de gerações, que permite avaliar simultaneamente várias gerações ou populações, incluindo genitores (P1 e P2 ), híbridos (F1 ) e gerações segregantes F 2 , além das derivadas de retrocruzamentos. O genitor P 1 é o acesso BGH 7319 pertencente ao Banco de Germoplasma de Hortaliças da Universidade Federal de Viçosa (BGH-UFV), acesso considerado promissor para produção de óleo funcional. O genitor P 2 é o cultivar Tronco Verde que possui o gene que confere a redução do entrenó, em homozigose. Foram avaliados 17 descritores relacionados ao porte, quatro ao florescimento, 11 aos frutos, sete as sementes e três de produção, totalizando 42 descritores. Todas as características avaliadas foram submetidas à análise de geração, em que foram estimadas as médias e variâncias aditivas, desvios da dominância, fenotípica, genética e ambiental. Para o modelo aditivo dominante, foram estimados os efeitos aditivos, dominantes e da média. Para o modelo completo foram estimados os efeitos das médias de todos os possíveis homozigotos, aditivos, dominantes e epistáticos: aditivo x aditivo, aditivo x dominante e dominante x dominante. Além disso, foram utilizados estimadores de máxima verossimilhança para determinar qual o melhor modelo genético em explicar as características de comprimento médio do entrenó antes e após o florescimento. O modelo aditivo dominante foi adequado para explicar 22 dos 42 descritores avaliados (52,42%). Para este modelo, o desvio de dominância foi significativo para 17 (77,27%) e para aqueles explicados pelo modelo completo foi significativo para 15 (75,00%), demonstrando sua grande influência no controle de tais descritores. Com a utilização de estimadores de máxima verossimilhança o modelo mais adequado para explicar o comprimento médio do entrenó antes do florescimento foi aquele que considera o gene de efeito maior com efeitos aditivos e de dominância mais poligenes de efeitos aditivos e de dominância sob influência do ambiente. Para o comprimento médio do entrenó após o florescimento o modelo mais adequando é aquele que considera apenas poligenes de efeitos aditivos mais efeitos ambientais.
The pumpkin seeds (Cucurbita moschata Duch.) has a great potential to be used as an oil source, which one has a high nutritional quality. Despite of that, there is a great difficult to increase the pumpkin oil production, related to type of plant pumpkin growth. The main features of pumpkin plant are undetermined growth, crawling stems which generally reach great distances from the central growth. As a result, occurs the inhibition of planting density and a less amount of pumpkin can be planting by area. As a possible solution, there is some genotypes of pumpkin which have a reduced habit growth and shorter internodes, providing a possibility to increase the planting density and consequently, higher seed and oil yields per area. This manner, the transference of these alleles, responsible by reduction of internodes of the training to genotypes with high oil content would allow higher seed productivity per area, consequently of oil. To increase the efficiency the allele transference process, it is necessary to understand the inheritance of this habit of plant growth, as well as related descriptors. Therefore, this research aimed to study the genetic control of morphoagronomic descriptors related to plant size, providing manner to reduce the length of internodes and increase the pumpkin seed and oil production in C. moshata. To undertake this research it was performed a generational analysis allowing the simultaneous evaluation of various generations or populations, including parents (P1 and P2 ), hybrids (F1 ), segregating generations F2 and those derived from backcrossing. The P 1 parent is the BGH 7319 access belonging to the Vegetable Germplasm Bank of the Federal University of Viçosa (BGH-UFV), an access considered promising to the production of functional oil. The P 2 parent is the Tronco Verde, cultivar that possesses the gene that confers the reduction of the internodes, in homozygous. Seventeen descriptors related to plant size, four to flowering, 11 to fruits, seven seeds and three of production were evaluated, totalizing 42 descriptors. All evaluated characteristics were submitted to the generation analysis, in which were estimated the means and additive, dominance deviations, phenotypic, genetic and environmental variances. To the dominant additive model were estimated the additive, dominant and means effects. In the complete model were estimated the effects of the means, additive, dominant, epistatic and of all possible homozygotes. In addition, maximum likelihood estimators were used to determine the best genetic model to explain the characteristics of length internode before and after flowering. The dominant additive model was adequate to explain 22 of the 42 descriptors evaluated (52.42%). To this model, the dominance deviation was significant for 17 (77.27%) and for those explained by the complete model it was significant for 15 (75.00%), demonstrating its great influence in the control of such descriptors. With the use of maximum likelihood estimators, the most adequate model to explain the length internode average before flowering was that considered the major effect gene with additive and dominance effects plus polygenes of additive effects and dominance, under influence of the environment. For the average length of the internodes after flowering the most suitable model is that considered only polygenes of additive effects plus environmental effects.

Orientador : Herculano Pena Medina Filho
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia
Made available in DSpace on 2018-07-17T09:51:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LizanaBallve_RosaMaria_D.pdf: 3920233 bytes, checksum: f99964ad85017ee4c907741ca3f4107b (MD5) Previous issue date: 1992
Doutorado
Genetica
Doutor em Ciências Biológicas

O milho é um planta anual cultivada em quase todo o mundo, consumida como ração para animais e na alimentação humana através de produtos industrializados e in natura. Existem diversos programas de melhoramento de milho no Brasil, mas no Sul são poucos os grupos que trabalham com este cereal. O desenvolvimento de populações tem sido efetuado por instituições de pesquisas, enquanto híbridos têm sido feito por companhias privadas. A variabilidade genética num programa de melhoramento assume uma grande importância, já que é o ponto de partida para o progresso genético. Em Algumas espécies, a variabilidade genética torna-se estreita a cada ciclo de seleção, diminuindo futuros progressos genéticos. Uma alternativa de ampliar a variabilidade é através de cruzamentos amplos com espécies silvestres. Estudos indicam que as espécies de teosinto são uma potencial fonte de variabilidade para importantes características agronômicas. Porém, o desenvolvimento de variedades de milho bem adaptadas, com boas características agronômicas e de rendimento, oriundas de cruzamentos com espécies silvestres necessita de um amplo estudo genético, molecular e citogenético. O objetivo deste trabalho foi caracterizar a variabilidade genética em genótipos de milho e teosinto através de marcadores moleculares e analisar a nível citogenético as populações de milho, teosinto e seus híbridos. Foi detectada variabilidade genética nas populações de milho e teosinto, sendo a população de teosinto a que apresentou maior variabilidade. Os genótipos de milho e teosinto apresentaram uma alta estabilidade meiótica, enquanto os híbridos entre milho e teosinto tiveram associações de univalentes, aderência de cromossomos, pontes e menor freqüência de quiasmas. Os resultados foram suficientes para indicar que é possível utilizar o teosinto como fonte genética em programas de melhoramento de milho.

O sucesso de um programa de melhoramento depende da qualidade do germoplasma utilizado para obter combinações de genes importantes. As combinações podem ser oriundas de hibridizações amplas, até mesmo entre espécies ancestrais. Entretanto, para a elevação constante do ganho genético em novas variedades, é fundamental que o trabalho produza continuamente populações com alta freqüência de genes de interesse agronômico. O Departamento de Plantas de Lavoura da Faculdade de Agronomia da Universidade Federal do Rio Grande de Sul iniciou um programa de melhoramento genético de milho comum em 1998 e, posteriormente de milho doce, os quais possuem resultados significativos em diversas áreas do conhecimento científico. Em função das mutações ocorridas, existem diferenças nas propriedades texturais, forma e quantidade de endosperma dos milhos atuais, classificando-os como milho comum, milho pipoca e milho doce. O teosinto por ser uma espécie botânica relacionada ao milho pode ser utilizado como fonte de importantes caracteres agronômicos em programas de melhoramento desse cereal, com possibilidades de hibridização e introgressão de genes. Os objetivos principais desse trabalho foram analisar citogeneticamente os genótipos de milho comum, milho doce, de teosinto e de híbridos oriundos de cruzamentos artificiais entre as populações originais, bem como, avaliar a variabilidade genética existente nessas populações e o relacionamento entre elas através da utilização de marcadores moleculares do tipo microssatélites (SSR). De maneira geral, os dados apresentados nesse trabalho indicam que as populações apresentam comportamento meiótico regular. Os híbridos apresentam algumas anormalidades, como por exemplo, presença de univalentes, pontes e fragmentos cromossômicos sem, entretanto, prejudicar a viabilidade dos grãos de pólen. É possível afirmar que a variabilidade genética existente no teosinto é superior a apresentada pelos genótipos de milho, provavelmente, devido a sua origem silvestre. Esses resultados confirmam a semelhança entre as duas espécies e sugerem que é possível utilizar o teosinto como fonte genética de um programa de melhoramento de milho.
The success of a breeding program relies on the quality of the germplams used as a source for combination of important genes. Such combinations can derive from broad hybridization, even from ancient ancestors. However, for a constant increase in genetic gain in new varieties it is necessary to constantly generate populations with high frequency of agronomic trait genes. The Department of Crop Science of the College of Agronomy at the UFRGS (Universidade Federal do Rio Grande de Sul) started an ordinary maize-breeding program in 1998 and, latter on, a sweet maize program, which generated significant results at different scientific fields. Due to mutations, there have been found endosperm differences concerning textural properties, shape and amount in the current maize, so that they can be classified as ordinary, popcorn and sweet maize. As teosinte is a species related to maize, it can be used as source for important agronomical traits in this grainbreeding program, allowing hybridization and gene introgression. The objectives of this work were to cytogenetically analyze the genotypes of ordinary maize, popcorn, sweet maize, teosinte and hybrids derived from artificial crossings among original populations, as well as analyze genetic variability among these populations and the relationship within them by the use of microsatellite molecular markers (SSR). Generally, the data presented in this work indicate that the populations show a regular meiotic behavior. The hybrids present some anomalies, for example, presence of univalent, bridge and chromosomal fragments however, with no harm to grain pollen viability. It is possible to assure that the existing genetic variability in teosinte is superior to that found among the maize genotype, probable due to teosinte’s wild origin. These results confirm the close relation between the two species and suggest the possibility of using teosinte as source of genetic variability in a maize-breeding program.

A aveia nuda (Avena sativa L.) tem a capacidade de produzir grãos que se separam da casca durante o processo de trilha. No entanto, os mecanismos genéticos que controlam o caráter nuda em aveia hexaploide não são totalmente compreendidos. Os objetivos deste trabalho foram avaliar a variabilidade da expressão fenotípica do caráter nuda e estimar o número de genes envolvidos no controle genético deste caráter em aveia. Uma população segregante derivada do cruzamento entre a linhagem ‘UFRGS 006131’ (nuda) e a linhagem ‘UFRGS 01B7114-1’ (com casca) foi empregada neste estudo. Linhagens parentais e população segregante nas gerações F2 e F3 foram avaliadas para presença e distribuição de grãos nudas em panículas de plantas individuais de aveia. Os experimentos foram conduzidos na Estação Experimental Agronômica da UFRGS, localizada no município de Eldorado do Sul, RS, nas estações de crescimento de 2010 e 2011. Para cada planta, um desenho da panícula principal foi desenvolvido, onde anotou-se a presença dos grãos com e sem casca para espiguetas individuais da panícula. A partir dos desenhos obtidos nas progênies da população F2, seis classes fenotípicas distintas foram produzidas, conforme a distribuição dos grãos nuda nas espiguetas das panículas. Diferentes modelos genéticos foram testados e a proporção fenotípica esperada de 3:9:4 (nuda:segregante:com casca) foi a que melhor se ajustou a proporção fenotípica observada pelo teste do Qui-quadrado. Embora, um número pequeno de panículas foram avaliadas na geração F3, os resultados demonstraram concordância com a hipótese proposta na geração F2. O caráter nuda em aveia é herdado por dois genes e a menor expressão deste caráter ocorre predominantemente nas ramificações intermediária e basal das panículas. A expressão do caráter nuda em panículas de aveia não é completa, mesmo em genótipos homozigotos.
Naked oat (Avena sativa L.) has the ability to produce grains that separate from the hull during the threshing process. However, the genetic mechanisms that control this character are not fully understood in hexaploid oat. The objectives of this study were to evaluate the phenotypic expression of naked grains and to estimate the number of loci controlling this character in oat. A segregating population developed from the cross UFRGS 0060131 (naked) and UFRGS 01B7114-1 (hulled) was analyzed in this study. Parental lines and a population segregating in the F2 and F3 generations were evaluated for the presence and distribution of naked grains in panicles of individual oat plants.The experiments were conducted in the Estação Experimental Agronômica at UFRGS, Eldorado do Sul, RS, in the growing seasons of 2010 and 2011. For each plant, a design of the main panicle was developed and the presence of naked and hulled grains for individual spikelet was recorded. From the designs made in the F2 progeny, six distinct phenotypic classes were produced according to the distribution of naked grains in the spikelet. Different genetic models were tested and the observed phenotypic ratio of 3:9:4 (naked:segregating:hulled) was the one that best fit the expected phenotypic ratio by Chi-square test. Although a small number of panicles in the F3 progeny were evaluated, the results demonstrated concordance with the genetic hypothesis observed in the F2 generation. Naked oat is inherited by two genes and the reduced expression of this character occurs mainly in the middle and basal branches of the panicles. The expression of naked grains in panicles of oat is not complete, even in homozygous genotypes.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2015-11-20T09:24:41Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 348341 bytes, checksum: e5935dcff9982767e3e1ad5f3c43353b (MD5)
Made available in DSpace on 2015-11-20T09:24:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 348341 bytes, checksum: e5935dcff9982767e3e1ad5f3c43353b (MD5) Previous issue date: 2015-02-20
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
O germoplasma comercial de milho é oriundo de apenas sete linhagens endogâmicas, o que pode levar a vulnerabilidade genética deste a estresses abióticos e bióticos, e limitar os ganhos com a seleção no Brasil. A vulnerabilidade genética ocorre em culturas melhoradas de baixa variabilidade genética, presentes em grandes áreas. Por exemplo, a infestação de helmintosporiose em 1970 causou preocupação entre os melhoristas Norte- Americanos com a diversidade genética de seus híbridos. No Brasil, o mercado de sementes é dominado por poucas empresas: Monsanto® (35%), DuPont Pioneer® (30%), Dow Agrosciences® (15%), Syngenta® (10%) e Helix Sementes (4%). Assim é importante o monitoramento da diversidade genética que está sendo utilizada, pois as práticas de melhoramento, registro e marketing de novos cultivares podem conduzir a vulnerabilidade genética. Diante do exposto, o objetivo foi avaliar o risco de vulnerabilidade genética e as relações entre os germoplasmas comerciais brasileiros de milho e destes com os genitores da população Nested Association Mapping (NAM). Visando atender a esses objetivos foram utilizados os genótipos dos híbridos elite das empresas de maiores market-share no Brasil e os genitores da população NAM. Os híbridos foram genotipados para 700 marcadores do tipo SNP, por meio da plataforma Illumina GoldenGate®. Já os dados genômicos dos genitores da NAM foram obtidos no banco de dados do Panzea, os quais foram genotipados para 1536 SNP’s. Os dados dos marcadores para os genótipos foram submetidos às análises de correlação entre as frequências alélicas, estruturação populacional e diversidade genotípica. Pelo tamanho efetivo populacional evidenciou-se baixo risco de vulnerabilidade genética para o germoplasma comercial brasileiro. A distância genética entre o germoplasma comercial brasileiro é menor que a encontrada na NAM, sendo menor ainda entre os híbridos de mesma empresa. O germoplasma comercial brasileiro não apresentou relações estreitas com as linhagens genitoras da população NAM, com exceção da linhagem Norte-Americana B73, esta que pertenceu a mesma população pela estruturação populacional. Isto evidencia que a linhagem B73 ou seu grupo grupo heterótico (Iowa Stiff Stalk Synthetic) tiveram grande influência na formação do germoplasma comercial brasileiro.
The limited genetic variability of the Brazilian commercial maize germplasm, originated from only seven inbreed lines, could result in genetic vulnerability to abiotic and biotic stress, and also to limited selection gain. The genetic vulnerability happens to situations with low genetic variability, in large areas. The infection of Southern corn leaf blight in 70’s, concerned the North-American breeders about their hybrids genetic diversity. In Brazil, Monsanto®, DuPont Pioneer®, Dow Agrosciences® and Syngenta® have the largest seed market share. Therefore, it’s important to monitor the genetic diversity available in the country, because breeding practices, registration and marketing of new varieties could result in genetic vulnerability. Thus, the objectives of this study were to evaluate the risk of genetic vulnerability and the relationships between the Brazilian commercial maize germplasm and the Nested Association Mapping (NAM) genitors. Aiming to achieve these objectives, it was include in this work the elite hybrids of the largest market share companies in Brazil and the NAM genitors. The hybrids were genotyped by Illumina GoldenGate® platform, while the genomic data of NAM genitors were obtained in Panzea. The genotypes were subjected to linear correlation analysis, population structure and genetic diversity analysis. It was shown lower risk of genetic vulnerability with the Brazilian commercial germplasm. There is a narrow relationship within the Brazilian commercial germplasm, being closer between the hybrids of same company. The Brazilian commercial germplasm did not show close relationship with the NAM genitors, with exception of North-American line B73, which belonged to the same population of the population structure analysis. This showed that the line B73 or its heterotic group (Iowa Stiff Stalk Synthetic) had great influence at the Brazilian commercial germplasm formation.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-02-10T17:32:23Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1954802 bytes, checksum: d53487d7b115bb1a5241de39e1acdab8 (MD5)
Made available in DSpace on 2017-02-10T17:32:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1954802 bytes, checksum: d53487d7b115bb1a5241de39e1acdab8 (MD5) Previous issue date: 2016-02-18
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
A ampla variabilidade de Passiflora no Brasil é algo que vem sendo cada vez mais explorado, uma vez que várias espécies silvestres possuem alelos de interesse ao melhoramento, responsáveis por características como longevidade, adaptação às condições climáticas adversas, período de florescimento ampliado, maior concentração de componentes químicos de interesse para indústria farmacêutica e cosmética e resistência a doenças. Assim, o melhoramento do maracujazeiro pode seguir várias vertentes em função da região e da parte da planta a ser considerada, assim como flor e folha na área ornamental e medicinal, o fruto para indústria e consumo in natura, sendo esta última a mais habitual em programas de melhoramento da espécie, visando aumento da produtividade, a qualidade do fruto e resistência a doenças. Todavia, antes de se iniciar qualquer programa de melhoramento de maracujazeiro, primeiramente deve ser realizada a caracterização do germoplasma, sendo este um pré-requisito indispensável, para que seja feito o manuseio correto da variabilidade genética disponível dentro do programa de melhoramento. Os caracteres de interesse têm sido transferidos de uma espécie para outra mediante o processo de hibridação por cruzamentos interespecíficos, seguido de análise da segregação na progênie. Contudo tal processo nem sempre é viável, pois entre algumas espécies existem impedimentos no processo de fecundação e formação de sementes viáveis. Dentro deste contexto, os objetivos do trabalho foram realizar a caracterização morfológica e verificar a viabilidade da hibridação interespecífica (barreiras e desenvolvimento do tubo polínico) entre espécies de maracujá. O material vegetal foi composto por seis espécies de maracujá num total de 189 plantas, sendo realizada a caracterização morfológica com base em lista com 23 caracteres definidos pelo MAPA. Posteriormente foram realizadas análises de variância, herdabilidade (h 2 ) e teste de médias. Paralelamente, sete plantas foram escolhidas ao acaso e utilizadas para realização de cruzamentos interespecíficos como genitores femininos e masculinos. Tais plantas, ainda foram autofecundadas para evidenciar o mecanismo de autoincompatibilidade nas espécies. Foram avaliadas a percentagem de pegamento entre as espécies e dentro de cada espécie. Para evidenciar o desenvolvimento do tubo polínico no processo de fecundação, foi realizada uma análise histoquímica do estigma. Os estigmas foram coletados após 24 horas da realização do cruzamento. Para a caracterização, os descritores avaliados foram significativos com exceção do diâmetro do caule e diâmetro dos ramos. Em relação a caracterização do germoplasma, as análises de variâncias revelaram diferenças significativas, dentro de cada espécies para quase todas as características, evidenciando presença de variabilidade genética. Em relação a herdabilidade (h 2 ), que permite prever a possibilidade de sucesso na seleção refletindo a dimensão da variação fenotípica que pode ser herdada, apenas as espécies P. quadrangularis Linn (44.76), P. alata Curtis (46) e P. edulis Sims (33.17) apresentaram valores abaixo de 50%. Nas demais espécies os valores obtidos para h 2 mostram-se acima de 50%, indicando alta variabilidade genética. No que condiz aos descritores, o diâmetro do caule, é uma característica que pode ser descartada, uma vez que para nenhuma das espécies, houve significância. O tamanho da folha é altamente influenciado pela presença de lóbulos na espécie. Os carácteres morfológicos avaliados servirão como importantes ferramentas na avaliação de progênies vindas de cruzamentos interespecíficos. Posteriormente, avaliando os cruzamentos interespecíficos, pôde-se constatar que, entre as espécies ocorre incompatibilidade unilateral, sendo necessário a escolha de qual espécies serão utilizadas como genitor feminino ou masculino. Desse modo ocorre variação na taxa de pegamento não somente entre a espécies, mas dentro da espécie, sendo necessário utilizar um maior número de plantas. Nesse trabalho a viabilidade de cruzamento foi verificada entre as espécies: P. gibertii Brown x P. mucronata Lam.; P. edulis x P. cincinnata Mast; P. alata Curtis x P. mucronata Lam.; P. edulis x P. mucronata Lam.; P. gibertii Brown x P. alata Curtis; P. alata Curtis x P. gibertii Brown; P. alata Curtis x P. cincinnata Mast; P. cincinnata Mast x P. edulis; P. gibertii Brown x P. edulis; P. gibertii x P. cincinnata Mast; e P. alata Curtis x P. edulis.
The wide variability of Passiflora in Brazil is something that has been increasingly exploited, since many wild species have different alleles of interest to improve as longevity, adaptation to adverse weather conditions, extended flowering period, higher concentration of chemical components interest for pharmaceutical and cosmetic industry and disease resistance. Thus, the improvement of passionflower can follow various aspects depending on the region and part of the plant to be considered, as well as flower and leaf in ornamental and medicinal area, the fruit for industry and fresh consumption, the latter being the most common in breeding programs of the species, aiming at increasing productivity, fruit quality and disease resistance. However, before starting any passion fruit breeding program, it must first be carried out to characterize the germplasm, which is a prerequisite for it to be done the correct handling of the genetic variability available within the breeding program. Thus the traits of interest have been transferred from one species into another through the process of interspecific hybridization junctions, followed by analysis of the segregation in the progeny. However this process is not always feasible because some species there are impediments to fertilization process and formation of viable seed. Within this context, the objectives were to perform morphological and verify the viability of interspecific hybridization (barriers and development of the pollen tube) between passion fruit species. The plant material was composed of six species of passion fruit in a total of 189 plants, being held morphological characterization based on the list with 23 characters defined by MAPA. Subsequently were performed analyzes of variance, heritability (h 2 ) and mean test. At the same time, seven plants were chosen at random and used to perform interspecific crosses as female and male parents. Such plants were also selfed to highlight the self-incompatibility mechanism in species. the percentage of fixation between species and within species were evaluated. To show the development of the pollen tube in the fertilization process, immune histochemical analysis of stigma was performed. The stigmas were collected 24 hours after completion of the cross. To characterize the evaluated descriptors were significant except stem diameter and diameter of branches. For characterization of germplasm, the summaries of the analysis of variance revealed significant differences within each species for almost all characteristics showing presence of genetic variability. Regarding the heritability (h2), which allows one to predict the likelihood of success in the selection reflecting the size of the phenotypic variation that can be inherited, only the species P. quadrangularis Linn (44.76), P. alata (46) and P. edulis (33.17) had values below 50%. In other species, the values obtained are shown h2 above 50%, indicating high genetic variability. In that matches the descriptors, stem diameter, it is a feature which can be ruled out, since for either species, there was significant. The size of the sheet is highly influenced by the presence of lobes in the species. The assessed morphological characters will serve as important tools in evaluating progenies coming from interspecific crossings. Later, assessing the interspecific crosses it could be seen that, between species occurs unilateral incompatibility, requiring the choice of which species will be used as female or male parent. Thus there is a variation in the rate of fruit set not only between species, but within a species, it is necessary to use a larger number of plants. In this work the intersection of viability was observed between species: P. gibertii x P. mucronata Lam .; P. edulis x P. cincinnata Mast; P. alata x P. mucronata Lam .; P. edulis x P. mucronata Lam .; P. gibertii x P. alata; P. alata x P. gibertii; P. alata x P. cincinnata Mast; P. cincinnata Mast x P. edulis; P. gibertii x P. edulis; P. gibertii P. cincinnata Mast; and P. alata P. edulis.

Made available in DSpace on 2018-08-01T23:26:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_7375_35 - Dissertação - ADRIEL LIMA NASCIMENTO.pdf: 962388 bytes, checksum: 458c7839584b63365c56092cef5a6b7d (MD5) Previous issue date: 2014-02-21
O mamoeiro (Carica papaya L.) é uma das culturas mais importantes e amplamente distribuídas nos países tropicais e subtropicais. Dos problemas que afetam o cultivo do mamoeiro está relacionado o baixo número de variedades e híbridos explorados comercialmente, que atendam às exigências dos mercados interno e externo. Uma alternativa e solução viável para estes problemas é a de recorrer à ampliação da base genética do mamoeiro, por meio de programas de melhoramento utilizando hibridações. Nesse contexto desenvolveram-se três rabalhos: o primeiro e o segundo objetivou-se avaliar o comportamento de 11 e 10 novos híbridos obtidos na Caliman Agrícola S.A. quanto aos caracteres morfológicos de planta e biométrico de frutos; no terceiro trabalho procedeu-se à avaliação sensorial e físico-química de frutos bem como a correlação linear em 23 cultivares. Os resultados obtidos com a análise de variância e posterior teste de média de todos os caracteres avaliados mostraram diferenças significativas entre as cultivares avaliadas. Com base nos resultados, detectou a presença de híbridos com caracteres morfológicos de planta, produtivos e qualidade de frutos interessantes, sugerindo que os mesmos sejam avaliados para outros caracteres de interesse agronômico para futuros lançamentos comerciais. A aceitação das cultivares pelo consumidor pode ser basicamente executada a partir das classificações quanto ao teor de sólidos solúveis totais por ser um método mais prático, barato e eficiente que a avaliação pela escala hedônica e apresentar alta correlação positiva com esta.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2015-11-26T13:23:06Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 743291 bytes, checksum: e3425380aff3a6f65b79b1e46c8d6381 (MD5)
Made available in DSpace on 2015-11-26T13:23:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 743291 bytes, checksum: e3425380aff3a6f65b79b1e46c8d6381 (MD5) Previous issue date: 2015-02-06
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
Jatropha curcas L. é uma das oleaginosas mais promissoras para a produção de biodiesel e bioquerosene. Por ser um cultivo perene ainda incipiente, a avaliação da produtividade é importante para o seu melhoramento genético. As estimativas de parâmetros genéticos são importantes para a caracterização da estrutura genética da população, para o entendimento genético dos caracteres e para a predição dos ganhos com seleção. O presente estudo avaliou o potencial de produtividade de 78 acessos (assumidos como famílias de meios irmãos) de J. curcas, com 48 e 60 meses, em dois anos de produção (2012/13 e 2013/14). O ensaio foi instalado em Araponga (latitude 20o 39’ S, longitude 42o 32’ W e altitude 823 m), MG, em quatro experimentos, todos em blocos casualizados com quatro repetições e parcelas de quatro plantas, utilizando o espaçamento 2x2m, e duas testemunhas comuns aos experimentos, totalizando 1376 plantas. Os caracteres avaliados foram produtividade de frutos (PF), de grãos (PG) e de óleo (PO), em kg.ha-1, teor de óleo da semente (TO), em %, peso de 50 frutos (P50F) e 100 sementes (P100S), em g, comprimento (CF) e largura (LF) do fruto, e comprimento (CS) e largura (LS) da semente, em mm. Processou-se a estimação de parâmetros genéticos e a predição dos ganhos genéticos com a seleção de indivíduos e clones. Para as produtividades e teor de óleo, os resultados evidenciaram a existência de variabilidade genética entre as famílias e herdabilidades individuais de moderada a média magnitude, entre 0,19 e 0,51, adequadas para a seleção da principal característica a ser explorada, PO (0,50). Com base nos valores de repetibilidade ( > 0,60) dos caracteres PG e PO, duas medições ou colheitas consecutivas são suficientes, uma vez que as famílias mantiveram seus desempenhos relativos ao longo dos dois anos. A seleção, pelo valor genotípico, das 20 plantas superiores quanto à produtividade de óleo proporcionou ganho médio de 162,7%, superior à seleção de plantas pelos valores genéticos aditivos (157%), indicando maiores possibilidades de sucesso com a implantação de plantios clonais.
Jatropha curcas L. is one of the most promising oilseed for the production of biodiesel and bio-kerosene. For being an incipient perennial crop, evaluating productivity is important for your breeding. Estimates of genetic parameters are important for the characterization of the genetic structure of the population to the genetic understanding of the characters and for the prediction of gains from selection. This study evaluated the 78 accessions productivity potential (assumed to families half-sib) of J. curcas, with 48 and 60 months, two years of production (2012/13 and 2013/14). The experiment was conducted in Araponga (latitude 20o 39 'S, longitude 42o 32' W and altitude 823 m), MG, in four trials, all randomized blocks with four replicates and four plants per plot, using the spacing 2x2m, and two common checks to the experiments, totaling 1376 plants. The characters evaluated were fruit yield (PF), grains (PG) and oil (PO), in kg ha-1, seed oil content (TO), in%, weight of 50 fruits (P50F) and 100 seeds (P100S) in g, length (FL) and width (LF) of the fruit, and length (CS) and width (LS) seed, in mm. Was estimated genetic parameters and prediction of genetic gain with selection of individuals and clones. For the yield and oil content, the results showed the existence of genetic variability between individual families and heritability of moderate to medium magnitude, between 0.19 and 0.51, suitable for selecting the main feature to be explored, PO ( 0.50). Based on the repeatability values (> 0.60) for the PG and PO characteristics , two consecutive measurements or harvests are sufficient, since the families retained their relative performances throughout the two years. The selection by the genotypic value, the top 20 plants on the oil yield provided average gain of 162.7%, higher than the plant selection by additive genetic values (157%), indicating greater chances of success with the implementation of clonal plantations .

Os avanços nas práticas de manejo e no melhoramento das cultivares de arroz irrigado têm permitido consolidar o Rio Grande do Sul como maior produtor deste cereal no Brasil. A seleção recorrente é um método alternativo de melhoramento que permite a recombinação cíclica de genótipos selecionados em uma população geneticamente divergente. Os objetivos deste trabalho foram avaliar o potencial da população CNA 11 para fins de melhoramento para tolerância ao frio, estudar a divergência genética dos seus genitores e quantificar as alterações nas freqüências alélicas como resultado do processo de seleção. Para isso foram conduzidos dois ensaios de campo compostos de 140 famílias S0:2 derivadas da população CNA 11 e quatro cultivares testemunhas, no delineamento látice 12 x 12 e em dois locais: Cachoeirinha (RS) e Santa Vitória do Palmar (RS), onde foram avaliados dez caracteres fenotípicos. O DNA dos genitores da população CNA 11 e de 133 famílias S0:2 foi analisado com marcadores moleculares do tipo microssatélites. A população CNA 11 apresentou alto potencial para fins de melhoramento, com ampla variabilidade genética em todos os dez caracteres avaliados. Os caracteres estatura de planta, esterilidade de espiguetas e número de grãos por panícula apresentaram altas correlações genotípicas com rendimento de grãos, podendo ser usados como critérios de seleção indireta. A esterilidade de espiguetas mostrou ser um critério eficiente de seleção para identificação de genótipos de arroz com tolerância ao frio no estádio reprodutivo. Os genitores da população CNA 11 apresentaram ampla divergência genética e, de modo geral, as freqüências dos alelos de microssatélites característicos dos genótipos da subespécie índica aumentaram e as da subespécie japônica diminuíram à medida que a intensidade de seleção aumentou. As melhores famílias S0:2 mostraram maior similaridade genética com os genitores da subespécie índica.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2015-12-02T08:26:01Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 633408 bytes, checksum: ef63b5983b6ac3dabc7684d97112ecee (MD5)
Made available in DSpace on 2015-12-02T08:26:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 633408 bytes, checksum: ef63b5983b6ac3dabc7684d97112ecee (MD5) Previous issue date: 2014-03-13
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
A seleção genômica pode modificar significativamente a forma como é feita a seleção nos programas de melhoramento, aumentando a acurácia do processo seletivo e os ganhos por unidade de tempo. A eficiência da seleção genômica pode ser avaliada por meio da confiabilidade do valor genético (GBV) estimado por modelos de predição em comparação ao valor genético real do indivíduo. Embora a maioria dos estudos sobre a eficiência da seleção genômica considerar em seus modelos de análise apenas uma população e suas gerações, o pesquisador pode estar interessado em selecionar indivíduos de outras subestruturas da população de referência ou até mesmo de outras populações em que o desequilíbrio de ligação (LD) entre marcador e QTL pode ser diferente. No entanto, a obtenção dos GBVs em um contexto de utilização de múltiplas populações ou amostras pode não ser vantajosa, sendo necessário avaliar a perda de acurácia com a estimação e avaliação dos efeitos dos marcadores em diferentes cenários. Embora o conceito de seleção genômica dependa do LD entre QTL e marcadores, a confiabilidade do valor genético pode ser fortemente influenciada por diversos outros fatores e assim, não apresentar reais vantagens, por exemplo, em relação à seleção fenotípica. Para investigar isso, foram simuladas populações de milho pipoca com diferentes padrões de LD e variância genética. Foram considerados dois caracteres (produção de grãos e capacidade de expansão) determinados por 100 QTLs de mesmo efeito (10 QTLs por grupo de ligação), três densidades de SNPs (um SNP a cada 0,1, 1 e 10cM), duas herdabilidades (0,3 e 0,7) e seis populações representadas na geração 0 e considerando 5 gerações de acasalamento ao acaso, totalizando 144 cenários. Para cada cenário, 30 simulações foram realizadas e 500 plantas foram genotipadas. Em cenário adicional, a fim de avaliar o efeito das relações de parentesco na eficiência da seleção genômica, foram simuladas populações estruturadas em família S1 (FS1), famílias de meios irmãos (FMI), famílias de irmãos completos (FMI) e em população de polinização aberta (OP). A acurácia de predição dos GBVs foi obtida pela correlação entre os valores genéticos paramétricos e os valores genéticos estimados por RR-BLUP. Como resultados, verificamos que a eficiência da seleção genômica em relação à seleção fenotípica é inversamente proporcional a herdabilidade e que para populações com maior LD, menores densidades de marcadores (1SNP/cM) podem ser usadas sem afetar drasticamente a acurácia de predição. No entanto, ao considerar populações de baixo LD e menor variância genética, o uso de maiores densidades de SNP (1SNP/0,1cM) seria necessária a fim de obter acurácia do valor genético maior que 0,55 e 0,70 em herdabilidade de 0,3 e 0,7, respectivamente. Nossos resultados também evidenciaram a necessidade de grande parte dos alelos presentes na população de seleção estejam representados na população de referência. Assim, os modelos de predição do GBV não podem ser usados em populações que apenas possuem estruturas genéticas similares à população onde os efeitos dos marcadores foram estimados, pois a acurácia do GBV tendeu a zero nestes casos. Alem disso, quando diferentes amostras de uma mesma população foram usadas como população de referência e de seleção, houve redução de pelo menos 8 % de acurácia ao considerar a população de seleção em mesma geração da população de referência e redução de no mínimo 22% considerando distanciamento de 5 gerações de acasalamento ao acaso. A estruturação dos indivíduos em famílias de maior relacionamento resultou em maior eficiência da seleção genômica, assim como, um menor tamanho efetivo entre as populações teve impacto positivo sobre os valores de acurácia. Neste caso, a acurácia dos valores genéticos estimados em FS1, para capacidade de expansão em herdabilidade 0,3, foi superior em aproximadamente 15, 30 e 50% em relação à acurácia obtida para FIC, FMI e OP, respectivamente.
Genomic selection can change significantly the way in which the selection is made in breeding programs, by increasing the selective accuracy and earns per unit time. The efficiency of genomic selection can be evaluated through the reliability of the genomic breeding values (GBVs) estimated by prediction models compared to the true breeding values of the individuals. Although most studies about the efficiency of genomic selection consider in the analyses only models with one population and its generations, the researcher may be often interested in individuals from other substructures of the reference population, or even from other populations in which the linkage disequilibrium (LD) between marker and QTL may be different. However, the GBVs prediction in a context of using multiple populations or samples may not be advantageous, being necessary to calculate the decrease in accuracy with estimation and evaluation of the marker effects in different scenarios. Although the concept of genomic selection depends on LD between markers and QTL, the reliability of the breeding value can be strongly influenced by many other factors and thus, do not present real advantage in relation to phenotypic selection, for example. Aiming to investigate these facts, popcorn populations with different patterns of LD and genetic variances were simulated. The dataset refers to grain yield and expansion volume, both controlled by 100 QTLs with the same effect (10 QTLs on each linkage group), three SNP densities (one SNP each 0.1, 1, and 10 cM), two heritabilities (0.3 and 0.7) and six populations represented in generation 0 and considering 5 generations of random mating, totaling 144 scenarios. For each scenario, 30 simulations were carried out and 500 plants were genotyped. To evaluate the effect of family relationships on the efficiency of genomic selection, populations structured in S1, half-sib (HSF), full-sib families (FSF) and open-pollinated (OP) populations were simulated as an additional scenario. The prediction accuracy of the GBVs was obtained through the correlation between the true breeding values and breeding values predicted by RR-BLUP. The results showed that the efficiency of genomic selection in relation to phenotypic selection is inversely proportional to the heritability and low marker densities (1SNP/cM) can be used without affect drastically the prediction accuracy for populations with high LD. However, high SNP density (1SNP/0.1cM) would be required to obtain prediction accuracy greater than 0.55 and 0.70, for the heritabilities of 0.3 and 0.7, respectively, in populations with low LD and genetic variance. Our results also showed that, most of the alleles present in the population under selection must be represented in the reference population. Thus, the prediction model of the GBVs cannot be used in populations who have only similar genetic structures in relation to the population where the marker effects were estimated, because the GBV accuracy tends to zero in these cases. Furthermore, when different samples of the same population were used both as reference and selection populations, there was at least 8% reduction in accuracy when compared to considering the selection population in the same generation of the reference population and, a minimum 22% reduction when considering an interval of five generations of random mating. Individuals structured in families with greater relationship resulted in greater efficiency of genomic selection, as well as, a lower effective size, and had a positive impact on the accuracy. In this case, the prediction accuracy using S1 families was approximately 15, 30 and 50% higher for expansion volume in heritability of 0.3, when compared to the accuracy obtained for FSF, HSP and OP populations, respectively.

Resistência a Exserohilum turcicum ( Pass. ) Leonard & Suggs, agente etiológico da"queima"das folhas de milho ou helminthosporiose, é um problema importante a ser considerado no melhoramento do milho. Este trabalho teve por objetivo avaliar, em condições de casa-de-vegetação, os efeitos de um ciclo de seleção recorrente fenotípica em progênies de milho pipoca Composto Indígena para E. turcicum, e a reação de diferentes variedades de milho a isolados do patógeno procedentes de várias regiões do pais. Para a obtenção de inóculo, o patógeno foi cultivado em meio de cultura LCH ( lactose - caseina hidrolisada) e incubado a ± 21° C, na ausência de luz por 10 dias. A inoculação das plantas foi feita depositando-se 0,5 ml de suspensão de conídios, padronizada para 5 x 103 conídios/ml, no cartucho de plantas no estádio de 4 a 5 folhas verdadeiras. As avaliações para as reações das plantas ao patógeno foram realizadas 14 dias apôs a inoculação, utilizando-se como critério o tipo de reação apresentado plantas. Os resultados para os testes das progênies de milho pipoca Composto Indígena revelaram que, em um ciclo de seleção recorrente fenotípica, foram verificadas diferenças significativas nos níveis de resistência a E. turcicum; tendo sido detectados também ganhos consideráveis nos níveis de resistênciadas progênies quando comparadas com a população original. Os isolados de E. turcicum testados comportaram-se diferentemente quando inocula dos nos diferentes hospedeiros. Através da cultivar de milho comum Iw, com resistência monogênica, foi possível detectar diferentes raças de E. turcicum, sendo -que determinados isolados do patógeno causaram lesões necróticas do tipo suscetível neste hospedeiro, enquanto que outros não. A cultivar F352, com resistência multigênica a E. turcicum, apresentou um alto nível de resistência a todos os isolados testados. O Composto Indígena apresentou segregação para tipos de reação quando inoculada separadamente com os diferentes isolados, re
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Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, 2013.
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Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-04-26T14:17:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_Cristiane Andrea de Lima.pdf: 1979689 bytes, checksum: 7872907ceb2698c4d8a72022d6427175 (MD5)
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As pitayas são consideradas uma novidade promissora no Brasil. Ainda não existe uma cultivar lançada no mercado que tenha alta produtividade e atenda as exigências do consumidor brasileiro. O presente trabalho teve como objetivo avaliar características físicas e químicas de frutos e a variabilidade genética de acessos de pitaya com grande potencial comercial, avaliar o hábito de florescimento e frutificação nas condições do Cerrado do Planalto Central, otimizar a metodologia de propagação vegetativa, subsidiar trabalhos de seleção de genótipos superiores e melhoramento genético com a obtenção e avaliação de híbridos interespecíficos. Os experimentos foram realizados na Embrapa Cerrados, localizada em Planaltina, DF. Para avaliar as características físico-químicas, foram analisados o comprimento, diâmetro, pH, sólidos solúveis, massa total da casca e da polpa. A espécie Selenicereus setaceus apresenta maior teor de sólidos solúveis, diferenciando significativamente da espécie Hylocereus undatus. Os resultados das correlações indicam que quanto maior o tamanho e massa dos frutos menor é o teor de sólidos solúveis na polpa dos frutos de pitaya, considerando os genótipos e espécies analisados. A análise de agrupamento permitiu subdividir os vinte e um genótipos das duas espécies de pitaya em dois grupos de similaridade genética. As características físico-químicas dos frutos evidenciam alta diversidade genética entre os acessos das espécies H. undatus e S. setaceus. Foi realizada também a caracterização química e de compostos fenólicos de frutos de espécies de pitaya Hylocereus costaricensis, H. undatus, Selenicereus setaceus e S. megalanthus. As análises físico-químicas foram baseadas na porcentagem de sólidos solúveis, pH e acidez total titulável expresso em porcentagem de ácido cítrico. A determinação dos compostos fenólicos foi feita com base nas análises de polifenóis extraíveis totais e flavonóides amarelos. Foram observadas diferenças significativas entre as espécies de pitaya e entre as partes basal, mediana e apical dos frutos quanto às características químicas e a quantidade de compostos fenólicos. A espécie H. costaricensis merece destaque pela presença de maior quantidade de compostos fenólicos, diferenciando significativamente das demais espécies. Em relação ao hábito de florescimento e frutificação das espécies H. undatus e S. setaceus, verificou-se que a floração e frutificação da espécie S. setaceus começa e termina cerca de dois meses antes que a espécie H. undatus. O período da antese até a maturação dos frutos da espécie S. setaceus dura cerca de 18-27 dias a mais, quando comparada com a espécie H. undatus. Visando a otimização da metodologia de propagação utilizou-se diferentes tamanhos de cladódios e substratos da pitaya (H. undatus). Verificou-se que mudas oriundas de cladódios com 9 gemas permitiram a obtenção de maior número e comprimento de brotos, maior massa fresca e seca de brotos e raízes. De um modo geral, o substrato com vermiculita permitiu a obtenção de mudas com maior quantidade de brotos e massa de raízes. Híbridos interespecíficos foram desenvolvidos e confirmados utilizando-se marcadores moleculares RAPD. Constatou-se a existência de compatibilidade genética entre as espécies H. costaricencis e H. undatus. Para verificar características de vigor e desempenho agronômico de dez genótipos de pitayas da espécie H. undatus, as seguintes características foram analisadas: número de cladódios, comprimento total de cladódios, diâmetro médio dos cladódios, número médio de flores, número médio de frutos, porcentagem de vingamento por planta e número total de frutos produzido por planta durante 3 anos. Efeitos significativos dos genótipos de pitaya foram verificados para todas as características agronômicas avaliadas. Os genótipos 01 (CPAC PY-01(3)) e 05 (CPAC PY-01(4)) proporcionaram melhor desenvolvimento vegetativo e maior produtividade, demonstrando características promissoras para o processo de seleção e melhoramento genético para as condições do Cerrado. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT
The pitayas are considered a promising novelty in Brazil. Still there is not a cultivar released in the market that has high productivity and meets the Brazilian consumer requirements. This study aimed to evaluate physical and chemical fruit characteristics and to analyze the genetic variability of pitaya accessions with great commercial potential. Others objectives of this work included to evaluate the flowering and fruiting habit in Brazilian Savanna conditions, optimizing the methodology of vegetative propagation, subsidizing the selection of superior genotypes, the obtaining and evaluation of interspecific hybrids and genetic breeding. The experiments were conducted at Embrapa Cerrados, located in Planaltina, DF. The physico-chemical fruit characteristics evaluated were the length, diameter, pH, soluble solids, total mass of skin and pulp. The species Selenicereus setaceus has higher soluble solids, differing significantly from the species Hylocereus undatus. The correlations results indicate that the accessions with larger size and mass of the fruits have less soluble solid content in fruit pulp, considering the genotypes and species analyzed. Cluster analysis allowed subdivide the twenty-one genotypes of two pitaya species in two genetic similarity groups. The physico-chemical fruit characteristics showed high genetic diversity among accessions of the H. undatus and S. setaceus species. Chemical characterization and phenolic compounds were also analyzed in fruits of Hylocereus costaricensis, H. undatus, Selenicereus setaceus and S. megalanthus. The physico-chemical analyzes were based on the percentage of soluble solids, pH and titratable acidity expressed as percentage of citric acid. The determination of phenolic compounds were based on analyzes of total extractable polyphenols and yellow flavonoids. Significant differences of the physico-chemical characteristics and amount of phenolic compounds were observed among pitaya species and basal, middle and apical fruit position. The H. costaricens species is noteworthy for the higher amount of phenolic compounds, differing significantly from the other species. Regarding the flowering and fruiting habit of pitaya species, and species, it was found that S. setaceus flowering and fruiting begins and ends about two months before the H. undatus species. S. setaceus period from anthesis to fruit maturity takes about 18-27 days longer than H. undatus. In order to optimize the vegetative propagation methodology, we used different substrates and cladodes sizes of H. undatus. It was found that cladodes with 9 gems allowed to obtain seedlings with the largest number and length of shoots, higher fresh and dry shoots and roots weight. Generally, the substrate with vermiculite afforded seedlings with greater amounts of buds and root mass. Interspecific hybrids were developed and confirmed, using RAPD markers. It was found the genetic compatibility between H. costaricencis and H. undatus pitaya species. Vigor characteristics and agronomic performance of ten genotypes of H. undatus species were analyzed based on the number, total length and diameter of the cladodes, number of flowers, number of fruits, percentage of ripening per plant and total number of fruits produced per plant in three years. Significant effects of pitaya genotypes were observed for all traits evaluated. Genotype 01 (CPAC PY-01(3)) e 05 (CPAC PY-01(4)) showed better vegetative growth and high yield, showing promising characteristics for the selection process and genetic breeding for Brazilian Savanna conditions.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2015-11-27T13:12:12Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2209787 bytes, checksum: 3979328b83150d607ad68ec8c4f1d534 (MD5)
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Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
Com a crescente demanda do mercado mundial de cafés especiais, os produtores brasileiros têm demonstrado interesse em retomar o cultivo do Bourbon, principalmente devido a seu potencial para produzir cafés de qualidade superior de bebida. Dessa forma, os melhoristas têm buscado incorporar acessos de Bourbon nos programas de melhoramento, a fim de obter cultivares para a produção de cafés especiais. Visando dar suporte aos programas de melhoramento da Empresa de Pesquisa Agropecuária de Minas Gerais (Epamig), foi instalado em Patrocínio, MG, um Banco Ativo de Germoplasma (BAG) com 1594 acessos, destes, 140 correspondem a Bourbon. Entretanto, a coleção de germoplasma de Bourbon ainda não foi devidamente caracterizada, fato que interfere no seu aproveitamento para fins comerciais e uso no melhoramento. Deste modo, a caracterização molecular desses genótipos é essencial para ampliar o conhecimento dos materiais genéticos disponíveis e, assim, incorporar os mais adequados nos programas de melhoramento genético do cafeeiro. Nesse sentido, o presente trabalho teve como objetivo caracterizar, por meio de marcadores SSR e AFLP, a coleção de Bourbon da Epamig, como uma ferramenta auxiliar na identificação dos acessos, avaliação da diversidade genética e do perfil molecular (Fingerprinting) dos genótipos. Na identificação dos acessos, apresentado no capítulo 1, os marcadores SSR foram utilizados para discriminar os genótipos de Bourbon juntamente com as técnicas de analise discriminante e redes neurais artificiais. Os locos SSR analisados foram adequados para diferenciar os acessos. Observou-se que as redes neurais artificiais apresentaram maior eficiência na classificação dos acessos de Bourbon do que a análise discriminante e foi possível identificar acessos que apresentaram misturas ou problemas na identificação inicial. Na avaliação da diversidade genética e do perfil molecular (Fingerprinting) dos acessos, apresentados no capítulo 2, os marcadores SSR e AFLP utilizados permitiram separar a maioria dos indivíduos analisados. Esses dados moleculares sugerem que, apesar da reconhecida base genética estreita de C. arabica, o germoplasma de Bourbon pertencente a Epamig apresenta variabilidade genética que pode ser explorada nos programas de melhoramento. A análise de fingerprinting permitiu identificar os perfis moleculares de cada acesso de Bourbon avaliado, os quais podem ser utilizados na identificação dos cafeeiros no banco. Dessa forma, os resultados obtidos nesse estudo fornecem subsídios para a manutenção e conservação da coleção de germoplasma de Bourbon. Além disso, deve auxiliar os melhoristas na escolha de genitores para possíveis hibridações em programas de melhoramento que buscam o desenvolvimento de cultivares com potencial para qualidade de bebida.
With the increasing demand of specialty coffee in the world, the Brazilian coffee producer have demonstrated interest to retake cultivating Bourbon due to its potential of producing high cup quality. So, the breeders are working to incorporate the Bourbon in the breeding programs to develop coffee cultivars with special cup quality. To support the breeding programs, the Agricultural Research Company of Minas Gerais (Epamig) established the active germplasm bank in Patrocínio, MG. This germplasm comprises of 1594 coffee accessions, among these 140 are Bourbons. However, the collection of Bourbon is not well characterized, which interferes with its efficient use for commercial purpose and genetic improvement. This shows the importance of molecular characterization of these genotypes to increase the knowledge about the genetic materials available and incorporated adequately in the genetic improvement of coffee. Thus, the present work was done with the objective of characterizing the Bourbon collections of Epamig using SSR and AFLP molecular markers as a tool to identify the accessions, genetic diversity study and Fingerprinting of the genotypes. In chapter 1, SSR molecular marker combined with discriminant analysis and artificial neural network were used to discriminate the genotypes of Bourbon. The result showed that the artificial neural network is more efficient to classify the accessions of Bourbon than discriminant analysis. It was possible to identify accessions with mixture or with identification problem. In the genetic diversity and fingerprinting analysis presented in chapter 2, SSR and AFLP markers used permitted to separate most of the individuals analyzed. These data suggested that despite the known narrow genetic base of C. arabica, the Bourbon germplasm belonging to Epamig has enough genetic variability that can be exploited in breeding programs. The fingerprinting analysis allowed identifying molecular profile for each accession of Bourbon evaluated that can be used in identification of coffee plants of the germoplasm. Besides this, it can aid the breeders to select the parents for possible hybridization in the breeding programs to develop cultivars with high cup quality potential.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2018-01-15T15:39:28Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1009278 bytes, checksum: 0ca0f39af7e469a6dded1b9a46b70329 (MD5)
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Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
O feijão comum (Phaseolus vulgaris L.) é uma das leguminosas mais cultivadas e consumidas em todo o mundo. É uma fonte relativamente barata de proteínas e nutrientes, firmando-se como um importante alimento na manutenção da segurança alimentar no planeta. Nesse sentido, o melhoramento genético é fundamental para a obtenção de cultivares mais produtivas, com arquitetura de plantas mais adequada aos sistemas de colheita, com ciclo compatível com às regiões de produção e de aspecto de grãos que atenda às exigências do mercado consumidor. Uma ferramenta auxiliar no melhoramento genético de plantas é a seleção assistida por marcadores moleculares do DNA. O mapeamento de ligação (Linkage Mapping, LM) é a abordagem mais comum no melhoramento para detectar marcadores moleculares associados a QTLs (Quantitative Trait Loci, ou locos controladores de características quantitativas). A abundância de marcadores no genoma das espécies fez do mapeamento de associação (Association Mapping, AM) uma nova estratégia pra detecção de QTLs. Uma importante metodologia do mapeamento de associação é o estudo de associação genômica ampla (Genome Wide Association Study, GWAS). Neste contexto, o Programa de Melhoramento do Feijoeiro da Universidade Federal de Viçosa (UFV) desenvolveu uma população formada por 376 RILs (Recombinant Inbred Lines, ou linhagens endogâmicas recombinantes) de feijão comum, obtidas do cruzamento entre Rudá e AND 277, para a obtenção de um mapa genético e detecção de QTLs relacionados a sete características morfo-agronômicas usando essas duas metodologias. Essa população foi denominada de RILs RA. Outro objetivo foi conhecer a função biológica destes QTLs pela sua localização em relação a genes candidatos com função biológicas que se relacionassem às características destes QTLs. A população foi genotipada com 3.098 marcadores do tipo SNP (Single Nucleotide Polymorphism, polimorfismo a partir de um único nucleotídeo) e fenotipada em campo para as características número de dias até o florescimento (DF) e até a maturação (DM), arquitetura de plantas (ARC), produtividade de grãos (YLD), grau de achatamento (SF) da semente, forma da semente (SS) e massa de cem grãos (SW). Pelo mapeamento de ligação (LM), foi obtido uma mapa genético com 1.962 SNPs e tamanho total de 1.065,48 cM. Também foram detectados 29 QTLs, para as sete características, distribuídos nos 11 cromossomos, que explicaram de 3,83 a 32,92% da variação fenotípica. Na anotação gênica, quatro sequências de SNPs identificados como ligados aos QTLs foram relacionados a 18 genes com função biológica conhecida. Pelo estudo de associação genômica ampla (GWAS), foram detectados 112 SNPs/QTLs em todos os cromossomos, com exceção dos cromossomos 06 e 07, relacionados a todas as características avaliadas. Alguns destes QTLs estavam posicionados próximos ou dentro de genes candidatos com função biológica que se relacionava com as características morfo-agronômicas avaliadas. Conclui-se que o tamanho da população de RILs RA (376 linhagens) permitiu a obtenção de um mapa genético com estimativas de frequência de recombinação acurada. O número de marcadores utilizados propiciou boa saturação em todos os cromossomos, o que permitiu a detecção de QTLs com mais eficiência e confiabilidade pelo mapeamento de ligação e pela GWAS. Os genes candidatos localizados nas regiões destes QTLs corroboram o potencial destes na seleção assistida por marcadores moleculares para as características morfo-agronômicas avaliadas.
Common bean (Phaseolus vulgaris L.) is one of the most cultivated and consumed legumes worldwide. It is a relatively inexpensive source of protein and nutrients, establishing itself as an important food in maintaining food security on the world. In this sense, genetic breeding is essential to obtain more productive cultivars, with plant architecture more adequate to the harvesting systems, with a cycle suitable to the regions of production, and grain type compatible with the requirements of the local market. An auxiliary tool in plant breeding is the DNA marker-assisted selection. Linkage mapping (LM) is the most common approach to detect molecular markers associated to quantitative trait loci (QTL). The abundance of molecular markers in the genome of the species made of association mapping (AM) a new methodology to QTLs detection. An important association mapping (AM) methodology is the genome wide association study (GWAS). In this context, the Common Bean Breeding Program of the Universidade Federal de Viçosa (UFV) developed a population consisting of 376 RILs, obtained from the crossing between Rudá and AND 277, to construct a genetic map and detect QTLs related to seven morpho-agronomic traits using these two methodologies. Another objective was to know the biological function of these QTLs by their location in relation to candidate genes with biological functions that related to the traits of these QTLs. The population was genotyped with 3,098 SNP (single nucleotide polymorphism) markers and phenotyped in the field conditions for the trais number of days to flowering (DF) and to maturity (DM), plant architecture (ARC), seed yield (YLD), degree of seed flatness (SF), seed shape (SS), and 100- seed weight (SW). A genetic map with 1,962 SNPs, spanning a total size of 1,065.48 cM, was obtained by linkage analysis. In addition, 29 QTLs were detected for the seven characteristics distributed on the 11 chromosomes, which explained from 3.83 to 32.92% of the phenotypic variation. In gene annotation, four sequences of SNPs identified as linked to QTLs were related to 18 genes with known biological function. 112 SNPs/QTLs related to the traits evaluated were detected in all chromosomes by genome wide association study (GWAS), except to chromosomes 06 and 07. Some of these QTLs were positioned near or within candidate genes with biological function that were related to the morpho-agronomic traits evaluated. It is concluded that the population size of RA RILs (376 lines) allowed to obtain a genetic map with accurate estimates of recombination frequency. The number of markers used in this study provided good saturation in all chromosomes, which allowed the efficiently and reliably QTL detection by linkage mapping and GWAS. The candidate genes located in the regions of these QTLs corroborate their potential in the marker-assisted selection for these seven morpho-agronomic traits.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular, 2008.
Submitted by Kathryn Cardim Araujo (kathryn.cardim@gmail.com) on 2009-09-22T18:53:56Z No. of bitstreams: 1 Dissert_Carolina Paola Sansaloni.pdf: 1344496 bytes, checksum: a9eae5d22eaec31835f3534662d4075c (MD5)
Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2009-12-12T14:56:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissert_Carolina Paola Sansaloni.pdf: 1344496 bytes, checksum: a9eae5d22eaec31835f3534662d4075c (MD5)
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Marcadores microssatélites permitem o gerenciamento de variabilidade genética, proteção varietal e identificação individual em populações de melhoramento e produção de Eucalyptus. A análise de locos microssatélites em sistemas “multiplex” (i.e. vários locos analisados simultaneamente) vem sendo realizada tradicionalmente com microssatélites dinucleotídeos cujos alelos diferem em apenas dois pares de bases. Entretanto o padrão de qualidade recomendado internacionalmente para a investigação genética forense estabeleceu a utilização exclusiva de microssatélites baseados em repetições de tetra ou pentanucleotídeos. A maior diferença de tamanho entre os alelos e a minimização de artefatos de amplificação permitem uma interpretação significativamente mais robusta de genótipos em comparação a dinucleotídeos e conseqüentemente uma fácil e confiável comparação de perfis genotípicos entre laboratórios. O objetivo deste trabalho foi, portanto, o desenvolvimento, caracterização e mapeamento genético de uma nova categoria de microssatélites para espécies de Eucalyptus, baseados em repetições de tetra e pentanucleotídeos. Um banco de dados de 18.510 mil seqüências genômicas derivadas de clones de cromossomos artificiais de bactérias (BAC) de E. grandis totalizando 9,6 mega pares de bases foram mineradas para repetições de tetra e pentanucleotídeos e pares de iniciadores desenhados automaticamente para flanquear repetições totalizando dez ou mais pb. Dos 304 e 196 pares de iniciadores desenhados para a amplificação de locos tetra e pentanucleotídeos perfeitos, respectivamente, foram selecionados 80 locos de tetra e 30 de pentanucleotídeos para estudos detalhados. Após uma triagem em eletroforese de alta resolução foram selecionados 22 locos tetra e 10 pentanucleotídeos os quais foram geneticamente mapeados e caracterizados para número de alelos, heterozigosidade esperada (He) e observada (Ho), probabilidade de identidade (PI), probabilidade de exclusão de paternidade (PE) e conteúdo de informação polimórfica (PIC) em amostras populacionais de seis procedências das três principais espécies plantadas de Eucalyptus no mundo (E. grandis, E. globulus e E. urophylla). Os locos tetra e pentanucleotídeos selecionados revelaram um conteúdo informativo inferior àquele de dinucleotídeos, embora adequado para discriminar indivíduos e determinar parentesco com elevada precisão. Ao avaliar a capacidade efetiva de discriminação individual em um grupo de 46 clones elite plantados comercialmente 5 locos tetra ou pentanucleotídeos foram suficientes para identificar unicamente todos os clones. A herança mendeliana de todos os 32 locos selecionados foi confirmada. Destes, 23 locos apresentaram uma configuração de segregação que permitiu o seu mapeamento genético em 8 dos 11 grupos de ligação com base em mapas de referência de duas famílias de E. grandis x E. urophylla. Dois sistemas multiplex, cada um com 7 locos selecionados foram testados com sucesso disponibilizando assim os primeiros sistemas de análise genética de alta precisão para espécies de Eucalyptus, passíveis de adoção em escala internacional para a análise genética de clones e populações. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT
Microsatellite markers allow the management of genetic variation, varietal protection and individual identification in breeding and production populations of Eucalyptus. The analysis of microsatellite markers in multiplexed systems has been traditionally accomplished using dinucleotide repeat based loci whose alleles differ by only two base pairs. However the golden standard recommended for individual identification in forensic genetics requires the exclusive use of microsatellites based on equal or higher than tetranucleotide repeats. The larger difference in allele size and the reduction in amplification stuttering artifacts allows a significantly more robust genotype calling and thus an easier and more reliable comparison of multilocus genotypes across laboratories. The objective of this work was, therefore, the development, characterization and mapping of a novel category of microsatellites for Eucalyptus species, based on tetra and pentanucleotide repeats. A database of 18,510 sequences derived from Bacterial Artificial Chromosomes (BAC) clones of E. grandis totalling 9.6 mega basepairs of high quality sequence was mined for tetra and pentanucleotide repeats and primers designed automatically to flank repeats equal or larger than 10 bp. Out of the 304 and 196 primer pairs designed for perfect tetra and pentanucleotide repeats respectively, 80 tetranucleotide and 30 pentanucleotide based loci were selected for detailed studies Following a screening step for polymorphism in high resolution PAGE, 22 tetra and 10 pentanucleotide repeat based loci were selected and genetically mapped and characterized for numbers of alleles, observed and expected heterozigosity, probability of identity (PI), probability of paternity exclusion (PE) and polymorphism information content in population samples of six provenances of the three most widely planted species of the genus (E. grandis, E. globulus e E. urophylla). The tetra and pentanucleotide repeat loci showed a lower information content when compared to dinucleotide repeat markers however fully adequate to discriminate individuals and determine parentage with confidence. When assessing the actual discrimination power on a gruoup of 46 commercially planted Eucalyptus clones, five tetra or pentanucleotide markers were sufficient to uniquely identify all the clones. The mendelian inheritance of all 32 selected loci was confirmed. Twenty three displayed a segregation configuration that allowed genetically mapping them on 8 of the 11 linkage groups using two reference maps of E. grandis x E. urophylla. Two multiplex systems, with 7 loci each were successfully tested introducing the first high precision systems of genetic analysis for species of Eucalyptus, likely to be internationally adopted for the genetic analysis of clones and populations.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Fitopatologia, 2009.
Submitted by Larissa Ferreira dos Angelos (ferreirangelos@gmail.com) on 2010-03-22T17:18:04Z No. of bitstreams: 1 2009_EricodeCamposDianese.pdf: 2707348 bytes, checksum: 3fae2a92c0a3bd0b2ba752a7514a8f5b (MD5)
Approved for entry into archive by Daniel Ribeiro(daniel@bce.unb.br) on 2010-05-05T19:22:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_EricodeCamposDianese.pdf: 2707348 bytes, checksum: 3fae2a92c0a3bd0b2ba752a7514a8f5b (MD5)
Made available in DSpace on 2010-05-05T19:22:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_EricodeCamposDianese.pdf: 2707348 bytes, checksum: 3fae2a92c0a3bd0b2ba752a7514a8f5b (MD5) Previous issue date: 2009
Diversas doenças de etiologia viral têm sido relatadas afetando a tomaticultura em todo mundo causando importantes perdas qualitativas e quantitativas. Dentre as principais doenças viróticas estão as causadas pelo gênero Tospovirus e pelo gênero Potyvirus. Os tospovírus (família Bunyaviridae) são responsáveis pela doença conhecida como vira-cabeça que causa severas perdas anuais. Espécies desse gênero possuem distribuição mundial e apresentam grande diversidade de espécies infectando uma vasta gama de hospedeiros. O principal fator de resistência empregado no melhoramento genético do tomateiro para resistência ampla a diferentes espécies de tospovírus é o gene Sw-5. Plantas com este gene apresentam reações de hipersensibilidade nas folhas inoculadas que restringem a infecção viral sistêmica. Porém, a quebra deste gene de resistência já foi reportada em diferentes partes do mundo. Além dos tospovírus, espécies do gênero Potyvirus representam uma constante ameaça à cultura do tomate. Uma nova espécie de Potyvirus, o Pepper yellow mosaic virus (PepYMV), foi identificada inicialmente em pimentão, mas também é capaz de afetar tomateiros, hospedeiro no qual pode causar perdas de até 100%. Trabalhos de buscas de fontes de resistência a PepYMV em tomate já foram iniciadas, mas o germoplasma explorado ainda representa um número reduzido de acessos. Esta tese apresenta a avaliação de coleções de germoplasma visando identificar novas fontes de resistência tanto a PepYMV quanto às espécies neotropicais de Tospovirus. Além disso, foi desenvolvido um marcador co-dominante para o gene Sw-5, capaz de identificar indivíduos resistentes através de uma simples PCR. Foi também realizada uma análise preliminar do componente de avirulência da interação Sw-5/Tomato spotted wilt virus (TSWV) através do uso de construções contendo os genes independentes de TSWV, isolados BR-01 (avirulento ao gene Sw-5) e o isolado GRAU (capaz de quebrar a resistência conferida por Sw-5), em uma plataforma baseada em Nicotiana benthamiana transgênica expressando o gene Sw-5. Em relação à identificação de novas fontes de resistência a potyvírus e tospovírus (Capítulos 2 e 3, respectivamente), acessos de S. habrochaites se mostraram como fontes promissoras de resistência a PepYMV bem como a Potato virus Y (PVY). Por outro lado, acessos de S. peruvianum confirmaram esta espécie como a principal fornecedora de fatores de resistência a tospovírus. Observou-se que um acesso de S. chilense, bem como uma seleção de um acesso de S. lycopersicum, apresentaram bons níveis de resistência/tolerância às espécies de tospovírus testadas. Ambas as análises foram comparadas com levantamentos previamente realizados por outros grupos. O marcador específico para Sw-5 (Capítulo 4) foi avaliado em uma ampla gama de acessos, apresentando um perfil único capaz de distinguir acessos resistentes e suscetíveis em todas as situações, comprovando sua eficiência como uma nova ferramenta para sistemas de seleção assistida e, mesmo para potencial isolamento de alelos ou análogos deste gene em tomate e outras solanáceas. A análise do componente de avirulência do TSWV (Capítulo 5) apontou que nenhum dos genes virais avaliados (Nsm, os precursores das glicoproteínas, N e Nss) parece estar envolvido, de maneira independente, com o processo de indução do mecanismo de reconhecimento pelo gene Sw-5. Nenhum dos genes testados induziu a reação típica de hipersensibilidade característica da infecção causada por TSWV em genótipos contendo esse gene de resistência. A estratégia usada nesse estudo também demonstrou que o modelo biológico representado por N. benthamiana transgênica, expressando uma cópia ativa do gene Sw-5, é adequada para o estudo de mecanismos envolvidos com a resistência a tospovírus, assim como para o estudo da superação dessa resistência por isolados virulentos. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT
Many diseases of viral etiology have been identified affecting tomato production worldwide, causing important qualitative and quantitative losses. Among the main viral diseases, there are the ones caused by the genus Tospovirus and the genus Potyvirus. The Tospovirus (family Bunyaviridae) are responsible for the disease known as vira-cabeça, causing severe annual losses, mainly in horticultural crops. Species of this genus have a worldwide distribution and a great number of species infecting a vast array of hosts. The main resistance factor employed in tomato breeding for broad spectrum resistance to different tospovirus species is the Sw-5 gene. Plants that harbor this gene express hypersensitivity reactions that restrict the viral systemic infection. However, the breaking of this resistance gene has already been reported in different parts of the world. Apart from tospoviruses, species of the genus Potyvirus represent a constant threat to tomato culture. A new species of this genus, Pepper yellow mosaic virus (PepYMV), was initially identified in pepper but it is also capable of infecting tomatoes, causing up to 100% losses. The search for resistance sources for PepYMV on tomato have already started, but the explored germplasm still represents a reduced number of accessions. This thesis shows the evaluation of germplasm collections seeking to identify new resistance sources to PepYMV and to the neotropical species of tospoviruses. Beyond that, a co-dominant marker for the Sw-5 gene was developed, capable of identifying resistant individuals through a simple PCR. A preliminary analysis of the avirulence component of the Sw-5/Tomato spotted wilt virus (TSWV) interaction was also done, using constructions containing independent TSWV genes, isolates BR-01 (avirulent for the Sw-5 gene) and GRAU (capable of breaking the Sw-5 gene resistance), using a platform based on transgenic Nicotiana benthamiana expressing the Sw-5 gene. In relation to the identification of the new resistance sources (Chapters 2 and 3, respectively), accessions of S. habrochaites showed to be promising sources of resistance to both PepYMV and Potato virus Y (PVY). On the other hand, accessions of S. peruvianum confirmed this species as the main source of resistance factors to tospoviruses. An accession of S. chilense and a selection of an accession of S. lycopersicum, showed good resistance/tolerance levels to the tospovirus species tested. Both analyses where compared to screenings that where previously done. The Sw-5 specific marker (Chapter 4) was evaluated with a broad array of accessions, showing a profile capable of identifying resistant and susceptible accessions in all situations. Therefore, this marker represents an efficient new tool for assisted selection systems and its future potential use for isolation or detection of alleles or analogous genes in tomato and other solanaceous species. The avirulence component analysis showed that none of the viral genes that where evaluated (Nsm, the glycoprotein precursors, N and Nss) seems to be related in an independent manner with the induction process of the Sw-5 gene recognition mechanism. None of the genes tested was able to induce typical hypersensitive reaction observed when tomato genotypes containing this resistance gene are challenged by TSWV. The strategy used in this study also demonstrated that the biological model represented by transgenic N. benthamiana expressing an active copy of the Sw-5 gene is suitable for analyzing the mechanisms involved in tospovirus resistance. In addition, this system can also be used to investigate Sw-5- resistance breaking isolates.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Departamento de Biologia Celular, 2012.
Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-06-24T14:51:11Z No. of bitstreams: 1 2012_CarolinaPaolaSansaloni.pdf: 5318992 bytes, checksum: dde47187b1abc046f14521cb2bd0972f (MD5)
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Espécies de Eucalyptus tem sido utilizadas com sucesso para plantios florestais devido ao seu rápido crescimento, sua capacidade de adaptação às diversas condições edafo-climáticas e pelo seu potencial econômico na produção de energia, fibra e madeira sólida, reduzindo assim a pressão sobre as florestas tropicais e a biodiversidade associada. Marcadores moleculares tais como RAPD, AFLP, microssatélites, e mais recentemente SFP e SNPs têm contribuído para a caracterização e conservação dos recursos genéticos do gênero Eucalyptus, auxiliando também na compreensão da evolução do gênero, além de permitir a construção de mapas de ligação e identificação de QTLs (Quantitative trait loci). Entretanto, estas técnicas são lentas, laboriosas, apresentam limitações de cobertura genômica e envolvem custos elevados para a análise de muitos indivíduos. Diversity Arrays Technology (DArT) é um método baseado em hibridização que permite genotipar centenas a milhares de marcadores num simples ensaio. Esta tecnologia gera um perfil genômico com um alto rendimento e um grande poder de transferibilidade entre espécies. Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento da primeira plataforma de genotipagem de alto desempenho de marcadores DArTs em microarranjo para o gênero Eucalyptus, e demonstrada sua eficiência em estudos de diversidade genética, filogenia e mapeamento genético. Foram desenvolvidas 18 bibliotecas genômicas de complexidade reduzida a partir de 64 espécies diferentes do gênero. Um total de 23.808 fragmentos de DNA foram avaliados para revelação de polimorfismos DArT, e 13.300 (56%) destes declarados polimórficos entre um painel de triagem composto por 284 indivíduos. Destes, 7.680 marcadores foram selecionados para a construção de um microarranjo de genotipagem para uso em rotina. Em um estudo de diversidade intra-específica, 4.752 marcadores foram polimórficos e 5.013 mostraram segregação mendeliana em seis populações segregantes não relacionadas, com uma média de 2.211 marcadores polimórficos por população. Na etapa seguinte do trabalho, foi otimizada a tecnologia de genotipagem por sequenciamento DArT-seq para a construção de um mapa genético de alta densidade para uma população segregante do cruzamento entre árvores elite de E. grandis (BRASUZ1 x M4D31). A população foi genotipada com o microarranjo DArT e com a técnica DArTseq. Enquanto o microarranjo DArT forneceu 1.088 marcadores, a genotipagem DArT-seq forneceu 2.449. No total, um mapa de ligação integrado por 564 marcadores DArT, 1.930 marcadores DArTseq e 29 microssatélites foi construído. Além destes marcadores, mais de 1.500 SNPs derivados da metodologia DArT-seq foram obtidos proporcionando uma vantagem adicional pela inclusão de marcadores co-dominantes no mapa. O desenvolvimento de metodologias de genotipagem por sequenciamento (GbS) via enzimas de restrição como DArT-seq ou captura com sondas, representa uma aplicação adicional das tecnologias de "next generation sequencing" além do sequenciamento, 2 potencializando a análise genética com marcadores moleculares. A combinação do elevado número de marcadores, baixo custo, metodologia relativamente accessível e uso de reagentes universais, aponta para um uso crescente de GbS nos próximos anos nas mais diversas aplicações em estudos de genética de populações, investigações evolutivas e em apoio ao melhoramento acelerando e aumentando a precisão da seleção direcional de características multifatoriais complexas. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT
Species of Eucalyptus have been successfully used for forest plantations due to its rapid growth, its ability to adapt to various soil and climatic conditions and its economic use in energy, fiber and solid wood, reducing pressure on tropical forests and associated biodiversity. Molecular markers such as RAPD, AFLP, microsatellites, and more recently SFP and SNPs have contributed to the characterization and conservation of genetic resources of the genus, to the understanding of the evolution of the genus, and allowing the construction of linkage and QTLs maps. However, these techniques are slow, laborious, provide limited genome coverage and are costly for the analysis of large sample sizes. Diversity Arrays Technology (DArT) is a hybridization-based method that allows genotyping hundreds to thousands of markers in a single assay. This technology generates a genomic profile with high throughput and transferability between species. This study presents the development of the first high throughput genotyping platform for species of Eucalyptus based on a DArT microarray and demonstrates its use for diversity, phylogeny and mapping studies. A total of 18 reduced representation genomic libraries from 64 different species of the genus were developed. A total of 23,808 DNA fragments were screened for polymorphism and 13,300 (56%) of them declared polymorphic in a panel of 284 individuals. Out of these, 7,680 markers were selected to populate a routine DArT genotyping microarray. In an inter-specific diversity study, 4,752 were deemed polymorphic while 5,013 showed Mendelian segregation when assessed in six inter-specific mapping pedigrees, with an average of 2,211 polymorphic markers per pedigree. The subsequent step of the study, involved the optimization of the genotyping-by-sequencing technology called DArT-seq to construct a high density genetic map for a segregating population derived from the E. grandis elite trees (BRASUZ1 x M4D31). The population was genotyped both with the DArT microarray and with DArT-seq. While the DArT microarray yielded 1,088 markers, the DArT-seq method supplied 2,449 markers. In total, an integrated linkage map with 564 DArT markers, 1,930 DArT-NGS markers and 29 microsatellites was built. Besides these mapped markers, an additional set of over 1,500 SNPs derived from DArT-seq were scored providing an additional advantage by the inclusion of co-dominant markers on the map. The development of genotyping by sequencing (GBS) 3 methods via restriction enzymes as DART-seq or capture probes, represents a further application of the technologies of "next generation sequencing" beyond sequencing, empowering the genetic analysis with molecular markers. The combination of the large number of markers, low cost, relatively accessible methodology and use of universal reagents, points to an increased use of GBS in the coming years in several applications in studies of population genetics, evolutionary investigations and in support to plant breeding accelerating and increasing accuracy of directional selection for complex multi-factorial traits.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Departamento de Biologia Celular, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2017.
Submitted by Patrícia Nunes da Silva (patricia@bce.unb.br) on 2018-05-04T16:36:40Z No. of bitstreams: 1 2017_BárbaraMüllerSalomãodeFaria.pdf: 7857359 bytes, checksum: 1add6e6244a6621a34c2191694ccfd8b (MD5)
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Esta tese de doutorado apresenta resultados de pesquisa em seleção genômica ampla (GS) e estudos de associação genômica ampla (GWAS) em seis populações de melhoramento de Eucalyptus, com o objetivo de avaliar o potencial destas abordagens em explicar a herdabilidade, detectar associações significativas e predizer fenótipos de características de crescimento. No primeiro capítulo foram comparadas as abordagens de predição genômica e associação genômica ampla para características de crescimento em populações de melhoramento de Eucalyptus benthamii ( = 505) e Eucalyptus pellita ( = 732). Ambas as espécies são de crescente interesse comercial para o desenvolvimento de germoplasma adaptado a estresses ambientais. A capacidade preditiva atingiu 0,16 em E. benthamii e 0,44 em E. pellita para crescimento em diâmetro. As capacidades preditivas usando BLUP genômico ou diferentes métodos Bayesianos atingiram resultados semelhantes, indicando que as características de crescimento se ajustam adequadamente ao modelo infinitesimal. Nenhuma diferença foi detectada na capacidade preditiva quando diferentes conjuntos de SNPs foram utilizados, com base na posição (equidistantes no genoma, dentro de genes, podados considerando o desequilíbrio de ligação ou em cromossomos individuais), desde que o número total de SNPs utilizados fosse superior a 5.000. As capacidades preditivas obtidas pela remoção de parentesco entre as populações de treinamento e validação caíram para quase zero em E. benthamii e foram reduzidas pela metade em E. pellita. Esses resultados corroboram a visão atual de que o parentesco é o principal motor da predição genômica, embora algum desequilíbrio de ligação histórico provavelmente tenha sido capturado para E. pellita. Um estudo de associação genômica identificou apenas uma associação significativa para volume em E. pellita, ilustrando o fato de que, embora a predição genômica seja capaz de explicar grandes proporções da herdabilidade, muito pouco ou quase nada é capturado em associações significativas usando a abordagem de GWAS nas populações de melhoramento do tamanho avaliado neste estudo. Este estudo forneceu dados experimentais adicionais que indicam perspectivas positivas de usar dados genômicos para capturar grandes proporções de herdabilidade e predizer características de crescimento em espécies florestais com acurácias iguais ou melhores do que aquelas capturadas pela seleção fenotípica convencional. Adicionalmente, esses resultados documentaram a superioridade da abordagem de GS na capacidade de capturar grandes proporções da variância genética para crescimento, em comparação com o valor limitado da abordagem de GWAS ao se considerar aplicações no melhoramento operacional. A maioria dos estudos de GWAS em plantas, no entanto, assim como este descrito acima, tem sofrido com um poder estatístico limitado, especialmente para características complexas. Tamanhos amostrais maiores são necessários no sentido de aumentar a capacidade de detecção de variantes, especialmente aquelas de baixa frequência e de pequeno efeito. Devido aos desafios logísticos e altos custos para aumentar o tamanho das populações em estudos de associação, uma alternativa tem sido a implementação de Joint-GWAS, utilizando informações combinadas de populações independentes. Joint-GWAS utiliza diferentes abordagens estatísticas para combinar os resultados de múltiplos estudos em um esforço para aumentar o poder de detecção em relação a estudos individuais, melhorar as estimativas do tamanho dos efeitos e/ou resolver a incerteza quando resultados dos estudos individuais não concordam. No segundo capítulo desta tese de doutorado foi realizado um estudo de associação genômica ampla utilizando dados de quatro populações independentes para características de crescimento, montando assim uma população de associação consideravelmente maior do que estudos anteriores em espécies florestais. Dados de um total de 3.373 árvores de quatro populações híbridas de Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla não relacionadas, cada uma delas com 758 a 979 indivíduos, foram utilizados. Estas populações haviam sido genotipadas com uma plataforma de SNP comum desenvolvida para Eucalyptus permitindo assim a implementação de Joint-GWAS. O impacto da correção para estrutura de população e/ou parentesco sobre a capacidade de detecção de associações significativas foi explorado utilizando seis modelos estatísticos com base na análise de SNPs individuais. Uma redução drástica no número de associações significativas foi observada ao se adotar correções mais rigorosas. Foi avaliado ainda o desempenho de diferentes abordagens de mapeamento de associação utilizando segmentos genômicos contendo vários SNPs em contrates com SNPs individuais. A abordagem de mapeamento de herdabilidades regionais, nas quatro populações analisadas de forma independente, identificou regiões genômicas que explicaram individualmente 3-13% da herdabilidade genômica. Variantes raras foram detectadas usando abordagens de Joint-GWAS baseadas em conjuntos de SNPs dentro de genes e em segmentos específicos. Associações foram detectadas em genes relacionados à biossíntese da parede celular e resistência à doença, sugerindo potenciais efeitos pleiotrópicos no crescimento da árvore. De maneira geral, o aumento do tamanho amostral e a aplicação de diferentes abordagens de análise combinada de populações ainda revelaram um número limitado de associações, corroborando a complexidade de características de crescimento e a provável participação de um grande número de variantes de pequeno efeito de difícil detecção no controle de crescimento. Entretanto, estes resultados indicam ainda que à medida que mais programas de melhoramento de Eucalyptus adotarem genômica para predizer fenótipos com base em uma plataforma SNP comum, conjuntos de dados cada vez maiores ficarão disponíveis e Joint-GWAS como descrito neste estudo de forma inédita em espécies florestais, será capaz de contribuir para a identificação de SNPs ou segmentos genômicos que controlam proporções relevantes da herdabilidade.
This doctoral thesis presents results of research in genomic selection (GS) and genome-wide associations studies (GWAS) in six Eucalyptus breeding populations, with the objective of evaluating the potential of these approaches in explaining heritability, detecting significant associations and predicting phenotypes of growth traits. In the first chapter, genomic prediction approaches and association studies for growth traits in Eucalyptus benthamii ( = 505) and Eucalyptus pellita ( = 732) breeding populations were compared. Both species are of increasing commercial interest for the development of germplasm adapted to environmental stresses. Predictive ability reached 0.16 in E. benthamii and 0.44 in E. pellita for diameter growth. Predictive abilities using either Genomic BLUP or different Bayesian methods reached similar results, indicating that growth adequately fits the infinitesimal model. No difference was detected in predictive ability when different sets of SNPs were utilized, based on position (equidistantly genome-wide, inside genes, linkage disequilibrium pruned or on single chromosomes), as long as the total number of SNPs used was above ~5,000. Predictive abilities obtained by removing relatedness between training and validation sets fell near zero for E. benthamii and were halved for E. pellita. These results corroborate the current view that relatedness is the main driver of genomic prediction, although some historical linkage disequilibrium was likely captured for E. pellita. A genome-wide association study identified only one significant association for volume growth in E. pellita, illustrating the fact that while genome-wide regression is able to account for large proportions of the heritability, very little or none is captured into significant associations using GWAS in breeding populations of the size evaluated in this study. This study provided further experimental data supporting positive prospects of using genome-wide information to capture large proportions of trait heritability and predict growth traits in trees with accuracies equal or better than those attainable by phenotypic selection. Additionally, our results documented the superiority of the wholegenome regression approach in accounting for large proportions of the heritability of complex traits, such as growth, in contrast to the limited value of the local GWAS approach toward breeding applications. Most GWAS in plants, like the one described above, have suffered from limited statistical power especially for complex traits. Larger sample sizes are needed to enhance the ability to identify variants, especially those of low-frequency and small effect. Due to the challenges and high costs of increasing sample size in GWAS, an alternative has been to implement Joint-GWAS, using the combined information from independent populations. Joint-GWAS use different statistical approaches to combine the results from multiple studies in an effort to increase detection power over individual studies, improve estimates of the size of the effect and/or to resolve uncertainty when reports from individual studies disagree. In the second chapter of this doctoral thesis, a GWAS for growth traits was performed by assembling a considerably larger association population than any previous GWAS in forest trees. Data for a total of 3,373 trees across four unrelated Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla hybrid breeding populations, with samples sizes varying between 758 and 979 individuals, were used. These populations had been genotyped with a common SNP platform for Eucalyptus species, thus allowing a Joint-GWAS implementation. The impact of correcting for population structure and/or relatedness on the detection of significant associations was explored using six single-SNP GWAS models. A drastic reduction in the number of significant associations detected was observed when more stringent correction was adopted. We also evaluated the performance of different segment-based GWAS approaches involving several SNPs simultaneously in comparison to single-SNP analyses. Regional heritability mapping, in these four populations independently, pinpointed genomic regions that individually explained 3-13% of the genomic heritability. Rare variants were detected using gene and region-based Joint-GWAS approaches. Associations were detected into genes related to cell wall biosynthesis and disease resistance, suggesting potential pleiotropic effects on tree growth. In general, the increase in sample size and the application of different approaches of Joint-GWAS still revealed a limited number of associations, corroborating the complexity of growth traits and the likely participation of a large number of variants of small effect of difficult detection in the control of growth traits. However, these results further indicate that as more Eucalyptus breeding programs adopt genomics to predict phenotypes based on a common SNP platform, increasing datasets will be available and Joint-GWAS as described in this study for the first time in forest trees, will be able to contribute to the identification of SNPs or genomic segments controlling relevant portions of trait heritability.

As condições ambientais do subtrópico brasileiro favorecem o desenvolvimento da ferrugem da folha da aveia de maneira que a severidade torna-se alta e extremamente danosa. O desenvolvimento de variedades com resistência parcial (RP), tem sido sugerido como uma estratégia para tornar a efetividade da resistência à ferrugem da folha mais durável. Este trabalho teve por objetivos determinar a variabilidade, quantificar a herdabilidade e identificar as regiões genômicas (QTLs) associadas à expressão da RP, em linhagens do cruzamento UFRGS 7 x UFRGS910906, avaliadas na média de parcelas. Oitenta e três linhagens F6:7 e F6:8 e os genitores UFRGS 7 (suscetibilidade) e UFRGS 910906 (parcialmente resistente) foram avaliados, em 2002 e 2003, quanto à severidade da ferrugem da folha da aveia no decorrer do ciclo da cultura, em parcelas experimentais. A partir desses dados, foi calculada a área sob a curva do progresso da doença (ASCPD), a severidade máxima (SM) e o tempo em dias para atingir 12,5% da SM (T12,5). O rendimento de grãos (REND) e o peso de hectolitro (PH) das linhagens com RP foram comparados nos tratamentos com e sem fungicida. Uma análise por intervalo simples foi utilizada para identificar em mapa molecular F6, anteriormente desenvolvido, QTLs associados à ASCPD, SM e T12,5. A população de UFRGS 7 X UFRGS 910906 apresentou variabilidade para os parâmetros da RP, com as linhas 211, 238, 241, 243 e 245 apresentando os menores valores de ASCPD, SM e T12,5, nos dois anos. As estimativas de herdabilidade de ASCPD (0,87), SM (0,86), T12,5 (0,76), REND (0,99) e PH (0,64) foram altas. Seis QTLs foram identificados para as características ASCPD, SM e T12,5, avaliadas com base em parcelas experimentais, nos dois anos de estudo. Os resultados permitem concluir que a avaliação em parcelas da RP à ferrugem da folha de UFRGS 910906 é efetiva na distinção de genótipos resistentes. O nível de RP conferido por UFRGS 910906 não fornece proteção suficiente para manter o rendimento e qualidade de grãos, na presença de alta severidade da moléstia. A RP de UFRGS 910906 apresenta um QTL identificado pelo marcador AFLP PaaMtt340 com consistência de expressão em diferentes ambientes, capaz de ser detectado na avaliação de parcelas experimentais e com potencial para ser explorado através do uso de seleção assistida por marcadores moleculares em programas de melhoramento de aveia.

Os solos de várzea ou hidromórficos têm como principal característica a drenagem natural defi lente. No Rio Grande do Sul, este tipo de solo representa 20% da ár a, sendo cultivado principalmente em um sistema de arroz e pecuária de corte. O milho pode ser uma alternativa para rotação de culturas em áreas de várzea, entretanto é indispensável o desenvolvimento de genótipos tolerantes ao encharcamento do solo. Este trabalho teve por objetivo avaliar a variabilidade enética da tolerância ao encharcamento do solo em milho, bem como avalia a complexidade de fatores envolvidos na tolerância ao encharcamento. Uma série de experimentos foi realizada em casa de vegetação para testar a reação de 105 genótipos de milho sob estresse e foram feitas análises de tecido da parte aérea das plantas para avaliar os diferentes fatores en olvidos. Os resultados indicaram a presença de variabilidade genética para a tolerância ao estresse. Em torno de 4% dos genótipos testados de onstraram tolerância, apresentando-se mais verdes e mais vigorosos em rel ção aos demais no decorrer de cada experimento. A temperatura foi um f tor decisivo na avaliação da tolerância, sendo que temperaturas mais altas aumentaram os efeitos nocivos ocasionados pelo encharcamento. O alagamento do solo determinou uma elevação drástica na concentração de ferre e uma redução nos elementos nitrogênio, fósforo, potássio e boro no tccido das plantas. As plantas sensíveis apresentaram teores de sódio signifi ativamente maiores no tecido em comparação com as plantas tolerantes. Co o conclusão, é possível selecionar genótipos de milho adaptados às condiço:s de encharcamento do solo, entretanto a análise deste estresse é complexa • evido à interação com diversos fatores do ambiente, especialmente a temperatura.
Lowland or hydromorphic soils present naturally poor drainage. In Rio Grande do Sul this type of soil represents 20% of the total cultivated area. R is cultivated under a rice and livestock succession system. Maize may be an alternative to crop rotation in these areas, however it is essential to develop waterlogging tolerant genotypes. This study aimed to evaluate the genetic variability for waterlogging tolerance in maize, and to assess the complexity of factors involved in waterlogging tolerance. Several experiments were conducted in greenhouse to test the reaction of 105 maize genotypes. Tissue analysis was additionally performed to evaluate different factors involved. Results indicated genetic variability for stress tolerance. About 4% genotypes showed tolerance, presenting greener leaves and more vigorous during each experiment. Temperature was a decisive factor for tolerance evaluation, where higher temperatures increased stress by fiooding. Waterlogging caused an elevation in iron tissue concentration. At the same time nitrogen, phosphorus, potassium, and boron concentration were decreased. Sensitive plants showed significantly higher levels of sodium on the tissues when compared to tolerant plants. As a conclusion, it is possible to select maize genotypes adapted to waterlogging conditions, however stress analysis is complex due to interaction with several environmental factors, especially temperature.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-01-07Bitstream added on 2014-06-13T20:23:21Z : No. of bitstreams: 1 espindola_smcg_dr_jabo.pdf: 360908 bytes, checksum: 4d6651892be89ff6a6c3957a8387c0d9 (MD5)
Atualmente, a soja destaca-se como a mais importante oleaginosa cultivada no mundo. Os investimentos em pesquisa levaram à tropicalização da soja, permitindo, pela primeira vez na história, que o grão fosse plantado com sucesso, em regiões de baixas latitudes, entre o Trópico de Capricórnio e a linha do Equador. Em função disso tem-se buscado o desenvolvimento de genótipos com ampla adaptabilidade, o que implica em uma baixa interação genótipo x ambiente. O entendimento do tipo de interação permite um melhor posicionamento e indicação de regiões de plantio da cultivar em questão facilitando o trabalho do melhorista. A presença desse fenômeno pode acarretar uma redução da produtividade global de uma área para a qual se faça uma indicação geral de uma dada cultivar. Por outro lado, pode-se tirar proveito de sua existência usando-se procedimentos estatísticos que identifiquem o padrão dessa interação, e gerem informações que possibilitem o agrupamento de locais em zonas dentro das quais a magnitude da interação não seja significativa, permitindo indicações específicas de cultivares para tais zonas. O uso de ferramentas moleculares tem se apresentado como uma opção para seleção de características com base no genótipo e eliminando assim o efeito do ambiente na expressão da característica em questão. O melhoramento assistido por marcadores moleculares tem sido tema de inúmeros trabalhos de seleção assistida, cujos resultados variam de concretos e positivos a controversos e pouco significativos em termos de ganhos genéticos, econômicos e eficiência, quando comparados com a seleção fenotípica. Os capítulos seguintes permitem apresentar resultados de metodologias moleculares e convencionais aplicadas em um programa de melhoramento para seleção de genótipos superiores de soja.
Nowadays, soybean highlights as the most important oilseed cultivated in the world. The investments in research led to soybean “tropicalization”, allowing, for the first time in history, that the grain was seeded with success, in low latitudes, between the tropic of Capricorn and the Equator. Due to this, researchers have tried to develop wide adaptability genotypes, which implies in a low genotype x environment interaction. The comprehension of the type of interaction allows a better placement and indications of cultivar planting regions, facilitating the breeder’s work. The presence of this phenomenon may result in a global productivity decrease of an area that make up an overall indication of a given cultivar. On the other hand, it is possible to take advantage of their existence using statistical procedures to identify the pattern of this interaction, and generate information that allow the grouping of local areas within which the magnitude of the interaction is not significant. Specific cultivar indication for these zones. The use o molecular tools have shown as an option for characteristics selection base on genotype and then eliminating the environment effect in the expression of the characteristic in question. The molecular marker-assisted breeding has been the subject of numerous works assisted selection, whose results varies from concrete and positive to controversial and little significant in terms of genetic gains, and economic efficiency compared to phenotypic selection. The following chapters present results provide molecular and conventional methodologies applied in a breeding program for superior genotypes selection.

Orientador: Antônio Orlando Di Mauro
Coorientador: Sandra Helena Unêda-Trevisoli
Banca: Luís Fernando Alliprandini
Banca: Vanoli Fronza
Banca: Gustavo Vitti Moro
Banca: João Carlos de Oliveira
Resumo: Atualmente, a soja destaca-se como a mais importante oleaginosa cultivada no mundo. Os investimentos em pesquisa levaram à "tropicalização" da soja, permitindo, pela primeira vez na história, que o grão fosse plantado com sucesso, em regiões de baixas latitudes, entre o Trópico de Capricórnio e a linha do Equador. Em função disso tem-se buscado o desenvolvimento de genótipos com ampla adaptabilidade, o que implica em uma baixa interação genótipo x ambiente. O entendimento do tipo de interação permite um melhor posicionamento e indicação de regiões de plantio da cultivar em questão facilitando o trabalho do melhorista. A presença desse fenômeno pode acarretar uma redução da produtividade global de uma área para a qual se faça uma indicação geral de uma dada cultivar. Por outro lado, pode-se tirar proveito de sua existência usando-se procedimentos estatísticos que identifiquem o padrão dessa interação, e gerem informações que possibilitem o agrupamento de locais em zonas dentro das quais a magnitude da interação não seja significativa, permitindo indicações específicas de cultivares para tais zonas. O uso de ferramentas moleculares tem se apresentado como uma opção para seleção de características com base no genótipo e eliminando assim o efeito do ambiente na expressão da característica em questão. O melhoramento assistido por marcadores moleculares tem sido tema de inúmeros trabalhos de seleção assistida, cujos resultados variam de concretos e positivos a controversos e pouco significativos em termos de ganhos genéticos, econômicos e eficiência, quando comparados com a seleção fenotípica. Os capítulos seguintes permitem apresentar resultados de metodologias moleculares e convencionais aplicadas em um programa de melhoramento para seleção de genótipos superiores de soja.
Abstract: Nowadays, soybean highlights as the most important oilseed cultivated in the world. The investments in research led to soybean "tropicalization", allowing, for the first time in history, that the grain was seeded with success, in low latitudes, between the tropic of Capricorn and the Equator. Due to this, researchers have tried to develop wide adaptability genotypes, which implies in a low genotype x environment interaction. The comprehension of the type of interaction allows a better placement and indications of cultivar planting regions, facilitating the breeder's work. The presence of this phenomenon may result in a global productivity decrease of an area that make up an overall indication of a given cultivar. On the other hand, it is possible to take advantage of their existence using statistical procedures to identify the pattern of this interaction, and generate information that allow the grouping of local areas within which the magnitude of the interaction is not significant. Specific cultivar indication for these zones. The use o molecular tools have shown as an option for characteristics selection base on genotype and then eliminating the environment effect in the expression of the characteristic in question. The molecular marker-assisted breeding has been the subject of numerous works assisted selection, whose results varies from concrete and positive to controversial and little significant in terms of genetic gains, and economic efficiency compared to phenotypic selection. The following chapters present results provide molecular and conventional methodologies applied in a breeding program for superior genotypes selection.
Doutor

Solos ácidos com toxidez por Al são comuns, sendo geralmente destinados à pecuária. A utilização de leguminosas forrageiras adaptadas a esta situação minimizaria o uso de correção de acidez e ainda possibilitaria um aporte de N ao sistema via fixação biológica. A caracterização e a identificação de mecanismos de tolerância ao Al tóxico são os passos iniciais em um programa de seleção e melhoramento visando maior adaptação a esta condição de estresse. Este trabalho objetivou: (i) caracterizar genótipos de cornichão (L. corniculatus), espécies diplóides, inclusive da espécie modelo L. japonicus e linhas endogâmicas recombinantes (LER) de Lotus, quanto à tolerância ao Al tóxico; (ii) identificar o acúmulo de Al e exsudação radicular de ácidos orgânicos nas espécies cultivadas; e (iii) selecionar genótipos com respostas contrastantes ao Al tóxico, comparando-os através de caracteristicas agronômicas e moleculares. Os resultados da caracterização mostraram que as espécies modelo diplóides MG-20 e GIFU, a população UFRGS, e as cvs. San Gabriel e São Gabriel foram as mais produtivas de maneira geral. A população UFRGS apresentou ainda uma grande superioridade em situações de moderada acidez do solo (22,2% de Al), demonstrando um potencial de utilização em regiões onde se realize correção parcial do solo. Das 180 LERs testadas, 24 foram superiores e 39 foram inferiores a espécie modelo GIFU. Com relação à exsudação radicular de ácidos orgânicos, na ausência de Al observaram-se baixos níveis de exudação para todos os genótipos. Já na presença do Al, os resultados mostraram que o genótipo UFRGS, selecionado para tolerância ao Al (UF-T2), apresentou aumento significativo (pelo menos 50% superior) da exudação de ácido oxálico em relação aos demais genótipos, assim como a população UFRGS mostrou-se superior à cv. Draco em todas as avaliações. O resultado de dois ciclos de seleção massal visando tolerância ao Al mostrou incrementos na produção de matéria seca em todas as concentrações de Al testadas, enquanto que a seleção para sensibilidade ao Al pareceu estar relacionada com o baixo vigor das plantas, uma vez que na ausência de Al estes genótipos apresentaram menor acúmulo de matéria seca em relação às populações originais. A grande diversidade observada nos genótipos avaliados pode indicar que mecanismos de tolerância ao Al possam atuar em diferentes intensidades. A exudação de ácido oxálico parece ser um mecanismo que permite a manutenção do crescimento do cornichão em condições de Al tóxico, sendo que a seleção de um genótipo mais tolerante ao Al proporcionou aumentos significativos neste mecanismo de defesa.
Acid soils with aluminum (Al) toxicity are common, being generally destined for cattle livestock. The utilization of forage legumes adapted to this situation would minimize the use of agricultural liming materials and still allow a nitrogen input to the system via biological fixation. The characterization and identification of tolerance mechanisms to toxic Al are the initial steps in a selection and breeding program aiming a greater adaptation to this stress condition. This work was aimed to: (i) characterize cultivated populations of birdsfoot trefoil (tetraploid), model species (diploid) and recombinant inbred lines (RIL) of Lotus, regarding toxic Al tolerance; (ii) identify the accumulation of Al and root exudation of organic acids in the cultivated species; and (iii) select genotypes with contrasting responses to the toxic Al, comparing their morphological and molecular characteristics. The results of the characterization showed that the diploid genotypes, MG-20 and GIFU, and the cultivated UFRGS genotypes, San Gabriel and São Gabriel were the most productive in a general matter. The UFRGS genotype also presented a great superiority in situations of moderate soil acidity (22,2% of Al), demonstrating a utilization potential in regions where partial soil amelioration is done. Of the180 RILs tested, 24 were superior and 39 were inferior to the GIFU genotype. Regarding root exudation of organic acids, in the absence of aluminum, low levels of exudation were observed for all genotypes. However, in the presence of aluminum, the results showed that the UFRGS genotype selected for Al tolerance presented a significant increase (at least 50% higher) of oxalic acid exudation compared to the other genotypes, and the UFRGS genotype proved superior to the Draco genotype in all evaluations. The result of two mass selection cycles aiming Al tolerance showed increments in dry matter production in all of the toxic aluminum concentrations tested, while the selection for Al sensibility seemed to be related to the plants’ low vigor, since in the absence of Al these genotypes presented a lower accumulation of dry matter compared to the original populations. The great diversity observed in the evaluated genotypes may indicate that the Al tolerance mechanisms may act in different intensities. The exudation of oxalic acid is apparently a mechanism that permits the maintenance of the birdsfoot trefoil growth in different conditions of toxic Al, as well as the selection of a more tolerant genotype to aluminum permitted a significant increase in this defense mechanism.

O melhoramento vegetal constitui a primeira etapa de todos os sistemas das cadeias agroindustriais, pois é responsável por gerar e disponibilizar aos agricultores, sob a forma de novas cultivares, a genética das sementes a serem utilizadas nos cultivos que suprem a demanda do país por produtos agrícolas. O presente trabalho pretende investigar a dinâmica de constituição de entidades privadas, pertencentes a grupos de produtores rurais, com a finalidade de gerar novas cultivares. A observação deste fenômeno pode auxiliar o aperfeiçoamento de mecanismos institucionais para fortalecimento das ações coletivas voltadas para o interesse público e importantes, do ponto de vista estratégico, para o agronegócio do Brasil. Pretende-se, assim, responder à seguinte questão de pesquisa: Quais os incentivos para as organizações coletivas se dedicarem ao melhoramento vegetal? A presente investigação, de cunho qualitativo e com fins exploratórios, realiza um estudo de múltiplos casos à luz de conceitos da economia das organizações por meio de variáveis motivacionais específicas situadas em duas dimensões: ambiente institucional e estrutura de mercado. As organizações analisadas são: Cooperativa Central Gaúcha Ltda. - CCGL, Cooperativa Central de Pesquisa Agrícola - Coodetec, Centro de Tecnologia Canavieira - CTC, Fundação de Apoio à Pesquisa Agropecuária de Mato Grosso - Fundação MT, e Instituto Mato-Grossense do Algodão - IMAmt. É possível observar diferenças marcantes de estrutura, estratégia e diversas outras variáveis analisadas nas organizações, o que dificulta comparações. Embora não tenham sido confirmadas as hipóteses sugeridas de que as organizações teriam surgido para competir no mercado de sementes ou para exercer poder de barganha nas negociações com empresas de grande porte, a avaliação de algumas variáveis motivacionais leva a crer que os ganhos dos agricultores estão na influência que exercem sobre o direcionamento das pesquisas realizadas pelas organizações e na celeridade com que acessam os seus resultados, na forma de novas cultivares. O financiamento dessas pesquisas sob a forma de uma ação coletiva possibilita diluir os seus elevados custos. Os achados também apontam a preocupação dos entrevistados com a baixa taxa de suprimento de novas cultivares ao mercado e estreitamento genético que coloca em risco as culturas de grande expressão econômica no caso de haver agravamento de incidência de pragas. Por fim, questiona-se a sustentabilidade das organizações em ambiente de concorrência acirrada, haja em vista que, em grande parte, foram estruturadas para compensar limitações do sistema público de pesquisa. Diante do exposto, percebeu-se, nas entrevistas, haver uma movimentação no sentido de aperfeiçoar as estratégias mercadológicas, com o aproveitamento dos mecanismos legais disponíveis, como a Lei de Proteção de Cultivares, e a realização de parcerias com empresas multinacionais.
Plant breeding is the very first step of agro-industrial systems. It is responsible for creating new varieties and providing farmers with the seeds to be used in agricultural production to supply the country\'s demand. The present study aims to investigate the establishment of private entities engaged in plant breeding, belonging to groups of farmers. The observation of this phenomenon can assist the development of institutional mechanisms for strengthening collective actions, especially if they are of public interest and important as a strategy for the Brazilian agribusiness. It is intended, therefore, to answer the following research question: What are the incentives for collective organizations to engage in plant breeding? The present investigation is classified as qualitative with exploratory purposes. It is based on a multiple case study and takes account the concepts of the economics of organizations using specific motivational variables divided into two dimensions: institutional environment and market structure. The organizations are: Cooperativa Central Gaúcha Ltda. - CCGL, Cooperativa Central de Pesquisa Agrícola - Coodetec, Centro de Tecnologia Canavieira - CTC, Fundação de Apoio à Pesquisa Agropecuária de Mato Grosso - Fundação MT, and Instituto Mato-Grossense do Algodão - IMAmt. We observed remarkable differences in structure, strategy and other variables analyzed in organizations, making any kind of comparison difficult. Although the suggested hypotheses have not been confirmed - i.e. that the organizations have arisen to compete in the seed market or to exercise bargaining power against big companies-the assessment of some motivational variables suggests that the gains of the farmers could be driving the research conducted by the organizations toward their own interests and, in the short term, to access new varieties. Funding research in a collective action allows reduction of their high costs. The findings also indicate some concern of respondents about the low rate of supply of new varieties to the market and genetic narrowing which increases susceptibility of crops to pests. Finally, one can question the sustainability of organizations in a fiercely competitive environment, considering that they have been structured to compensate the limitations of public research. Lastly, it was noted in the interviews, that there is a movement in collective organizations towards improving marketing strategies, by taking advantage of legal mechanisms available, such as the Plant Variety Protection Law and building partnerships with multinational companies.

Orientador: Antonio Baldo Geraldo Martins
Banca: Carlos Ruggiero
Banca: Rogerio Falleiros Carvalho
Banca: Aparecida Conceição Boliani
Banca: Simone Rodrigues da Silva
Resumo: O cultivo da pitaya pode ser uma fonte de diversificação da atividade agrícola e são espécies promissoras, pois agrega rusticidade de cultivo e beleza dos frutos aliada a uma composição rica em compostos funcionais, trazendo benefícios a quem a consome. Visando contribuir com informações sobre a cultura, este trabalho objetivou selecionar materiais possíveis para utilização em programas de melhoramento, ou para lançamento como variedade, de forma a diversificar o produto oferecido, e discutir técnicas de produção e manejo de mudas. A partir de cruzamentos manuais controlados utilizando-se a espécie Hylocereus undatus como planta mãe e pólen das espécies H. polyrhizus e H. setaceus, foram obtidos 45 híbridos potenciais, que apresentaram maior vigor, com características distintas entre si, comparados a partir de descritores morfológicos. Destes, 13 mostraram-se promissores para serem posteriormente avaliados quanto à qualidade de frutos e usados em programa de melhoramento. Um segundo experimento visou verificar a possibilidade de enxertia de H. megalanthus sobre H. undatus, avaliando-se diferentes métodos e material de enxertia. Os resultados mostram ser possível t a realização tanto da enxertia convencional como a enxertia de mesa, com pegamento superior a 80% quando utilizado fenda cheia ou inglês simples, e que o material utilizado influencia no sucesso da propagação. No terceiro experimento avaliou-se o tamanho da estaca utilizada para estaquia para quatro espécies de pitaya (H. undatus, H. polyrhizus, H. setaceus e H. megalanthus). Há diferenças em relação à resposta ao enraizamento em virtude da espécie e do tamanho da estaca, sendo que estacas de 20 cm foram as que proporcionaram melhores resultados para todas as espécies estudadas. O quarto experimento visou avaliar a utilização de substratos alternativos compostos a partir de resíduo da indústria ...
Abstract: Not available
Doutor

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-02-13T09:34:30Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 715056 bytes, checksum: 716a63cd115d7d16af09417ac8b3ed71 (MD5)
Made available in DSpace on 2017-02-13T09:34:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 715056 bytes, checksum: 716a63cd115d7d16af09417ac8b3ed71 (MD5) Previous issue date: 2016-08-04
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
Os programas de melhoramento genético do cafeeiro têm como principal objetivo a obtenção de cultivares com características agronômicas e tecnológicas de interesse, qualidade superior de bebida e resistência a pragas e doenças, aliadas a elevado potencial produtivo. Uma ferramenta útil para auxiliar a seleção de progenitores para os programas de melhoramento é o estudo da diversidade genética de cafeeiros, usando marcadores moleculares. Outra metodologia utilizada é o cruzamento dialélico. Dialelos têm sido aplicados para a obtenção de informações sobre o potencial genético de cultivares ou linhagens, bem como suas capacidades de combinação, que resultem em híbridos produtores de populações segregantes promissoras. Assim, o presente trabalho teve como objetivo aplicar essas duas metodologias, a análise da diversidade genética e o estudo de um dialelo circulante, para auxiliar os programas de melhoramento de Coffea arabica. Marcadores moleculares também foram utilizados para certificação de cruzamentos de interesse para o melhoramento. Dessa forma, 12 marcadores moleculares do tipo SSR (Simple Sequence Repeats) foram utilizados para acessar a diversidade genética de 76 potenciais progenitores e para a certificação de 48 cruzamentos de interesse. A análise da matriz de distância genética obtida e os dendrogramas resultantes permitiram identificar que os cruzamentos Catiguá MG2 x Acauã, Catiguá MG2 x Topázio MG 1190 , Catiguá MG2 x Arara, Catiguá MG2 x Bourbon Amarelo MG 0009 e Catiguá MG2 x Tupi Ferrero, são os que otimizam a distância genética entre os progenitores. Com os marcadores moleculares, foi possível identificar sete cafeeiros que não eram híbridos e sim resultantes de autofecundação do progenitor feminino. Na análise do dialelo circulante foram avaliados oito progenitores e 12 híbridos, com base em 10 características morfoagronômicas. Foram estimadas as capacidades gerais e específicas de combinação, bem como as médias dos progenitores, dos híbridos e dos híbridos preditos para cada característica. Para as principais características (Vigor Vegetativo e Produção), os cruzamentos que devem ser priorizados são entre os progenitores Catiguá MG2 e UFV 311-63 e entre Catiguá MG2 e Acauã Novo, com base na estimação dos parâmetros genéticos. Foi realizada uma análise de correlação para estudar a relação entre distância genética com base nos marcadores moleculares, diversidade genética fenotípica, média fenotípica e capacidade de combinação das plantas avaliadas no dialelo. Verificou-se uma maior correlação entre a distância genética molecular, média fenotípica das características avaliadas e capacidade de combinação quando comparada com a diversidade fenotípica. Além disso, as características mais fortemente correlacionadas com a diversidade genética molecular foram Vigor vegetativo e Produção.
The main objectives of coffee breeding programs is to obtain cultivars with good agronomic traits, better cup quality and resistance to pests and diseases combined with high yield potential. A useful tool to assist the selection of promising parents for these programs is the study of genetic diversity using molecular markers. Another method used is the diallel cross. Diallel shave been applied to obtain information on the genetic potential of cultivars, as well as its combination capacities that result in hybrids of promising segregating populations. Thus, this study aimed to apply these two methods, the analysis of genetic diversity and circulant diallel to assist Coffea arabica breeding programs. Molecular markers were also used for certification of hybrids. Twelve SSR (Simple Sequence Repeats) molecular markers were used to assess the genetic diversity of 76 potential parents and certificate 48 potential hybrids. The analysis of genetic distance matrix and the dendrograms showed that Catiguá MG2 x Acauã, Catiguá MG2 x Topazio MG 1190, Catiguá MG2 x Arara, Catiguá MG2 x Bourbon Amarelo and Catiguá MG2 x Tupi Ferrero are the crosses that optimize the genetic distance between parents. With molecular markers data, seven potential hybrids showed to be result of self-pollination and the remaining 41 plants were identified as true hybrids. The circulant diallel analyses were assessed with eight parents and 12 hybrids, using ten agronomic traits. The general and specific combining abilities were estimated, as well as the means of the parents, hybrids and predicted hybrids for each trait. For the main agronomic trait (vegetative vigor and yield), crossings that should be prioritized are between the parents Catiguá MG2 and UFV 311-63, and between Catiguá MG2 and Acauã Novo based on the genetic parameters estimation. A correlation analysis was performed to study the relationship between molecular genetic distance, phenotypic genetic diversity, phenotypic mean and combining ability of the plants evaluated in diallel. There was a greater correlation between genetic distance and phenotypic mean of the traits evaluated and combining ability, when compared to phenotypic distance. Furthermore, the most strongly correlated traits with genetic diversity were vegetative vigor and yield.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2018-01-15T16:24:47Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 962345 bytes, checksum: 5a6d6072db690a2bf84a5142262e8313 (MD5)
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Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
A presença de variabilidade genética associada a estratégias mais eficientes de seleção são imprescindíveis para se obter sucesso nos programas de melhoramento. Nesse sentido, o uso de marcadores moleculares em estudos de diversidade, bem como a seleção baseada em dados fenotípicos por meio do uso de procedimentos genético-estatísticos mais refinados têm se mostrado ferramentas úteis nos programas de melhoramento. Além disso, com o avanço das plataformas de NGS (Next Generation Sequencing), um novo método de seleção, que visa utilizar dados fenótipos e moleculares, denominado Seleção Genômica Ampla foi proposto. O objetivo do trabalho foi identificar marcadores SNP (Single Nucleotide Polymorphism) e validá-los em estudos de diversidade genética; estimar os parâmetros genéticos e os ganhos com a seleção utilizando a metodologia de modelos mistos (REML/BLUP); aplicar o princípio da GWS (Genome Wide Selection) e avaliar sua eficiência em população de C. canephora. A população em estudo, inicialmente, foi composta por 72 genótipos nos quais os marcadores SNP foram identificados e validados. A seleção fenotípica, por meio do procedimento REML/BLUP, foi realizada em 192 genótipos de cafeeiros. Por fim, a população avaliada por meio da GWS foi composta por 165 genótipos. Utilizando a plataforma de sequenciamento da empresa RAPiD Genomics foram identificados 117.450 SNP em 72 indivíduos de C. canephora. Após análises de qualidade, 33.485 SNP foram selecionados e validados em análises de diversidade e estrutura genética de populações. Os marcadores foram eficientes na avaliação da diversidade e estrutura genética de C. canephora e com base em nessas análises foi possível selecionar possíveis cruzamentos promissores dentro e entre os grupos varietais e Híbridos geneticamente mais distantes. Com base nas análises utilizando o método REML/BLUP foi possível selecionar genótipos Conilon e Robusta promissores por serem geneticamente divergentes pela análise de agrupamento e por proporcionarem ganhos elevados com a seleção. Estes podem ser intercruzados para obter cultivares dentro de cada grupo varietal e/ou como genitores em cruzamentos interpopulacionais. Além disso, foi possível selecionar famílias híbridas que se destacaram nas análises. Estas podem ser testadas em diferentes regiões e as promissoras utilizadas como variedade propagada por semente. As famílias híbridas selecionadas podem também ser intercruzadas (cruzamento intrapopulacional) para avanço da seleção recorrente. Por fim, a GWS mostrou-se ferramenta útil para o melhoramento de C. canephora, por predizer com alta acurácia os valores genéticos genômicos dos indivíduos e possibilitar a redução no tempo necessário para completar o ciclo de seleção, proporcionando ganhos significativos em eficiência seletiva por unidade de tempo.
The presence of genetic variability associated with more efficient selection strategies is essential for success in breeding programs. In this sense, the use of molecular markers in diversity studies, as well as selection based on phenotypic data through the use of more refined genetic-statistical procedures have been shown to be useful tools in breeding programs. In addition, with the advancement of NGS (Next Generation Sequencing) platforms, a new selection method, which aims to use phenotype and molecular data, called the Genome Wide Selection was proposed. The objective of this work was to identify SNP markers (Single Nucleotide Polymorphism) and to validate them in studies of genetic diversity; to estimate genetic parameters and selection gains using the mixed model methodology (REML/BLUP); to apply the principle of GWS (Genome Wide Selection) and to evaluate its efficiency in C. canephora population. The study population was initially composed of 72 genotypes in which the SNP markers were identified and validated. Phenotypic selection, using the REML/BLUP procedure, was performed on 192 coffee genotypes. Finally, the population evaluated through GWS consisted of 165 genotypes. Using the RAPiD Genomics company sequencing platform, 117,450 SNPs were identified in 72 C. canephora individuals. After quality analyzes, 33,485 SNPs were selected and validated in analyzes of diversity and genetic structure of populations. The markers were efficient in evaluating the genetic diversity and structure of C. canephora and based on these analyzes, it was possible to select possible promising crosses within and among the genetically distant varietal and hybrid groups. Based on the analyzes using the REML/BLUP method, it was possible to select promising Conilon and Robusta genotypes because they are genetically divergent by cluster analysis and because they provide high gains with selection. These can be cross-linked to obtain cultivars within each varietal group and/or as parents at interpopulation crossings. In addition, it was possible to select hybrid families that stood out in the analyzes. These can be tested in different regions and the promising ones used as seed propagated variety. Selected hybrid families can also be cross-linked (intrapopulation cross) to advance recurrent selection. Finally, the GWS proved to be a useful tool for the improvement of C. canephora, by accurately predicting the genomic genetic values of the individuals and allowing the reduction in the time needed to complete the selection cycle, providing significant gains in selective efficiency by unit of time.

Submitted by Patricia Barros (patricia.barros@ufes.br) on 2016-05-12T13:21:28Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) ADRIEL LIMA NASCIMENTO - MELHORAMENTO GENÉTICO DO MAMOEIRO - NOVOS HÍBRIDOS PARA O NORTE DO ESPÍRITO SANTO.pdf: 1058937 bytes, checksum: 9264d96e00245a7c63e65dbe5b22e77e (MD5)
Approved for entry into archive by Patricia Barros (patricia.barros@ufes.br) on 2016-05-12T13:21:44Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) ADRIEL LIMA NASCIMENTO - MELHORAMENTO GENÉTICO DO MAMOEIRO - NOVOS HÍBRIDOS PARA O NORTE DO ESPÍRITO SANTO.pdf: 1058937 bytes, checksum: 9264d96e00245a7c63e65dbe5b22e77e (MD5)
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Capes
O mamoeiro (Carica papaya L.) é uma das culturas mais importantes e amplamente distribuídas nos países tropicais e subtropicais. Dos problemas que afetam o cultivo do mamoeiro está relacionado o baixo número de variedades e híbridos explorados comercialmente, que atendam às exigências dos mercados interno e externo. Uma alternativa e solução viável para estes problemas é a de recorrer à ampliação da base genética do mamoeiro, por meio de programas de melhoramento utilizando hibridações. Nesse contexto desenvolveram-se três trabalhos: o primeiro e o segundo objetivou-se avaliar o comportamento de 11 e 10 novos híbridos obtidos na Caliman Agrícola S.A. quanto aos caracteres morfológicos de planta e biométrico de frutos; no terceiro trabalho procedeu-se à avaliação sensorial e físico-química de frutos bem como a correlação linear em 23 cultivares. Os resultados obtidos com a análise de variância e posterior teste de média de todos os caracteres avaliados mostraram diferenças significativas entre as cultivares avaliadas. Com base nos resultados, detectou a presença de híbridos com caracteres morfológicos de planta, produtivos e qualidade de frutos interessantes, sugerindo que os mesmos sejam avaliados para outros caracteres de interesse agronômico para futuros lançamentos comerciais. A aceitação das cultivares pelo consumidor pode ser basicamente ix executada a partir das classificações quanto ao teor de sólidos solúveis totais por ser um método mais prático, barato e eficiente que a avaliação pela escala hedônica e apresentar alta correlação positiva com esta.
Papaya (Carica papaya L.) is one of the most important and widely distributed crops in tropical and subtropical countries. The problems affecting the cultivation of papaya involve the low number of commercially explored varieties and hybrids, that meet the requirements of national and international markets. An alternative and viable solution to these problems is to use the expansion of the genetic basis of papaya through improvement programs using hybridizations. In this context, three Works were developed: the first and the second aimed to evaluate the behavior of 11 and 10 new hybrids obtained in Caliman Agrícola S.A. as for the plant morphological characteristics and fruit biometric; the third work proceeded to sensory and physicochemical evaluation of fruit as well as the linear correlation in 23 cultivars. The results obtained with the variance analysis and subsequent average test of all characteristics evaluated showed significant differences among the cultivars. Based on the results, it was detected the presence of hybrid with plant morphological characteristics, productive aspects and interesting fruit quality, suggesting that they are assessed to other agronomically important characteristics for future commercial launches. The acceptance of the cultivars by the consumer can basically be performed from the ratings on the content of total soluble solids, since it is a method xi that is more practical, cheap and efficient than the evaluation by hedonic scale and it presents high positive correlation with the hedonic scale method.

O objetivo do presente trabalho foi a quantificação dos componentes da interação genótipo x ambiente, mais precisamente genótipo x ano, em progênies provenientes de cruzamentos biparentais de soja [Glycine max (L.) Merril] e suas implicações no melhoramento. Três populações denominadas 1, 2 e 3; oriundas dos cruzamentos BR 80-14853 x PI-165896, PI-123439 x PI-239235 e GAÚCHA x OC 79230 respectivamente; compostas de 60 linhagens homozigóticas aleatórias obtidas pelo método SSD (Single seed descente), foram avaliadas em relação ao caráter produtividade de grãos, em uma localidade (Piracicaba, SP/Brasil) durante três anos agrícolas: 1993/4, 1994/5 e 1995/6. Empregou-se um delineamento em blocos ao acaso modificado com três repetições e parcelas lineares de um metro de comprimento por 0,50 metro de largura, contendo 17 plantas após o desbaste. A população 3 foi em média superior quanto à produção de grãos, seguida pelas populações 1 e 2, respectivamente. Detectou-se variabilidade genética altamente significativa para as três populações, indicando a possibilidade de seleção de linhagens superiores. Detectou-se também uma interação genótipos x ambientes (progênie x anos) altamente significativa para todas as populações avaliadas. A análise dos componentes da interação fenotípicos e genéticos demonstrou que o componente complexo da mesma foi predominante em alto grau (média das três populações: 90,91% e 96,03% , para os componentes genéticos e fenotípicos, respectivamente). As implicações da predominância do componente complexo da interação nos programas de melhoramento foram estudados e discutidas em detalhe no presente trabalho
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Este trabalho teve por objetivo determinar um dos procedimentos estatísticos já existentes para melhor avaliação de progênies, considerando limitações como a pouca disponibilidade de material, grande número de progênies e, procurando afetar ao mínimo a precisão do experimento. Foi avaliado um experimento de feijão com 121 progênies S2, provenientes de um programa de seleção recorrente em Lavras/MG. Os dados de produção de grãos (g/parcela) do feijoeiro foram submetidos à análises de variância considerando-se os seguintes procedimentos: látice, blocos aumentados, blocos casualizados completos, testemunha intercalar e método das médias móveis. Realizou-se a comparação entre os diferentes procedimentos quanto à sua eficiência no controle do erro experimental e em relação à precisão das estimativas. Pôde-se concluir que: o emprego do delineamento em blocos aumentados é viável para a seleção de progênies em etapas iniciais de programas de melhoramento genético vegetal. O delineamento em blocos aumentados não se mostrou apropriado para a estimação de parâmetros genéticos devido à baixa precisão das estimativas. O método das médias móveis foi eficiente no controle da heterogeneidade dos blocos, sendo esta eficiência similar àquela proporcionada pela análise em látice
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Este trabalho é parte de um programa de pesquisa realizado no Departamento de Ciências Florestais da Escola Superior de Agricultura de Lavras - ESAL sobre espécies de cerrado, com o objetivo de obter informações básicas para o desenvolvimento de programas de manejo com rendimento sustentado, considerando o uso múltiplo do cerrado. A espécie estudada foi o jatobá do cerrado (Hymenaea stigonocarpa Mart. ex Hayne. ) uma espécie de ampla dispersão, fornecedora de madeira de boa qualidade, resina que pode ser utilizada como medicamento e na fabricação de verniz e ainda frutos com polpa de alto valor protéico utilizada na culinária regional. Para a realização do trabalho foram selecionadas cinco populações (Alpinópolis, Ibiá, Monte Alegre de Minas, Monte Carmelo e Uberaba) na região do Triângulo Mineiro, Alto Paranaíba e Sul de Minas na área de ocorrência da espécie. De cada população foram colhidos frutos de 6 a 25 árvores, que foram avaliados, quanto às dimensões (comprimento, largura e espessura) e número de sementes. As sementes de cada árvore foram avaliadas quanto ao comprimento, largura e espessura e a seguir semeadas em viveiro onde se avaliou a porcentagem de germinação, índice de velocidade de emergência e o crescimento das mudas (altura e diâmetro) aos 12 meses. Uma amostra das sementes de Ibiá foi usada para a realização de testes de quebra de dormência. No ano seguinte fez-se nova amostragem na população de Alpinópolis, onde foram coletados e analisados frutos de 30 árvores. As sementes separadas em função de sua posição dentro do fruto, foram medidas e avaliadas quanto à dormência e crescimento das mudas. Após as avaliações verificou-se que as características morfológicas dos frutos e sementes, a porcentagem de germinação e o crescimento das mudas variaram entre e dentro das procedências estudadas, embora somente as dimensões das sementes e mudas tenham apresentado padrão definido de variação em função da precipitação e temperatura. A variação genética para altura e para diâmetro de muda explicou mais de 80% da variação fenotípica, enquanto que o índice de velocidade de emergência foi fortemente influenciado pelo ambiente. A velocidade de emergência das sementes e o tamanho das mudas não foram influenciados pela sua posição no fruto, enquanto que o tamanho das sementes foi maior nas sementes da porção mediana dos frutos

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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Sendo o café (Coffea arabica) um dos mais importantes produtos agrícolas do mundo, o segmento cafeeiro é de grande relevância para o Brasil, que é o seu maior produtor mundial. Doenças e pragas reduzem consideravelmente a produtividade da cultura e conseqüentemente, as margens de lucro. Nesse contexto, a disponibilidade de promotores tecido-específicos, responsáveis pela regulação de genes responsivos a estresses bióticos e abióticos, constitui uma ferramenta fundamental para os programas de melhoramento genético do café visando o incremento de resistência. Pensando nisso, o presente trabalho teve como objetivo realizar a caracterização de um gene que codifica uma Isoflavona Redutase-Like em café (CaIRL), cuja expressão é específica em folha e induzida por estresses, bem como do seu promotor. Para tal, um cDNA cobrindo toda a região codificadora do gene CaIRL foi obtido por 3’RACE e sua seqüência determinada. Uma análise filogenética foi empreendida e mostrou que a CaIRL representa uma nova redutase específica de café. A quantificação da expressão desse gene em folhas de café, via PCR em tempo real, revelou que mesmo é rápida e fortemente induzido pelo fungo da ferrugem alaranjada do cafeeiro (Hemileia vastatrix) e por danos mecânicos realizados no limbo foliar. Uma análise de deleção do promotor CaIRL em plantas de tabaco (Nicotiana tabacum) transgênicas demonstrou que a versão integral desse promotor (0.9 kb) é capaz de garantir uma expressão basal do gene repórter, sendo a mesma induzida por estresse mecânico. Por outro lado, uma expressão bastante reduzida do gene repórter, e não mais induzida por estresse mecânico, foi observada nas plantas transformadas com a versão menor do promotor (0.4 kb). A atividade do promotor CaIRL foi portanto bastante afetada pela deleção efetuada, e uma possível explicação para esse fato está na...
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Estudaram-se 27 caracteres agronômicos para verificar suas alterações ao longo do melhoramento, correlações com a produção e formular ideotipo para milho. Ocorreram alterações na produção, eficiência, prolificidade, acamamento, altura de planta e espiga, relação entre as alturas, número de ramificações do pendão, área foliar, angulo foliar, dias para florescimento, índice de raízes adventícias aéreas e índices de bonecas. A produção e/ou seus caracteres correlacionaram-se positivamente com a uniformidade e velocidade de germinação, índices de bonecas, prolificidade, número total de folhas, folhas acima da espiga e eficiência e negativamente com dias para florescimento, acamamento, numero de ramificações do pendão, relação entre alturas e angulo foliar. O ideotipo idealizado foi de planta mais precoce e com maior período de enchimento de grãos. Também prolifica, com menor área foliar, folhas mais eretas e também apresentar posicao relativa da espiga mais baixa e pendão com menor número de ramificações
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Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Departamento de Biologia Celular, 2013.
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Diversity Arrays Technology (DArT) fornece um sistema robusto, de alto rendimento e baixo custo para a identificação de milhares de polimorfismos na sequência do DNA de indivíduos. Apesar da extensa utilização desta plataforma de genotipagem para diversas espécies de plantas, pouco se conhece sobre os atributos dos marcadores DArT do ponto de vista do conteúdo das sequências e sua distribuição em genomas de plantas. Neste trabalho foram investigadas as propriedades genômicas das 7.680 sondas do microarranjo DArT desenvolvido para Eucalyptus, por meio do seu sequenciamento e mapeamento genético e físico no genoma de referência de Eucalyptus grandis. Em seguida, o mapa genético construído foi utilizado para o mapeamento de QTLs (Quantitative Trait Loci) para sete características quantitativas de crescimento e qualidade da madeira em Eucalyptus. Finalmente, para cada QTL identificado foi realizada uma análise preliminar do número de genes anotados na sequência do genoma de Eucalyptus incluídos no intervalo genômico correspondente. Um mapa consenso com 2.274 marcadores DArT ancorado a 210 microssatélites com uma média de distância entre marcadores consecutivos na ordem de sub-centimorgan e um mapa genético framework com 1.029 marcadores ordenados com maior suporte estatístico foram construídos. Ambos exibiram uma extensa colinearidade com a sequência do genoma quando mapeados fisicamente. O número de sequências únicas observadas para as sondas DArT foi consistente com o número de sequências DArT alinhadas em uma posição única no genoma de Euaclyptus. Com uma cobertura do 97% do genoma físico, estes marcadores demonstraram uma ampla e uniforme distribuição ao longo do genoma. Apenas 1,4 Mpb dos 85,4 Mpb das sequências de scaffolds ainda não ancorados no atual genoma de Eucalyptus foi capturado por 45 marcadores DArT geneticamente mapeados mas fisicamente não alinhados nos 11 pseudo-cromossomos de Eucalyptus, fornecendo evidência sobre a qualidade e a completude da montagem atual do genoma de Eucalyptus. A maioria das 89 sondas do microarranjo DArT que não mapearam fisicamente no genoma correspondem a sequências provavelmente ausentes em E. grandis, o que sugere um caráter pangenômico do microarranjo DArT de Eucalyptus. Uma sobreposição significativa foi encontrada entre o posicionamento dos marcadores DArT e o espaço gênico, com 69% das sondas DArT mapeando dentro de modelos gênicos preditos. Uma correlação significativa foi identificada entre o número de modelos gênicos preditos e o número total de sondas DArT encontradas em todo o genoma (índice de Spearman ρ = 0,682, ρ = 3,79e-18). O mapeamento de QTLs detectou 35 QTLs para as características avaliadas, sendo que vários deles sugestivos de sintenia em nível cromossômico com QTLs detectados em estudos anteriores. Um total de 8.036 modelos gênicos preditos foi observado nos intervalos genômicos compreendidos pelos marcadores flanqueantes aos 18 QTLs mapeados no parental materno e 6.678 nos intervalos dos 17 QTLs identificados no parental paterno. Centenas desses genes poderiam ser sugeridos tentativamente como genes candidatos para as características fenotípicas avaliadas, cuja validação demandaria um esforço considerável. Em conclusão, as propriedades genômicas dos marcadores DArT levantadas neste estudo são particularmente interessantes para os investigadores que trabalham com culturas as quais já contam com microarranjos DArT mas para as quais não existe ainda um genoma de referência que permita uma caracterização detalhada. Estas propriedades são potencialmente úteis para a realização de estudos filogenéticos, de genética de populações e predição de fenótipos via seleção genômica, explorando a proximidade destes marcadores a genes. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT
Diversity Arrays Technology (DArT) provides a robust, high throughput, costeffective method to query thousands of sequence polymorphisms in a single assay. Despite the extensive use of this genotyping platform for numerous plant species, little is known regarding the sequence attributes and genome-wide distribution of DArT markers. We investigated the genomic properties of the 7,680 DArT marker probes of a Eucalyptus array, by sequencing them, constructing a high density linkage map and carrying out detailed physical mapping analyses to the Eucalyptus grandis reference genome sequence. The genetic map was used for QTL (Quantitative trait loci) mapping for seven complex growth and wood quality traits in Eucalyptus. Finally, for each QTL we preliminarily assessed the number of annotated gene models in the Eucalyptus genome found in its corresponding genomic interval delimited by flanking markers. A consensus linkage map with 2,274 DArT markers anchored to 210 microsatellites and a framework map, with 1,029 markers ordered with high support, displayed extensive collinearity with the genome sequence. Only 1.4 Mbp of the 75 Mbp of still unplaced scaffold sequence was captured by 45 linkage mapped but physically unaligned markers to the 11 Eucalyptus pseudochromosomes, providing compelling evidence for the quality and completeness of the current Eucalyptus genome assembly. A highly significant correspondence was found between the locations of DArT markers and predicted gene models, while most of the 89 DArT probes unaligned to the genome correspond to sequences likely absent in E. grandis, consistent with the pan-genomic feature of this multi-Eucalyptus species DArT array. DArT markers preferentially target the gene space and display a largely homogeneous distribution across the genome, thereby providing superb coverage for mapping and genome-wide applications in breeding and diversity studies. QTL mapping detected 35 QTLs, several of them syntenic to QTLs in previous studies. A total of 8,036 annotated gene models were found within the genomic interval comprised by the 18 QTLs detected in the maternal parent and 6,678 in the 17 QTLs identified in the paternal parent. Hundreds of such predicted genes could be tentatively suggested as candidates involved in trait variation, whose testing and validation would require a gigantic effort. In conclusion, the comprehensive linkage-to-physical mapping analyses reported herein, provide novel data regarding the genomic attributes of DArT markers in plant genomes in general and for Eucalyptus in particular. These results should be valuable to other species for which DArT arrays are available but not yet reference genomes. Based on the genomic characterization of the DArT probe sequences reported, phylogenies, population genetic surveys and phenotype prediction by genomic selection can now be further explored according to the gene proximity or gene content of particular markers sets.

O milho é uma das principais espécies cultivadas no mundo, e tem importância fundamental na alimentação de animais e humanos. Além disso, é considerado um dos cereais com maior variabilidade genética entre os cultivados, a qual é expressa nas diversas variedades crioulas existentes. Entretanto, para que toda esta variabilidade genética possa ser utilizada pelo melhoramento genético, é imprescindível o conhecimento do potencial genético destas raças. Dessa forma, os objetivos deste trabalho foram caracterizar diversas variedades crioulas de milho provenientes do sul do Brasil a nível fenotípico, molecular e citogenético e, com base nestes resultados, estimar a distância genética existente entre eles. Os marcadores moleculares utilizados neste trabalho foram microssatélites e AFLP. As análises morfológicas e moleculares demonstraram a existência de variação genética entre os genótipos avaliados, possibilitando o agrupamento de acordo com a distância genética existente entre eles. As análises citogenéticas indicaram a presença de poucas anormalidades nos grãos de pólen, as quais não comprometem o potencial reprodutivo dos genótipos. Estas informações podem contribuir significativamente com os programas de melhoramento que se dedicam a lançar genótipos com maior potencial agronômico.

O azevém anual (Lolium multiflorum Lam.) é uma das forrageiras mais utilizadas no RS, sendo alternativa para o período frio do ano onde as pastagens nativas paralisam seu crescimento. No RS, há relatos informais da formação de populações localmente adaptadas, em função do seu cultivo continuado por vários anos no mesmo local sem a introdução de novas sementes. O objetivo deste trabalho foi avaliar a produção e a distribuição estacional de cultivares e populações de azevém em comparação com a cultivar comercial Comum-RS. Foram realizados dois experimentos, onde o primeiro visou a avaliação da produção de 7 populações de azevém em relação a testemunha (cultivar Comum- RS) e duas cultivares uruguaias (LE-284 e Eclipse), em Eldorado do Sul (RS) e Veranópolis (RS) em 2004. O segundo visou a avaliação da produtividade de diversas linhagens, também em relação a testemunha, em Eldorado do Sul, nos anos de 2004 e 2005. Em ambos experimentos foram realizados cortes, seguidos da coleta do material para posterior separação botânica e secagem visando a avaliação de matéria seca de folhas (MSF) e matéria seca total (MST). Em ambos experimentos ficou constatada a existência de genótipos superiores produtivamente em relação as cultivares comerciais avaliadas, especialmente a Comum-RS, indicando possibilidade de obtenção de novas cultivares.
The annual ryegrass (Lolium multiflorum Lam.) is one of the grasses more used in RS, being alternative for the cold period of the year where the native pastures paralyze their growth. In RS, there are informal reports of the formation of populations locally adapted, in function of the continuous cultivation for several years in the same place without the introduction of new seeds. The objective of this work was to evaluate the production and the seasonal distribution of the annual ryegrass population in comparison with to the commercial Comum-RS. Two experiments were accomplished, where the first sought the evaluation of the production of 7 ryegrass population in relation to witness (to cultivate Comum-RS) and two cultivate Uruguayans (LE-284 and Eclipse), in Eldorado do Sul (RS) and Veranópolis (RS) in 2004. The Second sought the evaluation of the productivity of several population, also in relation to witness, in Eldorado do Sul, in the years of 2004 and 2005. In both experiments cuts were accomplished, following by the collection of the material for subsequent botanical separation and drying seeking the evaluation of dry matter of leaves (MSF) and matter total drought (MST). In both experiments the existence of superior genotypes was verified productively in relationship cultivate them commercial evaluated, especially the Comum-RS, indicating obtaining possibility of new cultivate.

Nos últimos anos, o aumento na produção de plantas em sistemas de cultivo hidropônico ou em substratos comerciais, além da proibição do uso de brometo de metila, resultou em uma maior incidência de doenças radiculares causadas por patógenos de solo como Pythium spp.. A caracterização dos mecanismos de patogênese de espécies do gênero Pythium que causam danos às culturas poderia promover maiores possibilidades de controle. O objetivo do presente estudo foi caracterizar a resposta de tomate (Solanum lycopersicum) à infecção de isolados de diferentes espécies do gênero Pythium. A incidência da doença em plântulas, causada pela inoculação com cinco isolados do gênero Pythium, foi avaliada quanto à ocorrência de mortalidade, enquanto a severidade foi avaliada quanto a alterações no comprimento da parte aérea e das raízes. O efeito da temperatura e da concentração do inóculo na severidade da doença também foi avaliado. A fim de caracterizar a ação de alguns compostos químicos na ocorrência da doença, foi avaliada a aplicação de ácido abscísico, ácido salicílico (AS), etefon (ET), aminoetoxivinilglicina e um surfactante sintético. Por fim, a técnica de quantificação relativa por PCR em tempo real foi utilizada para avaliar o acúmulo de mRNA de genes de defesa em resposta à inoculação. Na caracterização biológica, verificou-se que todos os isolados foram patogênicos a tomate, apresentando variações na severidade da doença causada. A severidade da doença provocada por P. inflatum é baixa, quando comparada com os outros isolados. Já P. ultimum causa sintomas inicialmente pouco severos, mas que evoluem rapidamente. A adição de ET, AS e do surfactante reduziu significativamente a severidade da doença. Na caracterização molecular, observou-se que um maior acúmulo de mRNAs dos genes LOXD, PR-1A1 e PR-5 depende da interação em questão. A diversidade observada nos resultados reflete a complexidade das respostas de S. lycopersicum induzidas pelos patógenos. A análise funcional in vivo desses e de outros genes poderá contribuir para utilização dos mesmos na obtenção de resistência contra Pythium spp..
In recent years, the increase in plant production in hydroponic culture systems or in commercial soil media, in addition to the ban on the use of methyl bromide, resulted in a higher incidence of root diseases caused by soil pathogens like Pythium spp.. The characterization of the pathogenesis mechanisms of species of the genus Pythium that cause damage to crops could promote greater opportunities for control. The objective of this study was to characterize the response of tomato (Solanum lycopersicum) to the infection with isolates of different species of the genus Pythium. The disease incidence in seedlings caused by inoculation with five isolates from the genus Pythium was evaluated according to the occurrence of death, while the severity was assessed by changes in the length of shoots and roots. The effect of temperature and inoculum concentration in disease severity was also assessed. In order to characterize the action of some chemical compounds in the disease occurrence the application of abscisic acid, salicylic acid (SA), ethephon (ET), aminoethoxyvinilglycine and a synthetic surfactant was evaluated. Finally, the technique of relative quantification by realtime PCR was used to assess the accumulation of mRNA from defense genes in response to the inoculation. In the biological characterization, it was found that all isolates were pathogenic to S. lycopersicum, although they have induced variable disease severity. The disease severity caused by P. inflatum is low when compared with the other isolates. On the other hand, P. ultimum initially causes less severe symptoms which progress very rapidly. The addition of ET, AS, and the surfactant, significantly reduced the severity of the disease. In the molecular characterization, it was observed that the accumulation of mRNAs of genes LOXD, PR-1A1, and PR-5 depends on the species of Pythium in the interaction. The diversity observed in the results reflects the complexity of the responses of S. lycopersicum induced by pathogens. In vivo functional analysis of these and other genes could contribute to the use of them in obtaining resistance against Pythium spp..

As plantas estão expostas a uma gama de patógenos que utilizam diversas estratégias para infectar seus hospedeiros. Em resposta, as plantas expressam diferentes mecanismos de defesa, onde ocorre o reconhecimento de moléculas conservadas do patógeno por receptores específicos das plantas, desencadeando as respostas de defesa. A descoberta de sinais endógenos e exógenos que regulam a expressão de genes de defesa em Arabidopsis thaliana tem auxiliado a compreensão dos mecanismos de defesa. O desenvolvimento de uma estratégia de superexpressão para avaliação do papel do peptídeo endógeno AtPep1 na resistência a isolados de diferentes espécies do gênero Pythium é importante para a compreensão do mecanismo de defesa e a futura utilização do mesmo em cultivares resistentes ao patógeno. Nesse sentido, foram realizados experimentos que consistiram da inoculação de A. thaliana com isolados das espécies de P. graminicola, P. inflatum, P. deliense e P. ultimum. As plantas foram avaliadas quanto à presença de sintomas da doença. Paralelamente, o gene codificante do peptídeo AtPep1, PROPEP1, foi isolado de A. thaliana, ligado nos vetores binários pGSA1427 ou pEGAD, e transformados em Agrobacterium tumefaciens. Células de A. tumefaciens contendo os plasmídeos com e sem PROPEP1 foram usadas para transformação floral de A. thaliana. As plantas transformadas foram selecionadas pela presença do gene que confere tolerância ao herbicida glufosinato de amônio e, no caso da planta transformada com o vetor pEGAD, também pela presença da GFP (proteína verde fluorescente). A presença dos genes inseridos foi confirmada por PCR seguido de seqüenciamento. As plantas transformadas foram avaliadas quanto ao acúmulo de mRNA de PROPEP1 e a resistência aos isolados do gênero Pythium. Os resultados indicam que plantas tipo selvagem de A. thaliana são suscetíveis aos isolados das diferentes espécies do gênero Pythium. As plantas pEGAD-AtPep apresentaram um aumento na expressão relativa de PROPEP1 de até 4.000 vezes a encontrada nas plantas controle. Este alto acúmulo de PROPEP1 nas plantas pEGAD-AtPep e pGSAAtPep revelou ser importante na resistência ao isolado de P. deliense. As evidências suportam o papel do peptídeo AtPep1 como um elicitor endógeno que é gerado em resposta aos patógenos e suas PAMPs.
Plants are exposed to a range of pathogens that use several strategies to infect their host. In response, the plants express different mechanisms of defense, in which the recognition of conserved pathogen molecules by plant specific receptors triggers the defence responses. The discovery of exogenous and endogenous signals that regulate the expression of defense genes in Arabidopsis thaliana has helped the understanding of the mechanisms of defense. The development of a strategy of overexpression for evaluating the role of endogenous peptide AtPep1 in resistance to isolates of different species of the genus Pythium is important for understanding the mechanism of defense and its future use in resistant cultivars to the pathogen. Therefore, experiments that were performed consisted in the inoculation of A. thaliana with isolates of the of P. graminicola, P.inflatum, P. deliense, and P. ultimum species. The plants were evaluated for the presence of disease symptoms. In addition to that, the gene coding the peptide AtPep1, PROPEP1 was isolated from A. thaliana, ligated in the binary vectors pGSA1427 or pEGAD, and transformed in Agrobacterium tumefaciens. Cells of A. tumefaciens containing the plasmids with or without PROPEP1 were used to floral transformation of A. thaliana. The transformed plants were selected for the presence of the gene that confers tolerance to the herbicide ammonium glufosinate and, in the case of plants transformed with the vector pEGAD, they were also selected for the presence of GFP (green fluorescent protein). The presence of the inserted gene was confirmed by PCR followed by sequencing. The transformed plants were evaluated on the accumulation of mRNA from PROPEP1 and resistance to isolates of the genus Pythium. The results indicate that A. thaliana wild type plants are susceptible to isolates from various species of the genus Pythium. The pEGAD-AtPep plants showed an increase in the expression of PROPEP1 of up to 4.000 times more than that was found in control plants. Such high accumulation of PROPEP1 in pEGAD-AtPep and pGSA-AtPep plants was shown to be important in resistance to the isolate of P. deliense. The evidences support the role of the peptide AtPep1 as an endogenous elicitor that is generated in response to pathogens and their PAMPs.

Os híbridos são os principais materiais de milho cultivados no mundo e a oportunidade de introduzir variabilidade genética nesses materiais é muito limitada, devido às altas exigências do mercado em relação à produtividade. Por essa razão, os melhoristas, em geral, utilizam o próprio germoplasma elite como fonte de variabilidade, garantindo, dessa forma, a manutenção do padrão dos seus materiais. Entretanto, muitas vezes a variabilidade desses genótipos é insuficiente, tornando necessária a busca de alelos em materiais de locais distantes, que muitas vezes apresentam problemas de adaptação ambiental. As variedades crioulas, em contrapartida, além de serem ricas em variabilidade genética, são naturalmente adaptadas às regiões de origem. A desvantagem desses materiais é que eles são agronomicamente inferiores, limitando o seu uso direto como variedade comercial ou como fonte de germoplasma. Por essa razão, um dos grandes desafios do melhoramento genético tem sido determinar estratégias que permitam a rápida e eficiente incorporação de variabilidade em materiais elite. Em milho, os principais caracteres agronômicos têm natureza quantitativa. Dessa forma, a identificação de QTLs (Quantitative Trait Loci) e a introgressão de alelos superiores, a partir de gerações avançadas de retrocruzamentos (AB-QTL, Advanced Backcrosses- QTL) entre linhagens elite e variedades crioulas, poderia ser uma estratégia para a incorporação de variabilidade. Sendo assim, os objetivos desse trabalho foram selecionar variedades crioulas com caracteres agronômicos de interesse e linhagens elite, identificar QTLs associados a caracteres agronômicos e verificar o potencial da técnica de AB-QTL para a introgressão de alelos superiores da variedade crioula na linhagem elite. Após o cruzamento entre a linhagem elite LA67 e a variedade crioula Argentino Flint, foram realizados dois retrocruzamentos com a linhagem e dois ciclos de autofecundação. A progênie resultante foi genotipada com microssatélites e fenotipada para 25 caracteres agronômicos. Foram identificados 29 QTLs e pelo menos cinco alelos superiores da variedade crioula foram introgredidos na linhagem elite. Esses resultados indicaram que a técnica de AB-QTL foi eficiente tanto para a identificação de novos QTLs quanto para a introgressão de alelos superiores da variedade crioula na linhagem elite.
Most corn presently cultivated in the world are hybrids. The chances to introduce genetic variability in this material are small due to market requirements in terms of productivity. For this reason corn breeders in general use their own elite germoplasm as source of genetic variability, maintaining therefore the standard characteristics of their germoplasm. However, the variability of these genotypes might be insufficient, requiring the use of germoplasm from different locations that often do not have wide environment adaptation. The landraces, besides being rich in genetic variability, are naturally adapted to their sites of origin. The disadvantage of these materials is that they are agronomically inferior, limiting their direct use as commercial varieties or as germplasm source. For this reason one of the main challenges of genetic breeding has been to create strategies that allow a rapid and efficient incorporation of variability in elite materials. In corn the main agronomic characters are of quantitative nature. Therefore the QTLs (Quantitative Trait Loci) identification and the introgression of superior alleles from advanced generations of backcrosses (AB-QTL, Advanced Backcrosses QTL) between elite lines and landraces, could be a strategy to incorporate variability. The objectives of this work were: to select landraces with agronomic traits and elite lines, to identify QTLs associated with agronomic characters in corn, and to verify the potential of the AB-QTL technique for introgression of superior alleles from the landraces into elite lines. Two backcrosses and two self-fertilization cycles were done after crossing the elite line LA67 with the Argentino Flint landrace. The progeny was genotyped with microssatelites and phenotyped for 25 agronomic traits. Twenty nine QTLs were identified and at least five superior alleles of the landrace were introgressed into the elite line. The results indicated that the AB-QTL technique was efficient for the identification of new QTLs and for the introgression of superior alleles in the elite lines.

O Programa de Melhoramento Genético de Aveia da UFRGS, iniciada em 1974, tem como objetivo principal desenvolver cultivares de aveia adaptadas a ambientes do Sul do Brasil, com alta potencial produtividade e qualidade. O progresso genético de um carater é uma contínua mudança fenotípica, observada em diferentes genótipos desenvolvidos ao longo do período de seleção considerada, causada por mudanças nas freqüências alélicas do germoplasma. O estudo teve como objetivo estimar o progresso genético de diferentes características agronômicas importantes no germoplasma de aveia UFRGS e associar os ganhos de rendimento de grãos com mudanças em outras características. O estudo foi conduzido em Eldorado do Sul-RS, Sul do Brasil, nos anos de 2010 e 2011. Foram utilizados 92 genótipos de aveia desenvolvidos pela UFRGS entre 1978 e 2008, e seis testemunhas: duas cultivares de aveia antigos, desenvolvidos nos EUA e adaptada às condições do Sul do Brasil, três cultivares modernas de trigo brasileiras e uma cultivar de cevada brasileira. Em 2010, os genótipos foram avaliados com e sem fungicida, enquanto que em 2011 apenas com fungicida. A análise do progresso genético foi baseado na regressão linear entre períodos de três anos de desenvolvimento do genótipo e cada característica avaliada, em que o coeficiente de regressão (b) proporciona uma estimativa do ganho genético. O progresso genético do rendimento de grãos com fungicida foi estimado em 38,7 kg.ha-1 ao ano em 2010 e 25,3 kg.ha-1 ao ano em 2011, entre 1978 e 2008. A produtividade sem fungicida apresentou uma redução de 63,8 kg.ha-1 ao ano de 1978 a 1990, seguido de um aumento de 167 kg.ha-1 ao ano de 1990 a 2008, esta redução no inicío do programa ocorreu pela superação dos genes de resistência à ferrugem da folha em genótipos mais antigas. Além disso, ocorreu redução do número de dias da emergência ao florescimento, estatura de plantas e acamamento durante os 30 anos de melhoramento. Redução da estatura, sem mudança na biomassa, resultou em índice de colheita maior. Número de panículas por metro quadrado e peso de mil grãos também aumentou, sem modificação do peso de grãos da panícula, resultando em maior potencial produtivo. O aumento da massa de mil grãos e peso do hectolitro permitiu melhoria na qualidade dos grãos. Muitas variáveis foram associados com o rendimento de grãos, mas de forma fraca, indicando que o aumento do potencial produtivo foi resultado da modificação de diferentes características, genótipos e combinações.
The UFRGS Oat Breeding Program, started in 1974, has as its major objective to develop oat cultivars adapted to Southern Brazil environments, with high grain yield and quality potential. The genetic progress of a given trait is a sustained phenotypic change, observed in different genotypes developed along the selection period considered, caused by changes in allele frequencies in the germplasm. This study aimed to estimate the genetic progress of different important agronomic traits in the UFRGS oat germplasm and associate the gains in grain yield with changes in other characteristics. The study was conducted in Eldorado do Sul-RS, Southern Brazil, in the years 2010 and 2011. We tested 92 UFRGS oat genotypes, developed between 1978 and 2008, and six checks: two old oat cultivars, developed in the U.S.A. and adapted to Southern Brazil conditions, three modern Brazilian wheat cultivars and one modern barley cultivar, also from Brazil. In 2010, the genotypes were evaluated with and without fungicide, while in 2011 only with fungicide. The analysis of genetic progress was based on linear regression between the period of three years which the genotype was obtained and the trait evaluated, where the regression coefficient (b) provides an estimate of the genetic gain. The genetic progress of grain yield with fungicide was estimated as 38.7 kg.ha-1.year in 2010 and 25.3 kg.ha-1.year in 2011, from 1978 to 2008. Grain yield without fungicide showed a reduction of 63.8 kg.ha-1.year between 1978 and 1990, followed by an increase of 167 kg.ha-1.year from 1990 to 2008, this reduction in the early breeding period resulted from the overcome of the resistance genes to leaf rust in the older genotypes of the program. Also, reduction in the number of days from emergence to flowering, plant height and lodging were observed along the 30 years of breeding. Decrease in height, with no change in biomass, resulted in increased harvest index. Number of panicles per square meter and thousand grain weight also increased, without modification of the grain weight of the panicle, resulting in increased grain yield potential. The increase in thousand grain weight and test weight allowed improvement on grain quality. Several variables were associated with grain yield, but weakly, indicating that the increase in grain yield potential was the result of modification of different traits, under different combinations, at different genotypes.

A escolha de cultivares adaptadas às condições climáticas locais é fundamental para o sucesso de um pomar. Nas últimas décadas, com o aumento da área cultivada, pomares foram instalados em regiões com clima mais ameno, sendo crescente a demanda por cultivares que produzam frutos com qualidade comercial. Neste contexto o presente trabalho tem o objetivo de avaliar o comportamento fenológico e produtivo de genótipos de pessegueiros e ameixeiras. O estudo foi desenvolvido na Estação Experimental Agronômica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (EEA/UFRGS), Eldorado do Sul, Depressão Central do Rio Grande do Sul. A coleção de pessegueiros foi instalada em agosto de 2009, e a de ameixeiras em 2002. O espaçamento dos pessegueiros é de 1,5 x 5,5m, enquanto que das ameixeiras é de 2,0 x 5,0m. O porta-enxerto utilizado em ambas coleções foi o 'Capdeboscq'. Para este estudo foram selecionados 15 genótipos de pessegueiros: quatro com origem estadunidense; oito mexicanos e três brasileiros. Além destes, 7 genótipos de ameixeiras: três estadunidenses, duas mexicanas e duas brasileiras. Os parâmetros avaliados foram: fenologia, frutificação efetiva, massa média do fruto, produção, produtividade, relação diâmetro polar e diâmetro sutural (DP/DS), cor, sólidos solúveis (SS), acidez total (AT), e SS/AT. Os dados foram submetidos ao teste de comparação de médias Snott & Knott. Os pessegueiros 'Flordaking', 'Flordacrest', 'Tropicbeauty' e 'México 5', apresentaram as colheitas mais precoces e juntamente com o 'CP 9536w' obtiveram o menor período de desenvolvimento do fruto. 'México 5', apesar de ser precoce e atingir alta produtividade, apresenta fruto com baixa concentração de SS e pouca firmeza. Os frutos de 'Flordaking', 'Mex 43', e 'Cascata 1075' têm DP/DS maior que 1,0. As ameixeiras 'Gulfblaze', 'Polinizadora da 'Gulfblaze' e 'Gulfruby' foram os genótipos mais precoces na região de estudo, nos dois anos avaliados, mas foram menos produtivas que as demais e apresentaram menores valores de firmeza e relação SS/AT.
The choice of a cultivar adapted to local climatic conditions are fundamental to the success of an orchard. In recent decades, with the increase in acreage, orchards were installed in areas with milder climate and a growing demand for cultivars that produce fruit with commercial quality. In this context, this work aims to evaluate the phenological and productive behavior of genotypes of peach and plum trees. This study was conducted at the Estação Experimental Agronômica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (EEA / UFRGS), Eldorado do Sul, central valley of Rio Grande do Sul. Peach trees collection was installed in august 2009, and of plum trees in 2002. The spacing of peach trees is 1,5 x 5.5m, whereas for plum trees is 2,0 x 5.0m. The rootstock used in both collections was the 'Capdeboscq'. For this study we selected 15 genotype peach: four with US origin; eight Mexicans and three Brazilians. Besides these, 7 plum genotypes: three with US origin; two Mexican and one Brazilian. The parameters evaluated were: phenology, fruiting, fruit weight average, production, productivity, relative polar diameter and suture diameter DP/DS ratio, color, soluble solids (SS), acidity(AT) and SS/TA. The data were subjected to mean separation test Snott & Knott. The peach 'Flordaking', 'Flordacrest', 'Tropicbeauty' and 'Mexico 5' showed the earliest crops and along with the 'CP 9536w' obtained the lowest period of fruit development. 'Mexico 5' despite being earlier and achieve high productivity, the fruit has a low SS concentration and low firmness. The fruits of 'Flordaking', 'Mexico 43' and 'Cascata1075' have DP/DS greater than 1.0. The plum 'Gulfblaze', 'Polinizadora da Gulfblaze‟ and „Gulfruby‟ were the earliest genotypes in the study area, in the two years evaluated but were less productive than others and presented lower firmness and SS/TA ratio.

A macieira necessita de estímulo do frio para a queda das folhas ao final do ciclo, à dormência hibernal e a sua quebra desta. A não ocorrência adequada de frio no período do inverno resulta em brotação e florescimento irregular, resultando em desenvolvimento vegetativo e reprodutivo deficientes. Os objetivos deste trabalho foram de caracterizar indivíduos da população F1 para caracteres associados ao requerimento de frio hibernal como data de brotação e floração, construir um mapa genético de ligação em população clonal F1 e mapear QTLs associados a estes caracteres. Os genótipos da população F1 de estudo segregaram para os caracteres fenotípicos de brotação vegetativa e floração. Os mapas genéticos dos genitores ‘M13/91’ e ‘Fred Hough’ foram obtidos com 729 e 711 marcadores funcionais do tipo SNP, respectivamente. Dezessete grupos de ligação foram obtidos para cada genitor, cobrindo 1361 cM e 1066 cM para ‘M13/91’ e ‘Fred Hough’, respectivamente. As posições dos marcadores mapeados estão consistentes com o mapa consenso. Na extremidade do grupo de ligação 9, QTLs majoritários, possivelmente associados a fatores genéticos importantes para as características avaliadas, foram identificados nos mapas de ambos os genitores. Nesta região foram mapeados quatro marcadores genéticos significativamente ligados aos QTLs majoritários para brotação vegetativa e floração, explicando de 32,3% a 73,4% da variação fenotípica observada, respectivamente. Estes resultados sustentam a hipótese de que a extremidade do grupo de ligação 9 possui fatores genéticos associados ao controle do tempo de brotação e floração regulado pela exposição ao frio. Nesta região encontram-se genes de transcritos preditos com grande similaridade ao gene Flowering Locus C de Arabidopsis thaliana.
Apple trees require cold stimulus for leaf shedding at the end of the growth cycle and for winter dormancy. The non-occurrence of the appropriate cold condition during the winter causes irregular sprouting and flowering, resulting in deficient vegetative and reproductive growth. This study aimed to characterize individuals from a F1 population derived from ‘Fred Hough’ and ‘M13/91’ for cold requirement associated traits, like vegetative bud burst and flowering, to develop a genetic linkage map for both genitors and identify QTLs associated with these traits. The F1 population showed segregation for time for vegetative sprouting and time for flowering. A total of 729 and 711 functional SNP type markers were used to generate a map for each parent. For both parents, 17 linkage groups were obtained; covering 1361 cM and 1066 cM for ‘M13/91’ and ‘Fred Hough’, respectively. The position of the SNP loci in the obtained maps is consistent with the genomic sequence. At the end of linkage group 9, major QTLs genetically associated with the agronomical traits evaluated were identified for both genitors. In this region of the linkage group 9, four SNP markers were significantly associated with the major QTLs for vegetative bud burst and time of flowering, explaining 32,3% to 73,4% of the total phenotypic variation observed. Our results demonstrate that the same region of linkage group 9 contains important genetic determinants for the control of time of bud burst and flowering. Moreover, assessing the genomic sequence in this region, two predicted transcripts with similarity to the Flowering Locus C from Arabidopsis thaliana were identified. 1Master of

O cultivo da soja (Glycine max (L.) Merr.) em áreas de várzea surgiu como alternativa à monocultura de arroz, uma vez que cultivares com diferentes níveis de tolerância ao alagamento do solo foram identificadas. As tecnologias de sequenciamento de nova geração apresentam como vantagens o elevado volume de informações obtidas e uma visão direta na variação do DNA. Assim, é possível identificar polimorfismos e diferenciar genótipos quanto à característica de interesse. O objetivo deste trabalho foi ressequenciar e montar o genoma de duas cultivares de soja contrastantes para o caráter tolerância ao alagamento do solo, avaliar a expressão de genes candidatos e identificar alterações não sinônimas nas sequências gênicas. O DNA total das cultivares Introdução 27 (tolerante) e BRS 154 (sensível) foi extraído de folhas jovens. Ao DNA fragmentado e purificado foram adicionados indexadores e adaptadores conhecidos. Fragmentos com ~300pb foram selecionados e então realizado o sequenciamento pareado. As leituras de sequenciamento foram submetidas à verificação de qualidade das bases e a montagem foi realizada com os montadores ABySS, SOAPdenovo e a combinação Velvet e SSPACE. Para análise de RTqPCR foram escolhidos como candidatos à tolerância ao encharcamento do solo genes relacionados a rotas de captação de energia (ENO, ADH1, ALAT2 e GLB1), formação de estruturas associadas ao estresse (XETP e LBD41) e detoxificação celular (APX2). O alinhamento dos scaffolds gerados pelo montador AbySS e o genoma de referência da cv. Williams 82 foi realizado para reconstruir a sequência destes genes e as alterações não sinônimas foram identificadas. O sequenciamento gerou em média 111 milhões de leituras pareadas. A distribuição da qualidade das bases nas leituras foi elevada (e≥28) e adaptadores residuais não foram identificados. O programa ABySS mostrou maior eficiência na montagem dos genomas das cultivares Introdução 27 e BRS 154, gerando scaffolds maiores, com tamanho total de 1,024Gb e 1,020Gb, respectivamente. A taxa de alinhamento global das leituras com o genoma de referência foi de 97%. De maneira geral, a cultivar Introdução 27 apresentou maior expressão relativa de todos os genes avaliados. Alteração não sinônima entre os genótipos estudados foi constatada apenas no gene APX2 e diferenças na região promotora associada ao estresse foi constatada apenas no gene ALAT2. Dessa forma, não foi possível explicar as diferenças de expressão observadas, sugerindo uma maior complexidade do caráter estudado.
Soybean (Glycine max (L.) Merr.) in lowland areas emerged as alternative to rice monoculture, since cultivars with different levels of soil flooding tolerance have been identified. The next generation sequencing technologies generates high volume of data and a direct view of DNA variation. So, it is possible to identify polymorphisms and differentiate genotypes for traits of interest. The objective of this work was to resequence and assemble the genome of two contrasting soybean cultivars to soil flooding, to evaluate the expression of candidate genes and to identify non-synonymous changes in these gene sequences. Whole DNA of Introduction 27 and BRS 154 cultivars was extracted from young leaves. Indexers and adapters were added to fragmented and purified DNA. Fragments with ~300bp were selected and then pair-end sequencing was performed. Reads of sequencing were submitted to bases quality check and the assembly was performed with the ABySS, SOAPdenovo assemblers and the combination of Velvet and SSPACE. Candidate genes to soil flooding tolerance were submitted to RT-qPCR analysis. These genes were related to energy uptake routes (ENO, ADH1, ALAT2 and GLB1), formation of stress-associated structures (XETP and LBD41) and cell detoxification (APX2). The alignment of the scaffolds generated by the AbySS assembler and the cv. Williams 82 was performed to reconstruct the sequence of these genes and the non-synonymous changes were identified. Sequencing generated on average 111 million pair-end reads. The distribution of base quality in the reads was high (e≥28) and residual adapters were not identified. The ABySS program showed higher efficiency in assembling the genomes of Introduction 27 and BRS 154 cultivars, generating larger scaffolds, with a total size of 1.024Gb and 1.020Gb, respectively. The overall rate of alignment to reads with reference genome was 97%. In general, Introduction 27 cultivar presented the highest relative expression of all evaluated genes. Non-synonym alteration among the studied genotypes was observed only in the APX2 gene and differences in the promoter region associated with stress were found only in the ALAT2 gene. This way, was not possible to explain the differences in expression observed, suggesting a larger complexity in the studied trait.

A embriogénese somática (ES) foi investigada em Eucalyptus globulus com vista a desenvolver um protocolo padrão de micropropagação, desde a indução à aclimatização. A propagação clonal de E. globulus recorrendo a ES tem o potencial de ir ao encontro das necessidades industriais de material de alta qualidade e uniforme, e de rapidamente capturar os benefícios dos programas de melhoramento, sendo encarada como um método efectivo de conseguir ganhos genéticos num curto espaço de tempo. O Capítulo I faz uma revisão da importância de E. globulus, assim como de alguns aspectos mais importantes relativos à micropropagação via embriogénese somática, e dedica uma secção ao conhecimento actual sobre o uso da embriogénese somática no género Eucalyptus. Finalmente, os objectivos de investigação desta Tese são apresentados. O Capítulo II centra-se no processo de ES primário, sobretudo nas condições que influenciam a indução do potencial embriogénico. Este Capítulo está dividido em 5 grandes estudos: No Capítulo II.1 o tipo de explante, a fonte de carbohidratos e a exposição a reguladores de crescimento na embriogénese somática é realçada. Neste Capítulo publica-se, pela primeira vez, a regeneração de plantas por embriogénese somática nesta espécie. No Capítulo II.2 é discutida a influência da composição salina dos meios e a adição de antioxidantes. No Capítulo II.3 é efectuada uma comparação preliminar entre a composição salina do meio de cultura e o conteúdo mineral dos explantes (embriões zigóticos). No Capítulo II.4 são apresentados estudos histocitológicos e de acumulação de reservas em E. globulus durante a indução, expressão e diferentes estádios de desenvolvimento do embrião somático primário. Esta informação sobre as alterações observadas contribui para uma melhor compreensão do processo de ES primária. Finalmente, e com base nos resultados obtidos no Capítulo II.1 e II.2, está agora disponível um protocolo padrão (standard) para induzir ES primária e regeneração de plantas a partir de embriões zigóticos que permitiu os estudos de controlo genético apresentados no Capítulo II. 5. Neste estudo a frequência de ES foi estudada em 13 famílias de polinização aberta durante três anos consecutivos e a indução de ES provou ser uma característica variável entre as 13 famílias e entre os anos de produção de semente testados. Baseado nestes resultados, os estudos de controlo genético foram conduzidos recorrendo a um cruzamento dialélico com cinco árvores parentais; os resultados obtidos sugeriram que a indução de ES está sobre controlo de efeitos genéticos aditivos. No capítulo III, os estudos apresentados direccionaram-se para a ES secundária. O estabelecimento da ES secundária só foi possível depois de se obter a ES primária nesta espécie. Tal como é descrito no Capítulo III.1, este processo repetitivo de ES mostrou-se reprodutível levando à obtenção de grande quantidade de material embriogénico. Os resultados obtidos, relativamente ao nível de ploidia e conteúdo de DNA deste material embriogénico, comprovaram que o protocolo utilizado na proliferação de embriões somáticos secundários não afectou estes parâmetros. De forma a optimizar a manutenção/ multiplicação e conversão destes embriões em plantas, alguns factores como a composição do meio basal, reguladores de crescimento e intensidade luminosa foram investigados no Capítulo III.2. No capítulo III.3, é estudado o último e crucial passo do processo ES, a aclimatização. A aclimatização de plantas derivadas de ES é acompanhado por estudos histocitológicos e por análises de variação de ploidia. Finalmente, no Capítulo IV são apresentadas as conclusões da Tese de Doutoramento, onde alguns aspectos inovadores deste processo de ES nesta espécie recalcitrante são realçados. ABSTRACT: Somatic embryogenesis (SE) was investigated in Eucalyptus globulus in order to develop a standard plant micropropagation protocol from induction to plant acclimatization. Clonal propagation of E. globulus through somatic embryogenesis has the potential to meet the increasing industrial demands for high quality uniform materials and to rapidly capture the benefits of breeding programs, being regarded as an effective method for achieving higher genetic gains in a shorter time. Chapter I revises the importance of E. globulus, as well as some of the most important aspects of SE process, and gives particular emphasis on the state of the art of SE in Eucalyptus genus. Finally, the research objectives of this Thesis are presented. Chapter II is focused on primary SE process, mostly on the conditions influencing induction of SE potential. This chapter is divided in five main studies. In Chapter II.1, the roles of explants type, carbohydrate source and exposure to exogenous plant growth regulators on SE are particularly emphasized. This was the first report on plant regeneration by primary SE in this species. In Chapter II.2 the influence of several salt medium composition and the addition of antioxidants on SE potential are discussed. In Chapter II.3 a preliminary comparison of salt medium composition and the mineral content of the explants (zygotic embryos) are performed. In Chapter II.4 histocytological and reserve accumulation studies are presented in order to describe changes observed in E. globulus SE, during induction, expression and different developmental stages of primary somatic embryos, providing valuable information on the primary SE process. Finally, based on the results obtained in Chapter II.1 and II.2, a standard protocol to induce primary SE from zygotic embryos with plant regeneration is now available allowing studies concerning genetic control presented in Chapter II.5. In this study the frequency of SE induction was investigated among 13 open pollinated families during three consecutive years and SE induction proved to be a variable character among families and the years of seed production tested. Based on these results genetic control was studied using a diallel mating design with five parent trees and results suggest that SE induction is under control of genetic additive effects. In Chapter III, the studies presented are focused on secondary SE. The establishment of secondary SE was possible after attaining primary SE in this species. As described in Chapter III.1, this repetitive SE process has shown to be reproducible leading to large amounts of embryogenic material and showed to be, for ploidy and DNA content, a true-to-type SE process. In order to optimize the multiplication and conversion of these somatic embryos into plantlets, some factors such as basal medium composition, growth regulators and light intensity are investigated in Chapter III.2. In Chapter III.3, plant acclimatization (the last step of any SE protocol) was investigated. The acclimatization of SE- derived plants was followed by histo-cytological studies before ploidy analysis. Finally, in Chapter IV the general conclusions of the present PhD Thesis are presented, where the innovative aspects of the developed SE process in this recalcitrant species are highlighted.

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Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais
O gênero Eucalyptus compreende espécies de angiospermas lenhosas mais amplamente cultivadas no mundo. No Brasil, espécies cultivadas de eucalipto têm sido alvo de programas de melhoramento principalmente em virtude do seu alto valor como fonte de matéria-prima para produção de madeira, celulose, papel, óleos essenciais e energia. Para suprir novas demandas de plantas com valor a ser agregado dentro do setor da silvicultura, a poliploidia tem sido uma estratégia biotecnológica alternativa com grande potencial da geração de plantas mais robustas dentro de programas de melhoramento. Além do efeito “giga” característicos de poliploides, incrementos em biomassa, taxa de crescimento e tolerância a estresses bióticos e abióticos, são efeitos conhecidos advindos da poliploidia. Considerando a ausência de poliploides naturais, o objetivo desse estudo foi desenvolver protocolos para indução de poliploidização in vitro em plântulas de Eucalyptus grandis, visando a obtenção de plantas tetraploides. Após estabelecimento da cultura in vitro, plântulas de 1,0 e 1,5 cm foram submetidas a diferentes concentrações de colchicina e tempos de exposição. Decorridos 40 dias após os tratamentos, foi realizada a análise de sobrevivência dos materiais e coleta de amostras para análise da ploidia de DNA via citometria de fluxo. Os resultados demonstram 73,8 % e 77,7 % de sobrevivência para explantes de 1,0 e 1,5 cm, respectivamente. Para explantes de 1,0 cm, obteve-se 38 % de tetraploides na concentração de 0,5 mM por 96 horas, e em explante de 1,5 cm, 68 % de tetraploides na concentração de 1,5 mM por 120 horas. Embora seja possível obter 68 % de tetraploides com concentração de 1,5 mM por 120 horas, os resultados sugerem que o sucesso da poliploidização pode não estar relacionado a doses elevadas de colchicina, mas a tempos ótimos de exposição ao antitubulínico. A citometria de fluxo possibilitou o diagnóstico precoce da ploidia de DNA em plântulas. A metodologia estabelecida nesse estudo tem potencial para ser empregada na obtenção de poliploides sintéticos em larga escala em campos experimentais e em programas de melhoramento de eucalipto.
Eucalyptus genus comprises woody angiosperms species most cultivated in the world. In Brazil, cultivated species of eucalyptus have been the subject of breeding programs mainly because of their high value as a source of raw material for production of wood, pulp, paper, essential oils and energy. To suply new demands of plants with value to be added in the forestry sector, polyploidy has been an alternative biotechnological strategy with great potential of generating more robust plants in breeding programs. Besides the "giga" effect characteristic of polyploid, increases in biomass, growth rate and tolerance to biotic and abiotic stresses are known effects from polyploidy. Considering the absence of natural polyploids, the aim of this study was to develop protocols to induce in vitro polyploidy in Eucalyptus grandis seedlings, in order to obtain tetraploid plants. After in vitro culture establishment, plantlets with 1.0 and 1.5 cm were submitted to different concentrations of colchicine and exposure times. Forty days after treatment, the survival analysis was performed of materials and collection of samples for analysis of DNA ploidy via flow cytometry. The results showed 73, 8 and 77.7% of survival for explants with 1.0 and 1.5 cm, respectively. For explants 1.0 cm, 38% of tetraploid were obtained at a concentration of 0.5 mM for 96 hours, and the explant 1.5 cm, 68% of tetraploid in a concentration of 1.5 mM for 120 hours. Although it is possible to obtain 68% of tetraploid with a concentration of 1.5 mM for 120 hours, the results suggest that the success of polyploidy may not be related to high doses of colchicine, but the optimal time of exposure to antimicrotubular. Flow cytometry enabled the early diagnosis of DNA ploidy in seedlings. The established methodology in this study has the potential to be used in large-scale to obtain synthetic polyploid in experimental fields and eucalyptus breeding programs.