01 - Doutorado - Genética e Biologia Molecular

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Genômica populacional de Enoploctenus cyclothorax (Bertkau, 1880) (Araneae: Ctenidae) em fragmentos florestais de Mata Atlântica
(2023-02-16) Terra, Mariana Costa; Rosa, Renata da; Magaldi, Luiza de Moraes; Matielo, Mara Cristina de Almeida; Almeida, Fernanda Simões de; Dionisio, Jaqueline Fernanda; Rincão, Matheus Pires
As aranhas constituem um dos mais diversos grupos de animais e estão amplamente distribuídas pelo planeta. Ctenidae é uma das grandes famílias existentes, com representantes ocorrendo na região Tropical. Dentre os ctenídeos, Enoploctenus cyclothorax é caracterizado por hábitos arborícolas e cavernícolas, com distribuição restrita às florestas de Mata Atlântica das regiões Sul e Sudeste do Brasil. A Mata Atlântica, assim como outras florestas tropicais, é caracterizada como um ecossistema rico em biodiversidade que, atualmente, encontra-se seriamente fragmentada. A fragmentação de habitats está entre as maiores ameaças responsáveis pela diminuição populacional das aranhas, impactando significativamente a araneofauna presente nas florestas. Por este motivo, as Unidades de Conservação são tão importantes para a preservação da diversidade biológica. No presente trabalho foi avaliada a genética populacional de E. cyclothorax em seis fragmentos de Mata Atlântica no Paraná, protegidos por Unidades de Conservação do estado. As estimativas foram realizadas a nível genômico, baseadas na genotipagem de 3.319 SNPs. Os resultados obtidos suportam a separação de E. cyclothorax em dois grupos genéticos distintos, baseados principalmente em análises de estruturação genética e fluxo gênico. Forte e significativa estrutura genética foi observada nas populações analisadas, apoiada pelo k = 3 estimado pela análise bayesiana, e também pelo elevado valor de FST identificado pela Análise de Variância Molecular (FST = 0,70). Essa forte estruturação genética indica possível isolamento dos grupos genéticos identificados, suportada pelo baixo fluxo gênico entre eles. Foi constatado uma barreira genética entre os grupos e correspondência positiva entre as diferenças genéticas e geográficas das populações, evidenciando isolamento por distância. Por fim, a análise genômica populacional também revelou uma diversidade genética não homogênea em E. cyclothorax (HE = 0,14 a 0,31). Partindo da hipótese de que tais grupos genéticos representem unidades evolutivas distintas, uma delimitação de espécies foi realizada a partir do DNA barcoding, confirmando por meio de análises combinadas do mtDNA que duas linhagens distintas estão presentes no atual conjunto de dados. Essas análises evidenciaram alta distância genética entre as linhagens (12,94%) e dois haplogrupos principais correspondentes aos dois clados da árvore de coalescência, revelando diversidade críptica na espécie. Na árvore datada as duas linhagens se coalescem há aproximadamente 1 milhão e 200 mil anos atrás, o que relacionaria a divergência entre elas com as oscilações climáticas do Quaternário, mais especificamente do Pleistoceno. O presente estudo traz os primeiros dados genéticos populacionais para E. cyclothorax e reforça a necessidade de uma revisão minuciosa na espécie, que se mostrou vulnerável à fragmentação populacional
Influência da variação de temperatura na expressão gênica de Bombyx mori Linnaeus, 1758 (Lepidoptera: Bombycidae)
(2023-02-15) Lopes, Thayná Bisson Ferraz; Rosa, Renata da; Paschoal, Alexandre Rossi; Artoni, Roberto Ferreira; Sofia, Silvia Helena; Vilas-Bôas, Laurival Antônio; Souza, Rogério Fernandes de
O bicho-da-seda (Bombyx mori) é um inseto domesticado economicamente importante para a produção de seda e seus derivados. No entanto, variações de temperatura influem no desenvolvimento desse lepidóptero e impactam diretamente na produção de casulos de seda, ocasionando grandes perdas econômicas. Neste trabalho utilizamos o sequenciamento de RNA para a obtenção das bibliotecas e posterior montagem dos transcriptomas, utilizando um genoma de referência, a fim de entender a expressão gênica em duas condições de temperatura, 26°C e 34°C. O estudo comparativo dos transcritos revelou a expressão diferencial de vários genes relacionados a imunidade, fatores de transcrição, proteínas de choque térmico e genes envolvidos na produção de seda. Os dados de qRT-PCR validaram as regulações positivas e negativas de seis desses genes. Além disso, buscamos explorar a influência das duas temperaturas no desenvolvimento e produção de casulos de seda. As lagartas mantidas na temperatura mais elevada apresentaram média menor de peso corporal. O peso dos casulos produzidos e a taxa de conversão de seda também foram diretamente impactados pela temperatura de 34°C em comparação com as lagartas mantidas a 26°C, e representaram diferenças estatisticamente significativas. Enquanto isso, as taxas de mortalidade foram semelhantes às obtidas em campos de criação e consideradas normais. Esses dados evidenciam que, apesar da temperatura não ter ocasionado mortalidade anormal, o desenvolvimento e a produção de casulos foram prejudicados. Outro aspecto abordado neste estudo foi a identificação e a caracterização de elementos transponíveis (TEs) no transcriptoma de B. mori utilizando seis bancos de dados diferentes. Aproximadamente 40% dos transcritos totais apresentaram similaridade com sequências de TEs em pelo menos um dos bancos de dados. A análise de expressão diferencial entre sequências com semelhança a TEs também foi realizada. Dentre as sequências diferencialmente expressas com similaridades a TEs, os retrotransposons representaram a maior fração. Enquanto isso, a quantidade de sequências reguladas negativamente foi 2,5 vezes maior que as sequências reguladas positivamente. Nossos dados demonstram que a temperatura pode estar relacionada com a modulação de TEs. Também foi possível observar a possibilidade da ocorrência de inserções de TEs em genes específicos, devido ao elevado número de sequências com identificação com TEs e a anotação das sequências que codificam diferentes funções em B. mori. Os resultados obtidos nesse estudo fornecem informações importantes para o entendimento da influência da temperatura no desenvolvimento e expressão de genes em B. mori, bem como a identificação e expressão de TEs nesse inseto. Esses dados podem direcionar futuros estudos relacionados a temperatura em B. mori da linhagem comercial brasileira e auxiliar em futuras estratégias de climatização de barracões de produção de casulos de seda no Brasil e no mundo
DNAs repetitivos em genomas de Solanaceas: Capsicum e Solanum como modelos de estudo
(2023-03-09) Assis, Rafael de; Vanzela, André Luis Laforga; Rosa, Renata da; Souza, Thaíssa Boldieri de; Silva, Paulo Roberto da; Guyot, Romain
Os genomas vegetais são compostos principalmente por sequências repetitivas. Elementos transponíveis (ETs), que formam a parte móvel dos genomas, são classificados de acordo com seu mecanismo de transposição (Classes I e II), estes podem acumular diferencialmente dependendo do grupo vegetal. A fração repetitiva não codificante, representada pelas sequências satélite tendem a se acumular em blocos ao longo dos cromossomos. Algumas regiões cromossômicas tendem a ser hotsposts para o acúmulo de sequências repetitivas, como por exemplo os centrômeros e as regiões terminais. A família Solanaceae apresenta distribuição cosmopolita, e espécies com grande valor econômico, como por exemplo as batatas, tomates, berinjelas, pimentas, tabaco, entre outras. Devido a esse grande impacto econômico, muitas das espécies já possuem seu sequenciamento genômico disponível em repositórios online. Os gêneros Capsicum L e Solanum L. são próximas filogeneticamente. As pimentas e pimentões pertencem ao gênero Capsicum L, enquanto o gênero Solanum L. possui a maior diversidade, com mais de 1.500 espécies descritas, as quais inclui o tomate cultivado e as espécies selvagens. Mesmo sendo espécies com grande valor comercial, alguns pontos ainda permanecem poucos explorados, como por exemplo as sequências de DNA satélite que compõe esses genomas e sua localização em espécies próximas, bem como a diversidade de sequências repetitivas presente nos centrômeros. Diante disso, o objetivo geral deste trabalho foi avaliar frações repetitivas em grupos distintos dentro da família Solanaceae, utilizando como organismos modelo as pimentas e os tomates. Para isso, foram utilizadas ferramentas de bioinformática para identificar essa fração em sequenciamento de alta cobertura e métodos de citogenética molecular para a localização física. Com base na mineração de sequências altamente repetitivas, foi possível identificar duas famílias de DNA satélite que se encontram acumuladas em regiões distais dos cromossomos de Capsicum, que previamente eram descritas como sendo compostas por sequencias derivadas de DNAr que formavam um megassatelite. Essas famílias de DNA satélite diferem entre si quanto ao número de sítios hibridizados nos cromossomos de Capsicum, bem como na sua provável origem. Foi possível também identificar os elementos de transposição e as sequências de DNA satélite que compõem as prováveis regiões centroméricas de espécies de Solanum que formam o clado das espécies de tomate. As análises mostraram que espécies de tomate apresentam poucas cópias da linhagem de retrotransposon CRM, que esta frequentemente associada a região centromérica, associada a essa região está o retrotransposon-like TGR4 e o elemento Jinling
Efeitos de inseticidas formulados à base de lambda-cialotrina e imidacloprido, isolados e em mistura, nas fases embriolarval e adulta de Danio rerio
(2023-02-28) Alvim, Tiago Tomiama; Martinez, Cláudia Bueno dos Reis; Oliveira, Luciana Fernandes de; Rocha, Thiago Lopes; Santos, Caroline; Meletti, Paulo César
Nesta tese foram avaliados os efeitos da exposição aguda aos inseticidas formulados à base de lambda-cialotrina (LC) e imidacloprido (IMI) em concentrações ambientalmente relevantes, isolados e em mistura (MIX), nas fases embriolarval e adulta de Danio rerio, por meio da análise de múltiplos biomarcadores. Na fase embriolarval, LC, IMI e MIX causaram aumento na mortalidade de embriões em 24 hpf (horas pós- fertilização) e diminuição da eclosão de larvas (96 hpf). IMI causou ainda danos ao DNA e diminuição da eclosão (72 hpf). MIX também reduziu a eclosão (72 hpf), além de promover aumento de lipoperoxidação (LPO) e da concentração de Glutationa (possível interação sinérgica). Nos adultos, LC, IMI e MIX levaram ao aumento de danos no DNA em diferentes tecidos e alterações eritrocíticas nucleares. LC ocasionou aumento de lipoperoxidação (LPO) em vários órgãos e da expressão relativa do gene ogg1 (brânquias). As defesas antioxidantes do cérebro foram expressivas e eficientes em proteger o órgão do estresse oxidativo dos animais expostos ao IMI e MIX. A MIX promoveu ainda LPO (brânquias), aumento da concentração de Glutationa e da atividade da 7-etoxiresorufina o-deetilase (EROD) no fígado (possível interação sinérgica). A PCA demonstrou que os biomarcadores genéticos e de estresse oxidativo foram os que mais contribuíram para explicar a variabilidade dos resultados (principalmente cometa, alterações eritrocíticas e catalase). Estes resultados mostram que os inseticidas testados são prejudiciais para ambas as fases de desenvolvimento de D. rerio. O IMI apresentou mais efeitos subletais na fase embriolarval e a LC na fase adulta
Prospecção de genes de soja para tolerância à seca na fase reprodutiva
(2023-02-08) Macedo, Camila Ronchi; Nepomuceno, Alexandre Lima; Marin, Silvana Regina Rockenbach; Molinari, Mayla Daiane Corrêa; Rosa, Juliana da; Almeida, Fernanda Simões de; Mertz-Henning, Liliane Marcia
Foram registradas na safra 2022 quedas de produção da soja comparadas a safra de 2021 causadas principalmente por déficit hídrico. Quando há ocorrência de seca no período reprodutivo da soja, as perdas são intensificadas devido o aborto de flores e vagem diretamente associadas ao rendimento final. Análises de RNA-Seq podem elucidar variações moleculares de respostas à seca. Nesse contexto, o objetivo foi prospectar genes associados ao abortamento em bibliotecas de RNA-Seq de soja submetidas ao déficit hídrico. O déficit hídrico provocou redução nos parâmetros fisiológicos com impactos de 50% sob a taxa fotossintética, efeitos diretos nos componentes do rendimento final em ambos os genótipos, acarretando no aborto de 25% de vagens, com consequente redução de sementes e peso dos grãos. O déficit hídrico aplicado gerou 544 DEGs responsivos à seca, correspondendo a 108 e 436 genes em flores e vagem, respectivamente. Também detectou a regulação negativa de expressão gênica da atividade catalítica e o enriquecimento da atividade do reservatório de nutrientes relacionados à processos metabólicos primários. Foi identificado genes promissores associados ao processo de ativação de abscisão como LRR Receptor-like serine/threonine, fatores de transcrição e enzimas modeladoras da parede celular, em destaque as expansinas e hidrolases XTH (Xiloglucano endotransglucosilase) que são associados ao abortamento de flores e vagem. Evidenciamos os impactos diretos no rendimento final da soja e genes associados ao abortamento de estruturas como flor e vagem quando há a ocorrência de estresses hídrico na fase crítica de desenvolvimento reprodutivo da soja.
Identificação molecular e diversidade genética em quatro famílias de Lycosoidea (Arachnida, Araneae), Brasil
(2024-02-23) Cavenagh, Analiza Fernanda; Almeida, Fernanda Simões de; Rosa, Renata da; Dias, Ana Lúcia; Solferini, Vera Nisaka; Silva, Wilson Frantine da; Rincão, Matheus Pires
Este estudo investiga a diversidade genética e estrutura populacional de aranhas em Unidades de Conservação do Paraná, utilizando ferramentas moleculares como sequenciamento de DNA mitocondrial e desenvolvimento de primers microssatélites. Através da análise de 148 indivíduos de 16 espécies, foi identificado 26 grupos de indivíduos e Unidades Evolutivamente Significantes. Para a espécie Ctenus ornatus, foram desenvolvidos oito primers microssatélites e analisados 110 indivíduos em 6 populações, encontrando menor diversidade genética na população do Parque Estadual de Vila Velha. Os resultados sugerem que o isolamento por distância não é o único fator que estrutura as populações, e que a atividade antrópica pode afetar a variabilidade genética de algumas espécies. Os estudos moleculares fornecem informações valiosas para o manejo e conservação de aranhas em Unidades de Conservação.
Diversidade e estrutura genética de espécies endêmicas do Paraná ameaçadas de extinção
(2023-04-10) Feliciano, Daniele Cassiano; Ruas, Claudete de Fátima; Ruas, Paulo Maurício; Pereira, Lya Carolina da Silva Mariano; Oliveira, Fernanda Freitas de; Silva, João Fernando Marques da; Godoy, Sara Mataroli de
Nos afloramentos rochosos basálticos, encontra-se uma flora rara, endêmica e ameaçada, que se distribui, de maneira descontínua, pelo Terceiro Planalto Paranaense, Brasil, compondo ambientes que configuram os Campos de Altitude do Sul do Brasil, conhecidos também como Campos de Cima da Serra, do Bioma Mata Atlântica. Ainda que estudos sobre plantas endêmicas forneçam informações locais, eles apontam um olhar crítico a espécies que podem ser extintas a curto prazo, reforçando a notoriedade dos resultados obtidos a partir dos dados genéticos, que quando combinados à estudo da conservação, podem juntos delinear estratégias efetivas de preservação de espécies ameaçadas. Considerando a antropização massiva dos afloramentos rochosos e os riscos de extinção das espécies de ocorrência, foram utilizados marcadores moleculares AFLP, ITS e rps16-trnK para avaliar o status genético das espécies Mimosa hatschbachii, Nierembergia hatschbachii, Stylosanthes vallsii e Eryngium corallinum e assim, contribuir para o desenvolvimento de estratégias de conservação das espécies. De maneira geral, foram observados baixos índices de diversidade genética, alta estruturação populacional e o fluxo gênico reduzido em todas as espécies. Tais parâmetros se devem em parte ao sistema reprodutivo das espécies e ao isolamento geográfico e ecológico no qual os afloramentos rochosos se encontram. Entretanto, a degradação evidente desses ambientes acentua a perda de diversidade genética e, por essa razão, os dados aqui apresentados ressaltam a necessidade e urgência de planos de conservação de tais afloramentos e suas espécies de ocorrência.
Produção e entrega de moléculas de dsRNA para o controle de Digitaria insularis (capim-amargoso)
(2022-03-31) Rosa, Juliana da; Nepomuceno, Alexandre Lima; Adegas, Fernando Storniolo; Sousa, Natália Lima de; Sartori, Daniele; Viana, Américo José Carvalho; Marin, Silvana Regina Rockenbach
Capim-amargoso é uma planta daninha que causa redução de produtividade e prejuízos econômicos nas lavouras de todo Brasil. Novas tecnológias como RNAi podem contribuir para o atual portifólio de herbicidas. O objetivo desse trabalho foi desenvolver estratégias de produção e entrega de dsRNAs para o silenciamento do gene Phytoene desaturase (PDS) via RNAi em capim-amargoso. Para a produção de dsRNAs de boa qualidade e especificidade foram testados dois vetores: L4440 e New-Vector. New-vector se mostrou mais eficiente na produção de dsRNAs com tamanho esperado. Com relação à extração de dsRNAs dois métodos foram testados: Trizol e Etanol. O método trizol garantiu um maior rendimento comparado ao método por Etanol (3,9 µg/mL e 2,5 µg/mL), apesar disso o método de extração por Etanol se mostrou mais eficiente na extração de dsRNAs com tamanho esperado. Utilizando o vetor L4440 o indutor alternativo proporcionou um rendimento maior quando comparado ao New- vector (5,7 µg/mL e 3,5 µg/mL). Entre os métodos de aplicação de dsRNAs em capim- amargoso os mais eficientes foram aplicação por folhas e em pré-emergência. A aplicação em folhas, em 3 e 5 dias após a aplicação, e em pré-emergência, 5 dias após a aplicação, levou a redução da expressão do gene PDS em 35%. Ainda, o tratamento que recebeu dsPDS em pré-emergência apresentou uma redução da massa seca em 24%. Já na aplicação em raízes houve redução do número de transcritos 10 dias após a aplicação dos dsRNAs. Os resultados desse trabalho abrem perspectivas para novos estudos e desenvolvimento de produtos baseados em RNAi para controle de plantas daninhas.
Ressequenciamento de genomas de cultivares brasileiras de soja: análise estrutural e associativa
(2015-03-12) Santos, João Vitor Maldonado dos; Abdelnoor, Ricardo Vilela; Abdelnoor, Ricardo Vilela; Valliyodan, Babu; Barros, Everaldo Gonçalves de; Carvalho, Mayra Costa da Cruz Gallo de; Marcelino-Guimarães, Francismar Corrêa; Domingues, Douglas Silva; Nguyen, Henry T.
A soja [Glycine max (L.) Merrill] é uma das mais importantes leguminosas cultivadas no mundo devido sua importância na alimentação humana, animal e produção de biocombustíveis. Desde que seu genoma foi sequenciado, aumentou-se o interesse por estudos de variações alélicas e estruturais ligadas a importantes características agronômicas e associadas à resistência a patógenos. Neste trabalho, foram ressequenciados 28 cultivares brasileiras com o objetivo de investigar sua base genética e análise de associação ampla do genoma para identificar importantes variações alélicas ligadas a resistência contra nematoide de cisto, nematoide de galha e cancro da haste. Foram identificados 1.329.844 indels e 5.868.344 SNPs, sendo 10.079 SNPs relacionados à resistência as três doenças. Uma estrutura homogênea foi observada na base genética nacional, com a presença de possíveis regiões sob processo de seleção positiva. Ainda, regiões contendo CNVs foram identificadas no genoma da soja. Os resultados indicam que apesar da base genética nacional estar se diversificando, ainda continua estreita, o que aumenta a necessidade de utilização de acessos de outras localidades para aumentar a variabilidade da base genética da soja brasileira. As variações alélicas relacionadas à resistência a doenças possuem aplicação direta para programas de melhoramento, devendo ser validadas futuramente. Por fim, os CNVs detectados podem contribuir significativamente no aumento da produtividade, e ainda estar relacionados à seleção de combinações que levam a uma resistência maior dos genótipos analisados contra as doenças estudadas. Uma análise mais aprofundada de tais variações estruturais torna-se importante em futuros trabalhos.
"Identificação e análise da expressão de genes de soja responsivos ao déficit hídrico e ao ciclo circadiano"
Gomes, Juliana Marcolino; Nepomuceno, Alexandre Lima; Abdelnoor, Ricardo Vilela; Domingues, Douglas Silva; Vieira, Luiz Gonzaga Esteves; Molinari, Hugo Bruno Correa; Harmon, Frank G. [Coorientador]
Resumo: Em todo o mundo, o déficit hídrico é o fator abiótico com mais impacto na produção de grandes culturas, como a soja O ciclo circadiano desempenha um papel crítico na resposta e adaptação das plantas às diferentes condições ambientais Recentemente, as oscilações circadianas foram associadas às respostas ao déficit hídrico, em nível transcricional Todavia, pouco se sabe sobre a relação entre o ciclo circadiano e as respostas das plantas ao déficit hídrico, principalmente em culturas como a soja Neste estudo, examinamos como o déficit hídrico interfere na oscilação diurna dos principais genes do ciclo circadiano e de resposta ao déficit hídrico em soja Nossos resultados mostraram que o déficit hídrico causa mudanças marcantes na expressão gênica de componentes do ciclo circadiano, como LCL1-, GmELF4- e PRR-like, reduzindo sua expressão As mesmas condições resultaram no avanço de fase na expressão dos genes GmTOC1-like, GmLUX-like e GmPRR7-like O déficit hídrico também resultou em alterações significativas no padrão rítmico de expressão dos genes seca-responsivos tais como DREB-, bZIP-, GOLS-, RAB18- e Remorin-like A fim de selecionar genes referência para a normalização da expressão gênica relativa em estudos sobre o déficit hídrico e as oscilações diurnas, nós validamos experimentalmente um conjunto inédito de genes referência de soja Os genes Fyve, NUDIX e Golgin-84 apresentaram expressão mais estável do que os genes normalizadores, convencionalmente utilizados, ELF1-ß e ß-actina, e foram considerados adequados para a normalização de dados de expressão em estudos sobre as respostas das plantas ao déficit hídrico em diferentes períodos do dia Nossos resultados indicaram a existência de conexão entre as respostas ao déficit hídrico e o ciclo circadiano de soja, uma vez que (i) o estresse afetou a expressão de componentes do ciclo circadiano e que (ii) genes responsivos ao estresse apresentaram oscilação diurna Esses resultados certamente irão incentivar estudos futuros sobre as implicações dessa conexão nas respostas das plantas a estas condições
Diversity and functional analysis of Rap-Phr systems from Bacillus cereus group
Cardoso, Priscilla de Freitas; Vilas-Bôas, Gislayne Fernandes Lemes Trindade [Orientador]; Lereclus, Didier; Mahillon, Jacques; Pontes, Rose Gomes Monnerat Solon de; Slamti, Leyla; Fazion, Fernanda Aparecida Pires; Pereira, Luiz Filipe Protasio; Lereclus, Didier [Coorientador]
Resumo: O grupo Bacillus cereus é formado por oito espécies de bactérias Gram positivas esporulantes que podem colonizar diversos nichos ecológicos As espécies mais importantes do grupo são B cereus, bactéria ubíqua do solo e patógeno oportunista; B thuringiensis, entomopatógeno amplamente utilizado como biopesticida; e B anthracis, agente etiológico do antraz Embora apresentem fenótipos diferentes, essas espécies são próximas geneticamente e seus principais fatores de virulência são codificados por plasmídeos O ciclo infeccioso de B thuringiensis na larva de inseto é regulado pela ativação consecutiva de sistemas de quorum sensing da família RNPP Dentre eles, o sistema Rap-Phr foi amplamente estudado em B subtilis, porém apenas pontualmente explorado nas espécies do grupo B cereus Os sistemas Rap-Phr regulam vários processos fisiológicos bacterianos, inclusive a esporulação O objetivo deste estudo foi analisar os sistemas Rap-Phr no grupo B cereus, com intuito de conhecer sua distribuição, localização e diversidade a fim de obter um panorama desses sistemas neste grupo Além disso, o possível envolvimento desses sistemas no controle do processo de esporulação foi predito com base nos dados estruturais descritos para RapH de B subtilis Genes rap, sempre associados a um gene phr, estão presentes em todas as 49 linhagens estudadas com uma média de seis alelos rap-phr por linhagem e 3% dos sistemas estão localizados em plasmídeos As linhagens de B thuringiensis possuem seis vezes mais sistemas Rap-Phr plasmidiais do que as linhagens de B cereus Ademais, linhagens filogeneticamente próximas apresentam um perfil similar de genes rap-phr Um terço das proteínas Rap foram preditas como inibidoras da esporulação e estas proteínas estão preferencialmente localizadas em plasmídeos e, portanto, em linhagens de B thuringiensis A predição foi parcialmente validada por ensaios de esporulação sugerindo que os resíduos identificados pelo envolvimento na atividade de fosfatase em B subtilis são conservados no grupo B cereus, porém não são suficientes para predizer a função sobre a esporulação Em seguida, o sistema Rap63-Phr63 codificado pelo plasmídeo pAW63 da linhagem B thuringiensis HD73 foi caracterizado A proteína Rap inibe moderadamente a esporulação e retarda a expressão de genes regulados por SpoA Rap63 é inibida por seu peptídeo cognato Phr63, cuja forma madura corresponde à extremidade carboxi-terminal do pro-peptídeo Ensaios de esporulação em larvas de inseto sugerem uma atividade sinérgica dos sistemas Rap63-Phr63 e Rap8-Phr8 (do plasmídeo pHT8_1 da linhagem B thuringiensis HD73) sobre a esporulação Apesar da similaridade entre Phr63 e Phr8 não foi observado cross-talk entre os dois sistemas, confirmando sua especificidade Desta forma, o conjunto dos resultados demonstra a grande diversidade dos sistemas Rap-Phr no grupo B cereus e destaca o impacto de sistemas plasmidiais no desenvolvimento destas bactérias Consequentemente, reforça a importância dos plasmídeos na adaptação e sobrevivência dessas espécies, particularmente em B thuringiensis
Caracterização molecular, metabólica, fisiológica e agronômica de plantas de soja geneticamente modificadas com os fatores de transcrição GmDREB2AFL e GmDREB2ACA sob condição de déficit hídrico
Marinho, Juliane Prela; Nepomuceno, Alexandre Lima [Orientador]; Mertz-Henning, Liliane Marcia; Melo, Carlos Lásaro Pereira de; Cardoso, Larissa Alexandra; Brito Junior, Salvador Lima; Marcolino-Gomes, Juliana [Coorientadora]
Resumo: O cultivo de soja é de extrema importância para economia agroindustrial no mundo inteiro Atualmente, condições de estresses abióticos, como a seca, têm afetado negativamente a sobrevivência, crescimento e produtividade deste grão A tolerância à seca é um mecanismo complexo, envolvendo modificações fisiológicas e moleculares que atuam na percepção e resposta da planta à condição ambiental adversa Alguns genes têm sido descritos como importantes reguladores transcricionais das respostas a esse estresse O grupo de proteínas Dehydration Responsive Element Binding Proteins 2 (DREB2) inclui fatores de transcrição que contribuem para tolerância à seca ativando a transcrição de genes que contém o elemento cis DRE em resposta a esses estímulos de estresse Dois modos de regulação, transcrição e pós-tradução são importantes para a ativação da expressão gênica por DREB2A em Arabidopsis A função básica e a maquinaria reguladora do DREB2 são conservadas entre Arabidopsis e soja Construções contendo GmDREB2AFL (Glyma14g68) e também sua forma ativa GmDREB2ACA foram previamente estudadas em Arabidopsis No presente estudo, objetivou-se caracterizar as respostas moleculares, metabólicas, fisiológicas e agronômicas de plantas de soja geneticamente modificadas com GmDREB2AFL e GmDREB2ACA sob condições de déficit hídrico Os resultados mostraram que plântulas do evento GmDREB2AFL obtiveram melhor desempenho sob estresse osmótico na germinação Além disso, os eventos transgênicos GmDREB2AFL e GmDREB2ACA-1 apresentaram melhor performance em experimentos de tolerância ao déficit hídrico no período vegetativo Sugere-se que o desempenho superior nesses eventos tenha ocorrido em função de maiores taxas nos parâmetros fisiológicos observados durante o período vegetativo, assim como de maiores níveis de transcritos de genes estresse-induzidos tais como LEA2, LEA6 e HSP7 presentes nas plantas desses eventos submetidas ao estresse Quando o déficit hídrico foi imposto no período reprodutivo, observou-se que o evento GM GmDREB2AFL apresentou maior rendimento quando comparado aos demais Os resultados da análise metabólica também indicaram que as plantas dos eventos GmDREB2AFL e GmDREB2ACA-1 possuíram diferentes ajustes metabólicos em relação a cultivar não transformada o que em parte pode ter contribuído para superioridade destes eventos Portanto, todos estes resultados demonstram que o fator de transcrição GmDREB2A participa de respostas importantes ao déficit hídrico, em diferentes períodos de desenvolvimento da soja (germinativo, vegetativo e reprodutivo)
Filogeografia, padrões demográficos históricos e diversidade genética de abelhas Euglossini, com ênfase em espécies da Mata Atlântica
Silva, Wilson Frantine da; Sofia, Silvia Helena [Orientador]; Miyaki, Cristina Yumi; Melo, Gabriel Augusto Rodrigues de; Souza-Shibatta, Lenice; Ferreira, Dhiego Gomes
Resumo: A tribo Euglossini compreende um grupo de abelhas neotropicais de cerca de 24 espécies as quais apresentam complexas histórias biológicas pouco exploradas do ponto de vista biogeográfico e filogeográfico Devido uma gama de comportamentos e outras peculiaridades, estas abelhas apresentam uma intrínseca relação com seus ambientes, de modo que suas histórias biológicas são reflexo da própria história de seus respectivos habitats Amplamente distribuídas nas florestas úmidas americanas, as abelhas das orquídeas, como são popularmente conhecidas, apresentam altas taxas de endemismo na Mata Atlântica, onde quase 5% das espécies documentadas são endêmicas a este ambiente Dentre muitos fatores por trás dos processos geradores de diversidade, mudanças climáticas ao longo do Pleistoceno, movimentos neotectônicos e barreiras geológicas, são frequentemente apontadas como os principais agentes históricos por trás da megadiversidade deste bioma No presente estudo, diferentes espécies de abelhas da tribo Euglossini são utilizadas como modelo para investigar os processos por trás da diversificação destas abelhas ao longo das florestas tropicais americanas, com ênfase na Mata Atlântica Para tanto, três espécies e grupos de espécies do gênero Euglossa correspondendo à diferentes modelos distribucionais (E annectans, E iopoecila, e cinco espécies do subgênero Glossurella, grupo crassipunctata) foram selecionados para inferir sobre processos em diferentes escalas latitudinais, longitudinais e temporais Técnicas baseadas em sequenciamento de genes mitocondriais, genotipagem de locos microssatélites e sequenciamento paralelo massivo foram utilizados em associação à modelagem de nicho ecológico e distribuição de espécies para avaliar aspectos genéticos populacionais, filogenéticos e filogeográficos, bem como sua congruência com padrões climáticos atuais e pretéritos, eventos geológicos e neotectonismos Os resultados encontrados apontam que flutuações climáticas foram determinantes para definição da estrutura populacional das espécies de Euglossini na Mata Atlântica, porém os efeitos destes eventos dependem fortemente das idiossincrasias associadas à aspectos ecológicos de cada espécie De acordo com os resultados, espécies associadas às Florestas Estacionais Semideciduais tenderam a migrar parte de suas populações para o interior, se afastando da região litorânea ao longo dos picos glaciares do Pleistoceno Por outro lado, espécies com ampla distribuição latitudinal associadas à Floresta Ombrófila Densa se encaixam nas expectativas da interpretação atual dos refúgios para a Mata Atlântica Os modelos de nicho para as abelhas das orquídeas aqui estudadas apontam de forma recorrente a existência de áreas adequáveis na porção sul da Mata Atlântica no último máximo glacial (21 Ka a p) A cronologia da diversificação filogenética das espécies do grupo crassipunctata indica o aumento da atividade orogênica nos Andes à ~5-6 Ma a p como fator determinante para o surgimento de quatro das seis espécies atuais, e que as flutuações climáticas do Pleistoceno apenas influenciaram a separação entre o clado amazônico e atlântico Os resultados do presente estudo são inéditos e agregam uma importante contribuição para o entendimento dos padrões e processos geradores de diversidade na tribo Euglossini, bem como, na Mata Atlântica
A Piperlongumina induz aumento de EROs, causando danos ao DNA, parada de ciclo celular e apoptose em células tumorais e não tumorais de mama e pulmão
Baranoski, Adrivanio; Mantovani, Mário Sérgio [Orientador]; Vicentini, Verônica Elisa Pimenta; Maistro, Edson Luís; Sartori, Daniele; Lepri, Sandra Regina
Resumo: As plantas são fontes de diversas moléculas que apresentam propriedades terapêuticas e destacam-se na busca por drogas quimioterápicas alvo-especificas e/ou seletivas A Piperlongumina (PLN), um alcaloide derivado da Piper longum Linn, apresenta importantes propriedades biológicas, entre elas, a seletividade antiproliferativa para células tumorais Neste trabalho, avaliou-se diferentes parâmetros como a citotoxicidade, danos a membrana celular, interferência na cinética de proliferação e ciclo celular, indução de apoptose, danos ao DNA, capacidade de gerar estresse oxidativo e o padrão de expressão de mRNA e proteínas relacionados a esses processos em células não tumorais e tumorais de mama (HB4a e MCF-7) e pulmão humano (IMR-9 e NCI-H46), também foram avaliados a capacidade de PLN e ela combinada com Olaparib (inibidor de PARP) em gerar quebras de fita dupla no DNA, além de seus mecanismos de ação em linhagens tumorais de pulmão P53 positiva e negativa A PLN apresentou citotoxicidade para todas as linhagens com concentrações e tempos distintos Induziu danos a membrana celular e reduziu a proliferação celular em todas as linhagens estudadas, com efeitos mais pronunciados em células não tumorais e P53 negativas Ocasionou retenção de ciclo celular na fase G2/M em todas as linhagens excetuando-se a linhagem não tumoral de pulmão, na qual observamos retenção em G1 Além disso, induziu estresse oxidativo nas linhagens de mama, IMR-9 e NCI-H46, danos ao DNA e apoptose, sendo o estresse oxidativo a possível causa dos danos encontrados nas linhagens de pulmão A549 (p53 +/+) e H1299 (p53 -/-) Em linhagens de mama, a PLN induziu aumento de expressão de mRNA relacionados a apoptose, danos ao DNA e estresse oxidativo e diminuiu a expressão de mRNA de genes relacionados ao ciclo celular e do gene TP53, não havendo mudança na quantidade desta proteína após 24 h na linhagem HB4a e ativação na linhagem MCF-7 Em nível proteico, a PLN induziu redução das proteínas Catalase, TRx1, PRx1 e ATR e aumento de p21 nestas linhagens, em MCF-7, as proteínas Chk1 e p53 apresentaram redução e aumento de regulação respectivamente A ação antiproliferativa apresentada em ambas linhagens, principalmente HB4a, se deve pela capacidade de PLN em causar inibição de proteínas relacionadas a proteção contra estresse oxidativo, levando a geração de danos ao DNA, inibindo o ciclo celular Nas linhagens de pulmão IMR-9, vários genes relacionados ao ciclo celular tiveram expressão reduzidas assim como TP53, nesta linha, a retenção de ciclo foi mediada pelo gene CDKN1B, um precursor da proteína p27 que controla a progressão do ciclo celular na fase G1 Em IMR-9 também encontramos a proteína SOD2 aumentada além de redução em TRx1 Desta maneira, as mudanças nos padrões de índice celular observados foram atribuíveis à prisão do ciclo celular e apoptose devido ao aumento do estresse oxidativo e danos no DNA Foi evidenciado que a PLN causa quebras de fita dupla, principalmente em células P53 negativas suplementadas com 1% de soro bovino fetal (SBF), ao mesmo tempo, observamos que a PLN potencializou sua ação com o Olaparib, provavelmente devido a capacidade de suprimir mecanismos da recombinação homologa Estes resultados nos chama a atenção para os efeitos colaterais que a PLN pode causar nas células não tumorais, principalmente in vivo, visto que é descrita em muitos artigos como seletiva para células tumorais
Estudo comparativo do perfil de mRNAs e miRNAs relacionados com câncer de próstata entre indivíduos controles e portadores desta neoplasia
Souza, Marilesia Ferreira de; Cólus, Ilce Mara de Syllos [Orientador]; Ribeiro, Enilze Maria de Souza Fonseca; Pereira, Tiago Campos; Rodrigues, Marco Aurélio de Freitas; Losi-Guembarovski, Roberta
Resumo: O câncer de próstata (CaP) é o segundo tipo de neoplasia mais incidente no mundo As dificuldades para realização da triagem, assim como a identificação de pacientes com doença agressiva ainda são desafios a serem solucionados Esta é considerada uma doença heterogênea e, portanto, estudos que visem compreender melhor seu desenvolvimento e progressão são importantes Os ácidos nucleicos circulantes têm se destacado por sua possível utilização como “biópsia líquida”, ou seja, como marcadores tumorais minimamente invasivos Sendo assim, este estudo teve como objetivo buscar marcadores baseados em mRNAs e miRNAs circulantes com fins diagnósticos, prognósticos e terapêuticos para CaP, assim como, analisar os efeitos de miRNAs no comportamento de células tumorais de próstata in vitro Foi conduzida uma análise a partir dos dados do TCGA (The Cancer Genome Atlas) a fim de definir genes e miRNAs candidatos Onze genes e dez miRNAs foram avaliados em amostras de plasma de pacientes com CaP virgens de tratamento e de indivíduos controles Dois genes, OR51E2 e SIM2 mostraram-se mais expressos em pacientes quando comparados aos controles e, também, em paciente com antígeno prostático específico (PSA) = 4, ng/mL quando comparados com controles com os mesmos níveis de PSA O miR-2c mostrou-se mais expresso e o miR-2b apresentou menor nível de expressão nos pacientes A associação destes dois gene e dois miRNAs apresentou 67% de sensibilidade e 75% de especificidade para distinguir pacientes de controles (AUC = ,71) A análise de predição de agressividade da doença identificou os genes AMACR, BCL2, GOLM1 TRPM8 e NKX3-1 Destes genes, NKX3-1, TRPM8 e GOLM1, quando combinados, foram capazes de identificar corretamente 71,2% das amostras e quando associados com práticas clínicas já utilizadas, como escore de Gleason da biópsia (= 8) e níveis de PSA (> 2 ng/mL), mostraram sensibilidade de 88% e especificidade de 58% para identificar pacientes de alto risco para doença agressiva Dentre os miRNAs avaliados, dois se destacaram e foram selecionados para as análises funcionais O miR-182 mostrou associação com bilateralidade do tumor Sua superexpressão in vitro foi relacionada com o aumento da proliferação celular, de migração celular, níveis elevados de marcadores de transição epitélio-mesenquimal (EMT) e p-AKT, além de resistência ao docetaxel, indicando que a desregulação deste miRNA é um fator importante para o desenvolvimento do CaP Já o miR-141 apresentou níveis elevados de expressão em pacientes com metástase óssea, PSA > 1 ng/mL e doença de alto risco As análises in vitro demostraram que, no CaP, desempenha função dupla, como oncogene e supressor de tumor, dependendo do contexto celular Também foi demostrado que a inibição deste miRNA está relacionada com resistência a quimioterápicos Assim, o presente estudo demonstrou que mRNAs e miRNAs circulantes podem ser bons marcadores para diagnóstico e prognóstico de CaP e os miR-182 e miR -141 possuem importante papel na modulação das células da próstata e na resistência a quimioterápicos
Estudos em transplantados renais : avaliação da instabilidade genômica, expressão gênica e análise de variantes polimórficas associadas ao risco de rejeição do enxerto e ao desenvolvimento de câncer
Cilião, Heloísa Lizotti; Cólus, Ilce Mara de Syllos [Orientador]; Tavares, Denise Crispim; Oliveira, Jaqueline Carvalho de; Sartori, Daniele; Serpeloni, Juliana Mara
Resumo: O transplante renal é a melhor opção terapêutica para pacientes com doença renal crônica Após a realização do transplante, é necessário o uso constante de drogas imunossupressoras para evitar a rejeição do enxerto Porém, o uso prolongado destes medicamentos acarreta alguns efeitos adversos Entre os pacientes transplantados é observada uma grande variabilidade da concentração plasmática dos imunossupressores, o que se deve à influência de diversos fatores, entre eles, a presença de variantes alélicas que pode levar a respostas distintas ao tratamento Os objetivos do presente estudo foram estudar pacientes transplantados renais para: (i) avaliar se o uso prolongado de imunossupressores pode induzir efeitos mutagênicos; (ii) associar a presença de polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs) em genes do metabolismo, transporte de drogas e sistema imunológico com a ocorrência de episódios de rejeição; (iii) associar SNPs com a concentração plasmática de tacrolimo; (iv) avaliar se a presença de SNPs em genes de reparo e sistema imunológico está associada com a ocorrência de câncer Os resultados obtidos não demonstraram associação entre a frequência de micronúcleos em linfócitos com o tempo decorrido após o transplante Por outro lado, os danos observados no ensaio do cometa aumentaram com o tempo de imunossupressão Na análise de associação dos SNPs com episódios de rejeição em 246 pacientes foi observada associação de SNPs em genes do metabolismo rs766229 (UGT2B7) com proteção (1,85 vezes) e rs6714486 (UGT1A9) com aumento de risco de rejeição de 1,6 vezes Entre os genes de transportadores de drogas, apenas o rs2231142 (ABCG2) demonstrou diminuição em 1,92 vezes no risco de rejeição O rs1889677 do gene do sistema imune IL-23R foi associado com o aumento de 1,9 vezes no risco de rejeição do enxerto Entre os pacientes, 145 faziam uso do imunossupressor micofenolato de mofetil (MMF) Foram avaliados neste grupo SNPs em genes que influenciam a farmacocinética deste medicamento e observou-se associação do rs117652 (IMPDH2) com proteção de 4,2 vezes, e do rs7438135 (UGT2B7) com proteção de 2,4 vezes contra episódios de rejeição O rs224149 (CES2) foi associado com o aumento de risco à rejeição de 7,2 vezes Dos 246 pacientes avaliados 1,2 % desenvolveram câncer após 15±8,9 anos de transplante, sendo que destes, 68% eram constituídos por carcinoma de pele não melanoma O rs18872 (IL-1) foi associado com o risco de 3,5 vezes de desenvolver câncer Foi avaliada a associação de 11 SNPs em genes do metabolismo e transporte de drogas com a concentração plasmática de tacrolimo em 55 pacientes transplantados renais que faziam uso, nos três primeiros meses de transplante, deste medicamento associado com MMF e corticóide, sendo observado que apenas os SNPs rs4646437 (CYP3A4) e rs776746 (CYP3A5) influenciaram a farmacocinética deste imunossupressor Este estudo demonstrou que os pacientes tranplantados renais apresentam maior quantidade de dano no material genético em comparação com controles saudáveis e que o uso prolongado dos medicamentos imunossupressores pode induzir instabilidade genética Os SNPs nos genes UGT2B7, UGT1A9, ABCG2, IL-23R, IMPDH2 e CES2 podem ser usados como marcadores candidatos para a triagem do risco de rejeição e o SNP no gene IL-1 pode ser utilizado para a triagem do risco de desenvolvimento de câncer em pacientes transplantados renais Também foi confirmado o impacto dos SNPs rs4646437 (CYP3A4), rs776746 (CYP3A5) na farmacocinética do imunossupressor tacrolimo
Marcadores moleculares para detecção de espécies de Aspergillus produtoras de aflatoxinas, ocratoxinas e fumonisinas
Massi, Fernanda Pelisson; Fungaro, Maria Helena Pelegrinelli [Orientador]; Taniwaki, Marta Hiromi; Furlaneto-Maia, Luciana; Sartori, Daniele; Hirooka, Elisa Yoko
Resumo: Produtos destinados ao consumo humano e animal podem apresentar-se contaminados com micotoxinas, destacam-se as aflatoxinas, ocratoxinas e fumonisinas produzidas por espécies de fungos do gênero Aspergillus Atualmente, detectar e identificar espécies micotoxigênicas é crucial para garantir a qualidade do alimento Neste âmbito, as informações presentes nas sequências de nucleotídeos de alguns loci do genoma fúngico, têm contribuído para o desenvolvimento de marcadores moleculares utilizados para a identificação de espécies toxigênicas, eliminando a necessidade de cultivo O objetivo deste trabalho foi desenvolver e utilizar marcadores moleculares para detectar espécies de Aspergillus produtoras de micotoxinas Os resultados obtidos são apresentados na forma de três artigos científicos O primeiro artigo apresenta o desenvolvimento de um marcador molecular para detecção da espécie aflatoxigênica Aspergillus nomius Esta espécie pertence à Aspergillus section Flavi e tem sido descrita como uma das principais responsáveis pela contaminação de castanha do Brasil com aflatoxinas O par de primer espécie-específico foi desenvolvido para detectar a presença de A nomius em visitantes florais da castanheira (Bertholletia excelsa), trazendo à luz uma possível via de contaminação da castanha A nomius foi detectado em Xylocopa frontalis, Bombus transversalis, Centris denudans, Centris ferruginea e Epicharis flava No segundo trabalho foi desenvolvido um sistema de PCR multiplex para analisar uma grande coleção de isolados de Aspergillus niger e Aspergillus welwitschiae quanto à presença ou ausência de genes essenciais para a biossíntese da ocratoxina e fumonisina Ambas espécies pertencem à Aspergillus section Nigri e são frequentemente encontradas em alimentos Isolados destas espécies podem produzir ocratoxina A (OTA) e/ou fumonisina B2 (FB2) Um total de 175 linhagens foram obtidas de frutas secas, castanha do Brasil, grãos de café, frutos de uva, cacau e cebola e investigadas Entre os isolados de A niger, aproximadamente 32% foram produtores de OTA; em contraste, apenas 1% dos isolados de A welwitschiae foram capazes de produzir OTA Em relação a produção de FB2, houve maior frequência dos isolados de A niger (74%) serem capazes de produzir FB2 quando comparados com A welwitschiae (34%) O uso da PCR multiplex revelou que a frequência dos isolados contendo os genes essenciais de biossíntese de micotoxinas também é marcadamente diferente entre A niger e A welwitschiae Todos os isolados de A niger e A welwitschiae produtores de OTA portavam os genes radH e pks no genoma e 95,2% dos isolados não-produtores de OTA não continham esses genes Isto sugere que a incapacidade de produção de OTA está associada à deleção de genes do cluster de biossíntese da OTA Sobre o gene relacionado à produção de fumonisinas, a-oxoamina sintase (fum8), observou-se que 1% dos isolados de A niger e 36% dos isolados de A welwitschiae o possuem no genoma A incapacidade de produção de FB2 em A welwitschiae está associada a deleções de genes do cluster de biossíntese de fumonisina Porém, esta associação não ocorre para a espécie A niger No terceiro trabalho foi investigada a incidência de Aspergillus section Nigri em cebolas adquiridas mensalmente em supermercados, em um período de dois anos Foi analisado por meio da PCR multiplex isolados das espécies A niger/A welwitschiae a fim de separar linhagens destas espécies das outras linhagens de black aspergilli não produtoras de micotoxinas, além de detectar genes envolvidos com a biossíntese de OTA e FB2 Aspergillus section Nigri foi detectado em 98% das amostras, e 97,4% dos isolados foram pertencentes às espécies toxigênicas A niger ou A welwitschiae Outras espécies encontradas em menor frequência foram A brasiliensis, A japonicus, A tubingensis, A luchuensis, A neoniger e A heteromorphus Aproximadamente 36% dos isolados identificados como A niger ou A welwitschiae foram portadores do gene fum8, envolvido na biossíntese de FB2 Aproximadamente 3% dos isolados foram portadores dos genes radH e pks, ambos envolvidos na biossíntese de OTA A welwitschiae é a principal espécie encontrada em cebolas na pós-colheita contemplando linhagens portadoras de genes essenciais para a biossíntese de micotoxinas Conclui-se que marcadores moleculares podem ser eficientemente utilizados para identificação e/ou detecção de espécies de Aspergillus, bem como para a avaliação da capacidade de risco de linhagens tóxicas pertencentes ao gênero Aspergillus
Análise da diversidade genética, fenotípica e mapeamento por associação em um painel de C. arabica, incluindo acessos do centro de origem
Silva, Bruna Silvestre Rodrigues da; Pereira, Luiz Filipe Protasio [Orientador]; Marcelino-Guimarães, Francismar Corrêa; Gonçalves, Leandro Simões Azeredo; Vieira, Luiz Gonzaga Esteves; Sant’Ana, Gustavo César; Micheletti, Diego [Coorientador]
Resumo: A exploração da diversidade genética e fenotípica dos acessos do centro de origem de uma espécie é fundamental para estimar o potencial ganho genético e efetiva conservação de seus recursos genéticos Coffea arabica é uma espécie recente e com pouca variabilidade genética, o que torna mais importante a caracterização destes materiais do centro de origem para busca de genótipos com características que possam ser incorporadas pelos programas de melhoramento O objetivo deste trabalho foi analisar a diversidade e estrutura genética com base nos marcadores SSRs e SNPs de cafeeiros provenientes da Etiópia, como também fenotipar e realizar estudos de associação para características relacionadas à qualidade bioquímica dos grãos Para o estudo de diversidade genética de C arabica com base nos SSRs, 37 genótipos incluindo acessos da Etiópia, cultivares tradicionais e variedades, e seus dois parentais, C canephora e C eugenioides foram genotipados com 3 marcadores SSRs Um total de 26 alelos foram polimórficos e vinte desses, com conteúdo de informação polimórfica (PIC) acima de 7 As estimativas de diversidade genética como a média da heterozigosidade esperada (He), heterozigosidade corrigida pelo tamanho amostral (uHe) e proporção de loci polimórficos (P%) demonstraram alta diversidade genética entre os acessos do lado Oeste do Vale do Rift em relação aos outros grupos genéticos estudados, como também 34 alelos privados foram observados nesse grupo Duas subpopulações foram identificadas pelo estudo de estrutura populacional e Análise de Coordenadas Principais, uma correspondente aos acessos da Etiópia e o outro correspondente às cultivares tradicionais e variedades A comparação da dissimilaridade genética entre os acessos de C arabica com seus dois parentais diplóides demonstrou que as cultivares em estudo são geneticamente mais próximas de C eugenioides do que os acessos etíopes Todo o painel apresentou alta variabilidade quanto aos 8 compostos analisados por espectroscopia no infravermelho próximo (NIRS) Significativas correlações positivas entre ácidos clorogênicos (ACGs) e Lipídeos Totais (LT), Poteínas Totais (PT), Sacarose e Açúcares Totais (AT) bem como Cafeína e PT; Sacarose e AT; e LT e Caveol foram observadas Significativa correlação negativa foi encontrada entre LT e Sacarose/AT e entre Cafestol e Caveol A análise de agrupamento hierárquico identificou 3 grupos entre os acessos com características a serem exploradas para a qualidade da bebida e/ou para a produção de cafés com teores diferenciados de diterpenos Maior diversidade fenotípica foi observada entre os acessos do lado Oeste do Vale do Rift Foi realizada genotipagem por sequenciamento (GBS) de 159 genótipos incluindo acessos da histórica coleção Etíope da FAO, além de cultivares tradicionais e variedades de C arabica e os dois parentais diploides da espécie O Pipeline TASSEL-GBS foi realizado afim de montar os contigs, mapeá-los e identificar marcadores SNPs de C arabica nos dois parentais diploides da espécie (C canephora e C eugenioides) Foram identificados um total de 1719 e 2949 SNPs em ambos subgenomas com uma cobertura média de 68X e 47X que subdividiu os genótipos em 2 e 3 subpopulações Para investigar as variações genotípicas subjacentes aos traços relacionados com a qualidade da bebida, GWAS foi realizado para identificar variantes SNPs e genes candidatos nos acessos de C arabica da Etiópia com um total de 4517 SNPs e 11 genótipos para 5 replicatas de fenotipagem (ano 211, 212, 215, 216 e média 211/215) e 8 modelos de associação Um total de 33 SNPs de C arabica foram significativamente associados aos compostos relacionados com a qualidade da bebida de café em ambos subgenomas Dos 22 SNPs mapeados em C canephora e significativamente associados, 17 são co-localizados a 13 genes candidatos envolvidos nas vias metabólicas dos compostos bioquímicos Onze SNPs de C arabica mapeados em C eugenioides foram significativamente associados aos compostos bioquímicos Nossos resultados confirmam que há uma grande riqueza alélica e fenotípica presente nos acessos da Etiópia, especialmente nos acessos originados de florestas do lado Oeste do grande Vale do Rift, ainda não explorados pelo melhoramento genético Por fim, identificamos SNPs associados às caracteristicas fenotípicas que podem ser úteis no desenvolvimento de estratégias de seleção assistida objetivando melhorar a qualidade bioquímica de grãos de café verde, e genes candidatos para o melhoramento da qualidade da bebida de café
Diversidade e relações filogenéticas de Aspergillus section Nigri isolados de produtos agrícolas
Silva, Josué José da; Fungaro, Maria Helena Pelegrinelli [Orientador]; Vieira, Maria Lúcia Carneiro; Glienke, Chirlei; Ono, Elisabete Yurie Sataque; Ferreira, Dhiego Gomes
Resumo: Aspergillus section Nigri é um importante grupo de fungos que abriga espécies toxigênicas, fitopatogênicas, bem como, espécies de interesse biotecnológico A presença de algumas espécies de A section Nigri em alimentos é tida como sinal de alerta devido à possibilidade de contaminação com micotoxinas Dessa forma, o conhecimento da diversidade de espécies de A section Nigri em alimentos produzidos no Brasil é uma agenda estratégica nas esferas científica, econômica e sanitária O objetivo deste estudo foi investigar a diversidade de A section Nigri isolados de 5 produtos agrícolas produzidos no país (grãos de café, bagas de uvas, bulbos de cebola, erva-mate e castanha-do-brasil) Os resultados obtidos são apresentados na forma de dois artigos científicos O primeiro artigo relata a diversidade de Aspergillus e a produção de ocratoxina A (OTA), fumonisina B2 e aflatoxinas (séries B e G) de isolados de erva-mate (elaborada para chimarrão) A contaminação fúngica variou de ,2 x 13 a 1,55 x 14 UFC/g, sendo que A section Nigri foi o grupo taxonômico predominante constituindo cerca de 8% da incidência fúngica total A análise molecular com base nos genes CaM ou BenA permitiu identificar 13 espécies de Aspergillus, sendo A luchuensis a espécie predominante Espécies potencialmente toxigênicas, tais como A niger, A welwitschiae, A novoparasiticus e A flavus foram encontradas em baixa frequência, cerca de metade dos isolados analisados (47%) foram capazes de produzir alguma das micotoxinas (OTA, FB2, AFB1, AFB2, AFG1, AFG2), sendo as aflatoxinas do tipo B a classe de micotoxinas que apresentou o maior número de isolados produtores A ocorrência de A pallidofulvus, A europaeus e A novoparasiticus foi descrita pela primeira vez em ervas O segundo artigo investigou a diversidade genética de linhagens do clado A niger Dois conjuntos de dados, um proveniente de isolados de produtos agrícolas (n= 43) e outro do GenBank (n= 292), foram analisados filogeneticamente com base no gene CaM Os dois conjuntos de dados foram submetidos a análises de haplótipos, Median-joining network, máxima verossimilhança e de parâmetros descritivos tais como diversidade haplotípica e nucleotídica Um total de 31 haplótipos foi identificado, 17 desses pertenciam indubitavelmente à espécie A welwitschiae, 8 à espécie A niger e os demais haplótipos não tiveram uma identificação conclusiva Representantes dos haplótipos presentes no conjunto de dados brasileiro foram submetidos a análises morfológicas, fisiológicas, e filogenéticas com base em três loci (BenA, CaM e RPB2), conforme preconiza a taxonomia polifásica de Aspergillus As análises filogenéticas foram fortalecidas pelo Reconhecimento de Espécie Filogenéticas por Concordância Genealógica (GCPSR) e pela análise de estruturação genética usando marcadores de RAPD Com base no conceito de espécie pluralista, dentre 4 espécies filogenéticas reconhecidas, uma delas foi validada como uma nova espécie pertencente ao clado A niger Essa nova espécie será descrita como Aspergillus paraniger
Análise do transcriptoma de cultivares de soja com níveis de tolerância contrastantes em condições de estresse por déficit hídrico
Reis, Rafaela Ribeiro; Nepomuceno, Alexandre Lima [Orientador]; Fuganti-Pagliarini, Renata; Vanzela, André Luís Laforga; Rincão, Michele Pires; Moreira, Renata Stolf; Henning, Liliane Marcia Mertz [Coorientadora]
Resumo: A soja, será fortemente afetada pela mudança climática, que projeta uma contenção de área plantada de 41%, em todo o país para 27 Dentre os estresses abióticos, o déficit hídrico é o principal fator que leva a perdas de rendimento em importantes culturas O desenvolvimento de materiais tolerantes ao déficit hídrico é significativamente vantajoso em áreas sujeitas à ocorrência do estresse Recentemente, alguns avanços foram obtidos na identificação de genes responsivos ao déficit hídrico, potencialmente capazes de aumentar a tolerância das plantas em condições de restrição hídrica Compreender os mecanismos moleculares na resposta ao déficit hídrico é importante na definição de estratégias biotecnológicas e de melhoramento As tecnologias genômicas, como o RNA-seq são ferramentas úteis para essa finalidade, podendo oferecer um melhor entendimento sobre os mecanismos ativados pelas plantas em resposta ao estresse Objetivou-se avaliar o transcriptoma de duas cultivares de soja contrastantes na resposta de tolerância ao déficit hídrico, BR 16 (sensível) e Embrapa 48 (tolerante), em folhas e raízes submetidas a dois níveis de déficit hídrico (moderado e severo) Genes diferencialmente expressos, foram identificados e categorizados, sendo alguns selecionados para validação via RT-qPCR Duas importantes famílias de fatores de transcrição (AP2/EREBP e WRKY) foram selecionadas para melhor entendimento de seus mecanismos de resposta e oscilações da expressão gênica em resposta ao déficit hídrico Foram detectadas diferenças nos perfis de expressão entre os materiais avaliados, sendo possível inferir que a cultivar Embrapa 48 responde mais rapidamente ao estresse do que a cultivar BR 16, apresentando maior número de genes diferencialmente expressos (up-regulados) já no primeiro nível (moderado) de estresse, enquanto BR 16 exibiu um perfil de expressão predominantemente down-regulado no mesmo período Esse comportamento persiste em todas as classes de genes relatados, sendo ainda mais evidente nas folhas, reforçando a ideia de que a resposta sob a influência do estresse ocorre especialmente nas folhas para ambas as cultivares Os resultados mostram, que a cultivar Embrapa 48 além de exibir uma modulação gênica inicial mais acelerada, ainda mantém genes associados aos processos de desenvolvimento, inerente ao metabolismo primário, ativo por mais tempo Adicionalmente, foram identificados e selecionados os 1 principais genes de cada uma das famílias de fatores de transcrição (AP2/EREBP e WRKY) na resposta de tolerância ao déficit hídrico

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