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Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2022. A polinização é um serviço ecossistêmico de extrema importância em ambientes naturais e agrícolas. No entanto, a mortalidade de abelhas vem sendo relatada em todo o mundo, tendo como um dos agentes causadores, os agrotóxicos, gerando preocupação quanto seus efeitos sobre estes insetos. Alguns cultivos de interesse agronômico são altamente dependentes da polinização de insetos, principalmente de abelhas. A espécie Apis mellifera é a mais utilizada nos serviços de polinização dirigida dos cultivos agrícolas, como é o caso das macieiras. Apesar disso, o uso intensivo de diversos agrotóxicos, incluindo fungicidas, é usual e frequente nesses ambientes. Estudos que buscam avaliar os efeitos subletais de fungicidas sobre organismos não alvo são escassos. Especificamente pesquisas a respeito de efeitos de fungicidas sobre a geleia real, substância proteica sintetizada nas glândulas hipofaringeanas de abelhas nutrizes, produto essencial para a alimentação de todos os indivíduos da colmeia especialmente para a rainha, são inexistentes. Assim, o objetivo do presente trabalho foi avaliar o efeito de doses de campo de dois fungicidas (Captan® e Zignal®) isolados e em mistura sobre as glândulas hipofaringeanas, produção de geleia real e a interferência na força das colmeias. Para isso, foram utilizadas três colmeias com dez quadros cada por tratamento, análises de microscopia eletrônica de transmissão foram efetuadas nas glândulas e avaliados por seis meses, o número de quadros com: abelhas adultas, cria aberta e fechada, e alimento estocado. Nossos resultados revelaram que a exposição das abelhas aos fungicidas isolados e em mistura, promove alterações na ultraestrutura das glândulas hipofaringeanas, causando alterações morfológicas e estruturais nas mitocôndrias desses insetos. A degeneração precoce do retículo endoplasmático rugoso também foi verificada. Além disso, o citoplasma se mostrou heterogêneo e eletrondenso. As células dos núcleos não sofreram alterações, independendo dos tratamentos. A exposição das abelhas aos fungicidas também ocasionou prejuízos para a força das colmeias, com redução da população de abelhas adultas, de cria aberta, de cria fechada e de alimento armazenado. Não foram detectadas diferenças estatísticas significativas nos parâmetros avaliados sobre a produção de geleia real. Abstract: Pollination is an extremely important ecosystem service in natural and agricultural environments. However, bee mortality has been reported around the world, with pesticides as one of the causative agents, raising concern about their effects on these insects. Some crops of agronomic interest are highly dependent on insect pollination, especially bees. The species Apis mellifera is the most used in the services of directed pollination of agricultural crops, as is the case of apple trees. Even so, the intensive use of several pesticides, including fungicides, is usual and frequent in these environments. Studies that seek to evaluate the sublethal effects of fungicides on non-target organisms are scarce. Specifically, regarding the effects of fungicides on royal jelly, a protein substance synthesized in the hypopharyngeal glands of nursing bees, an essential product for the food of all individuals in the hive, especially the queen, are non-existent. That said, the objective of the present study was to evaluate the effect of sublethal doses of two fungicides (Captan® and Zignal®) isolated and in mixture on the hypopharyngeal glands, royal jelly production and the interference in the strength of the hives. Thus, three hives with ten frames each per treatment were used, transmission electron microscopy analyzes were performed on the glands and evaluated for six months, the number of frames with: adult bees, open and closed brood, and stored food. Our results revealed that the exposure of bees to fungicides alone and in mixture, promotes changes in the ultrastructure of the hypopharyngeal glands, causing morphological and structural changes in the mitochondria of these insects. Early degeneration of the rough endoplasmic reticulum was also observed. In addition, the cytoplasm was heterogeneous and electron-dense. The cells of the nuclei did not suffer alterations, independent of the treatments. The exposure of bees to fungicides also caused damage to the strength of the hives, with a reduction in the population of adult bees, open brood, closed brood and stored food. No significant statistical differences were detected in the parameters evaluated on the production of royal jelly.

A Lei de Biossegurança (Lei 11.105 de 2005) conferiu à Comissão Técnica Nacional de Biossegurança (CTNBio) a competência para julgar e aprovar comercialmente os OGMs. Uma das diretrizes balizadoras da política de biossegurança e de atuação da instância administrativa é o princípio da precaução. São parâmetros de verificação da aplicação da precaução, (i) informação, transparência e participação pública na decisão, (ii) avaliação de riscos ou vantagens/inconvenientes, (iii) dever de continuidade de pesquisa ou (iv) previsão de prazo para revisão das decisões tomadas. Formula-se, nesse ponto, como questões norteadoras da pesquisa: o princípio da precaução é expressamente utilizado nas demandas e respostas jurisdicionais às pretensões de impugnação das aprovações comerciais de plantas geneticamente modificadas (PGM) no âmbito do STF e STJ? Além disso, os fundamentos teóricos e procedimentais empregados nos julgados pelo Estado-juiz no âmbito do STJ e STF atendem aos parâmetros informadores do "princípio de precaução"? As reflexões se dão a partir do método materialista dialético. A pesquisa confirmou a hipótese de maneira parcial: O princípio da precaução não é utilizado para contestar as aprovações da CTNBio, pois a temática não é sequer judicializada nos âmbitos do STJ e STF. No entanto, na jurisprudência do STJ sobre o princípio da precaução existem fortes inconsistências teóricas, estando ausentes práticas procedimentais sistemáticas que possam identificar um princípio de precaução consistente e operativo. Conclui-se que, no sistema judiciário em matéria de biossegurança, não fica evidenciado o comprometimento com o rigor conceitual na aplicação do princípio da precaução e com a efetividade em revisar/fiscalizar as decisões da CTNBio, de forma que tal fenômeno constituiria caso sintomático de uma crise da jurisdição. [resumo fornecido pelo autor] Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, CAPES The Biosafety Law (Law 11.105 of 2005) conferred on the National Technical Commission of Biosafety (CTNBio) the competence to judge and commercially approve the OGMs. One of the guidelines that guide the biosecurity policy and the action of the administrative body is the precautionary principle. These parameters are the verification of the application of the precaution, (i) information, transparency and public participation in the decision, (ii) risk assessment or advantages/disadvantages, (iii) duty of continuity of research or (iv) provision of time for review of decisions taken. It is formulated, at this point, as guiding questions of the research: is the precautionary principle expressly used in the demands and judicial responses to the claims of challenge of commercial approvals of genetically modified plants (GMP) within the Scope of the STF and STJ? Furthermore, do the theoretical and procedural foundations used in the judges by the State-Judge under the STF and the STJ meet the informing parameters of the "precautionary principle"? The reflections are based on the dialectical materialist method. The research confirmed the hypothesis partially: The precautionary principle is not used to challenge CTNBio approvals, because the issue is not even judicialized within the scope of the STJ and STF. However, in the jurisprudence of the STJ on the precautionary principle there are strong theoretical inconsistencies, and systematic procedural practices are absent that can identify a consistent and operative precautionary principle. It is concluded that, in the judicial system in matters of biosafety, it is not evident the commitment to conceptual rigor in the application of the precautionary principle and to the effectiveness in reviewing/supervising CTNBio decisions, so that this phenomenon would constitute a symptomatic case of a crisis of jurisdiction. [resumo fornecido pelo autor]

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2021. A videira, uma das espécies frutíferas mais cultivadas mundialmente, apresenta suscetibilidade a diversos patógenos, destacando-se como principal causador de danos o míldio, (Plasmopara viticola). Locos de resistência contra este patógeno (Rpv) são descritos para outras espécies do gênero Vitis. Rpvs estão associados ao reconhecimento patogênico, provavelmente via nucleotide-bind Leucine-rich repeat, desencadeando reações celulares de imunidade, Effector-Triggered Immunity (ETI). A cascata de sinais ativada resulta na morte celular, inibindo o progresso do patógeno. Pouco se sabe quanto aos mecanismos moleculares ativados por Rpvs, atuando isoladamente ou piramidados. Portanto, o objetivo com esta tese de doutorado foi caracterizar, a nível celular, as interações entre plantas portadoras de Rpvs e o P. viticola. A tese divide-se em 3 capítulos, no primeiro é apresentado a cinética da expressão gênica para os genes JAZMONATE ZIM DOMAIN 1 (JAZ1) e JAZ3, MYC2, TOPLESS, PATHOGENESIS RELATED-1 (PR1) e PR10, NONEXPRESSOR OF PATHOGENESIS RELATED 1 (NPR1), WRKY70, AtMYB44, STILBENE SYNTHASE (STS), GLICOSILTRANSFERASE (GT) e RESVERATROL O-METHYLTRANSFERASE (ROMT), bem como, dos níveis hormonais para ácido jasmônico (AJ), ácido salicílico (AS), ácido abscísico (ABA), ácido giberélico (GA4), ácido indolacético (AIA), zeatina (Z) e trans-zeatina-ribose (t-Z-R), em genótipos portadores de genes Rpvs expostos ao patógeno. Na avaliação da expressão gênica, foram utilizados genótipos contendo ausência de Rpv (genótipo suscetível), Rpv3-1, Rpv1+Rpv3-1 e Rpv3-3+Rpv10. A quantificação hormonal foi feita nos mesmos genótipos e também no genótipo Rpv3-1+Rpv3-3. No segundo capítulo, é apresentado a expressão diferencial de proteínas, identificadas em culturas celulares, contendo Rpv1+Rpv3-1, Rpv3-1 e rpv (suscetível), expostas ao patógeno. As culturas celulares foram obtidas a partir de calos foliares, mantidos em meio de cultura sólido e inoculados com P viticola, a coleta foi realizada em 24 horas após a inoculação. Os resultados apontam para a resposta de expressão diferencial de proteínas e processos biológicos nas células a partir de genótipos com resistência genética, resultando na indução de estresse oxidativo e morte celular, enquanto que no genótipo suscetível foi verificada maior quantidade de proteínas reguladas negativamente ou silenciadas com a inoculação do patógeno. O terceiro capítulo relata as atividades realizadas durante o período sanduíche na Fondazione Edmund Mach (FEM, Trento-IT). Foi desenvolvido uma avaliação temporal de uma pesquisa de médio prazo com o objetivo de conhecer o perfil metabólico de genótipos de videira contendo diferentes locos de resistência ao P. viticola quando expostos ao referido patógeno em distintos anos. Foram utilizados os genótipos F12P127 (Rpv3-1+Rpv3-3+Rpv10) e F12P60 (Rpv3-1+Rpv12), além das cultivares Bianca (Rpv3-1) Jasmine (Rpv12) BC4 (Rpv1), Solaris (Rpv3-3+Rpv10), pertencentes a coleção de germoplasma da FEM. Foram quantificadas as expressões dos compostos primários, fenólicos, voláteis e lipídicos em 0, 12, 48 e 96 horas posterior a inoculação (hpi). A principal alteração metabólica ocorre nas primeiras horas, principalmente pela sinalização do estresse oxidativo e a indução da morte celular. Com os resultados obtidos nos três capítulos foi possível descrever fisiológica e bioquimicamente a interação da videira e o P. viticola nos níveis de expressão gênica, mudanças no perfil de proteínas e modulação dos compostos metabólicos, durante o processo de interação planta patógeno. Abstract: Grapevine is one of the most cultivated fruit worldwide; however, it is susceptible to several pathogens, as downy mildew (Plasmopara viticola), which is one of the main grapevine pathogens. Resistance loci (Rpv) against this pathogen have been described for Vitis species. Rpvs are associated with pathogenic recognition, probably via nucleotide-bind Leucine-rich repeat, triggering cellular immune reactions, by Effector-Triggered Immunity (ETI), resulting in cell death, and inhibition of the pathogen's progress. Little is known about the molecular mechanisms activated by Rpvs, acting alone, or pyramided. The aim of the present work was to characterize the interactions between exposed plants carrying Rpvs and P. viticola. The thesis is composed by 3 chapters. In the first one it is presented the kinetics of the gene expression for the genes JAZMONATE ZIM DOMAIN 1 (JAZ1) and JAZ3, MYC2, TOPLESS, PATHOGENESIS RELATED-1 (PR1) and PR10, NONEXPRESSOR OF PATHOGENESIS RELATED 1 (NPR1), WRKY70, AtMYB44, STILBENE SYNTHASE (STS), GLYCOSTRANSFERASE (GT) and RESVERATROL O-METHYLTRANSFERASE (ROMT), as well as hormone levels for jasmonic acid (JA), salicylic acid (SA), abscisic acid (ABA), gibberellic acid (GA4), indoleacetic acid (IAA), zeatin (Z) and trans-zeatin-ribose (tZR), in genotypes with Rpvs exposed to pathogen. For gene expression, genotypes containing Rpv3-1, Rpv1+Rpv3-1 and Rpv3-3+Rpv10 and rpv (susceptible) were used. For hormonal quantification, the genotype Rpv3-1+Rpv3-3 was added. In the second chapter, it is presented the differential expression of proteins, identified in cell cultures, containing Rpv1+Rpv3-1, Rpv3-1 and rpv, exposed to contamination with P. viticola. The cell cultures were obtained from leaf calluses, cultivated in gelled culture medium, and inoculated with P. viticola; the collection being performed 24 hours after inoculation. The results pointed out the differential expression of proteins and biological processes in cells from genotypes with genetic resistance, resulting in the induction of oxidative stress and cell death. In the susceptible genotype, a greater amount of negatively regulated or silenced proteins was observed with the pathogen inoculation. The third chapter reports activities carried out in the sandwich period at the Fondazione Edmund Mach (FEM, Trento-IT). Part of a research was developed with the objective of understand the metabolic profile of grapevine genotypes carrying different Rpv loci against when exposed to P. viticola. The genotypes F12P127 (Rpv3-1+Rpv3-3+Rpv10) and F12P60 (Rpv3-1+Rpv12) were used, in addition to the cultivars Bianca (Rpv3-1), Jasmine (Rpv12), BC4 (Rpv1), and Solaris (Rpv3-3+Rpv10), belonging to the germplasm collection FEM. The expressions of primary, phenolic, volatile and lipid compounds were quantified at 0, 12, 48 and 96 hours post inoculation (hpi). The main metabolic alteration occurs in the first hours, mainly by signaling oxidative stress and inducing cell death. The results obtained allowed the physiological and biochemical characterization of the interaction between grapevine and P. viticola in the levels of gene expression, changes in the protein profile and modulation of the metabolic compounds, during the pathogen plant interaction process.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2021. A Goiabeira Serrana (Acca sellowiana (O. Berg) Burret) (syn. Feijoa sellowiana), conhecida internacionalmente como feijoa, é uma frutífera perenifólia produzida em regiões tropicais, subtropicais e temperadas, sendo que nas condições de clima temperado ocorre um processo de floração e frutificação mais sincronizado comparativamente as demais regiões. Existe a hipótese de que as flores de A. sellowiana tem origem em gemas axilares mistas, formadas no ano anterior, junto com as novas brotações e desenvolvimento de folhas, como na maioria das espécies caducifólias. Entretanto, este desenvolvimento pode resultar da sincronia sazonal (inverno), formando gemas que atingem floração/frutificação no mesmo ano, como em algumas frutíferas perenifólias. Em condições tropicais, a Acca sellowiana pode florescer e brotar durante o ano todo, dependendo do clima e manejo. Assim, o objetivo geral do estudo foi o de caracterizar os estádios pré-antese de A. sellowiana, tipos Brasil e Uruguai, cultivadas no sul do Brasil (clima subtropical e sem uso de poda/manejo) e na Colômbia (clima tropical e com uso de poda/manejo) visando gerar e disponibilizar os avanços científicos que permitam melhor compreensão e eficiência dos sistemas de produção do sul do Brasil. Para a caracterização anatômica, foram coletados diferentes tipos e acessos em pomares sob condições tropical (Colômbia) e subtropical (sul do Brasil) em diferentes estações do ano. As amostras foram processadas e analisadas em microscopias óptica, eletrônica de varredura, confocal e de fluorescência. Os resultados mostraram que as condições climáticas interferem no desenvolvimento das gemas florais quando comparadas árvores de pomares de Condição Tropical (CT) e Subtropical (CST). Além disto, outros fatores também afetaram a gênese das gemas florais, destacando-se as práticas de cultivo, como poda e arqueamento dos ramos na CT. A origem das gemas é apical (terminal); axilar (lateral); pseudoterminal; e acessórias (todas nas CT e CST). Indícios de atividade mitótica foram observados nas gemas em formação de amostras coletadas em todas as estações do ano, nas duas condições. A floração ajusta-se aos períodos de clima mais favorável como em algumas frutíferas perenifolias. Na parte de fenologia e crescimento, árvores adultas plantadas na Estação Experimental da Epagri em São Joaquim, SC, Brasil, pertencentes a três cultivares Tipo Brasil (TB) e Tipo Uruguai (TU): ?Mattos? (TB), ?Nonante? (TB), três plantas de cada, e ?Triumph? (TU), duas plantas, foram avaliadas e amostradas (n=16 vezes) entre novembro de 2017 e julho de 2019. Os dados foram organizados e analisados. Observou-se que os ramos que ramificaram foram correlacionados negativamente com os ramos que frutificaram. Durante o período de avaliação, a cultivar ?Nonante? apresentou melhor resposta em frutificação do que a cultivar ?Mattos?, e a cultivar ?Triumph? não frutificou. Também, foram constatadas respostas diferentes das cultivares decorrente da influência das variáveis climáticas, entre essas a correlação negativa da umidade relativa com o número de flores. A cultivar Triumph foi a que apresentou maior morte de ramos. Para a caracterização bioquímica, foram coletados mensalmente ramos das cultivares Mattos (TB) em 16 épocas. As análises foram feitas em folhas, botões, gemas e porções de ramos adjacentes. Condições climáticas (temperatura máxima, média e mínima e umidade relativa média) podem afetar a síntese de carboidratos totais e específicos em ramos de A. sellowiana. A dinâmica dos hormônios evidenciou diferenças entre a parte da planta, como na estação e suas respetivas interações. Com relação à parte da planta, os botões florais tiveram os maiores teores de Zeatina, IAA, ABA, AS, JA, e os menores valores de GA3. Os resultados deste estudo poderão auxiliar no entendimento do crescimento e desenvolvimento de plantas de folha perene sob diferentes condições climáticas e de manejo das culturas e assim fornecer elementos para orientar o manejo fitotécnico dessa frutífera. Abstract: Feijoa (Acca sellowiana (O. Berg) Burret) (syn. Feijoa sellowiana), is a perennial fruit tree produced in tropical, subtropical and temperate regions, and in temperate climate conditions there is a flowering process and more synchronized fruiting compared to other regions. It is hypothesized that the flowers of A. sellowiana originate from mixed axillary buds, formed in the previous year, together with new budding and leaf development, as in most deciduous species. However, this development can result from seasonal synchrony (winter), forming buds that reach flowering/fruiting in the same year, as in some evergreen fruit trees. In tropical conditions, A. sellowiana can flower and sprout year-round, depending on climate and management. Thus, the general objective of the study was to characterize the pre-anthesis stages of A. sellowiana, types Brazil and Uruguay, cultivated in southern Brazil (subtropical climate and without the use of pruning/management) and in Colombia (tropical climate and with use of pruning/management) in order to generate and make available scientific advances that allow for a better understanding and efficiency of production systems in southern Brazil. For anatomical characterization, different types and accessions were collected in orchards under tropical (Colombia) and subtropical (southern Brazil) conditions in different seasons. The samples were processed and analyzed under optical, scanning electron, confocal and fluorescence microscopy. The results showed that climatic conditions interfere in the development of floral buds when compared to trees from Tropical Condition (CT) and Subtropical (CST) orchards. In addition, other factors also affected the genesis of flower buds, highlighting cultivation practices, such as pruning and bending the branches in CT. The origin of the buds is apical (terminal buds), axillary (lateral buds), pseudoterminal buds; and accessory buds (all in CT and CST). Indications of mitotic activity were observed in the buds in the formation of samples collected in all seasons of the year, under both conditions. Flowering adjusts to periods of more favorable climate, such as in some evergreen fruit trees. In the part of phenology and growth, mature trees planted at the Epagri Experimental Station in São Joaquim, SC, Brazil, belonging to three cultivars Type Brazil (TB) and Type Uruguay (TU): 'Mattos' (TB), 'Nonante' ( TB), three plants each, and 'Triumph' (TU), two plants, were evaluated and sampled (n=16 times) between November 2017 and July 2019. Data were organized and analyzed. It was observed that the branches that branched were negatively correlated with the branches that fruited. During the evaluation period, the cultivar 'Nonante' showed better fruiting response than the cultivar 'Mattos', and the cultivar 'Triumph' did not fruit. Also, different responses of cultivars were found due to the influence of climatic variables, including the negative correlation of relative humidity with the number of flowers. Cultivar Triumph was the one that showed the greatest death of branches. For biochemical characterization, branches of cultivars Mattos (TB) were collected monthly at 16 times. Analyzes were performed on leaves, flower buds, buds and portions of adjacent branches. Climatic conditions (maximum, mean and minimum temperature and mean relative humidity) can affect the synthesis of total and specific carbohydrates in branches of A. sellowiana. The hormone dynamics showed differences between the plant part, such as the season and their respective interactions. Regarding the plant part, the flower buds had the highest levels of Zeatin, IAA, ABA, AS, JA, and the lowest values of GA3. The results of this study may help to understand the growth and development of evergreen plants under different climate conditions and crop management and thus provide elements to guide the phytotechnical management of this fruit.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2020. A abordagem atual de avaliação com base somente na equivalência substancial entre Organismos Modificados comparados com sua linhagem isogênica mais próxima, não é considerada suficiente, por muitos cientistas, como método seguro de análise de risco. Assim, o presente trabalho no seu primeiro capítulo apresenta uma análise de expressão de EPSPS transgênica e nativa de soja (Glycine max), com o uso da técnica RT-PCR. As análises dos resultados indicaram que a expressão gênica foi regulada igualmente para eventos únicos e estaqueados (stacking). Com a interpretação do RNA-seq verificou-se que apesar das variedades compartilharem respostas semelhantes, a variedade simples exibe um comportamento fisiológico esperado como resposta ao estresse, aumento do teor de açúcar, diminuição da taxa de captação de clorofila A e B e comprometimento do balanço celular redox. Por sua vez, a variedade estaqueada apresentou forte regulação nas rotas relacionadas a metabólitos secundários (ß-glucosidase, isoflavona 7-O-metiltransferase, bem como, componentes de defesa e mecanismos de sinalização de Ca2+, chaperonas moleculares, proteínas Rboh e WRKY, o que sugere uma resposta ao estresse mais pronunciada. No segundo capítulo, foi obsevado que aplicação no estádio fenológico V2 produziu resíduos de glifosato e AMPA no grão colhido pronto para consumo. A análise dos resíduos permite refletir sobre o atual cenário alimentar, considerando que apenas um herbicida e em dosagens recomendas pela bula foram adotadas. O efeito do HBG sobre alguns componentes também foi testado e foi observado que as amostras não-GM e GM tenderam ao agrupamento independente do tratamento com herbicida nas duas dosagens. É imprescindível conhecer o organismo biológico GM de maneira mais complexa, neste sentido, a utilização de transcriptômica permitiu observar alterações metabólicas oriundas do efeito de HBG. Por exemplo, foram descritas alterações em uma série de genes relacionados ao metabolismo defesa, carbono, homeostase redox e fotossíntese e na variedade estaqueada, chama a atenção a alteração da rota do chiquimato, constatada devido a presença do aminoácido fenilalanina e subprodutos do mesmo. Abstract: The current assessment approach based only on the substantial equivalence between Modified Organisms compared to their closest isogenic lineage, is not considered sufficient, by many scientists, as a safe method of risk analysis. Thus, the present work in its first chapter analyzes and presents an analysis of the expression of transgenic and native EPSPS, from soy (Glycine max), using the RT-PCR technique. Through the analysis of the results, it was observed that the gene expression was regulated equally for single and stacked events (staking). Stacking analysis. With the interpretation of RNA-seq it was demonstrated that despite the varieties sharing similar responses, the simple variety exhibits an expected physiological behavior as a response to stress (, increase in sugar content, decrease in the rate of uptake of chlorophyll A and B harvest and impairment of the redox cell balance). On the other hand, the stacked variety, on the other hand, showed a high regulation in the pathways related to secondary metabolites (ß-glucosidase, isoflavone 7-O-methyltransferase), as well as defense components and signaling mechanisms of Ca2 +, molecular chaperones, Rboh and WRKY proteins, which suggests a more pronounced stress response. In the second chapter, it was observed that application in the phenological stage V2 produced residues of glyphosate and AMPA in the harvested grain ready for consumption. The analysis of residues allows us to reflect on the current food scenario, considering that only one herbicide and in dosages recommended by the package insert were adopted. The effect of HBG on some components was also tested and it was observed that the non-GM and GM samples tended to group independently of the herbicide treatment at the two dosages. It is essential to know the biological organism GM in a more complex way, in this sense, the use of transcriptomics allowed us to observe metabolic changes arising from the effect of HBG. For example, changes have been described in a series of genes related to defense metabolism, carbon, redox homeostasis, and photosynthesis, and in the staked variety, attention is drawn to the alteration in the route of the shikimate, found due to the presence of the amino acid phenylalanine and its by-product.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2020. A seleção e o melhoramento de plantas vêm sendo realizado á milhares de anos, inicialmente pelos coletores-caçadores-domesticadores e, posteriormente, pelos agricultores. Estas atividades, que vem sendo transmitidas de geração a geração, proporcionaram tanto o desenvolvimento de milhares de variedades crioulas (ou locais), que compõe hoje a diversidade genética na agricultura em uso, quanto à adaptação destas às condições de seus próprios cultivos. O milho é exemplo disso; as famílias camponesas preservaram a tradição do cultivo das variedades estimuladas por características culinárias, de sabor e autonomia na produção, em diversas regiões do mundo. O presente trabalho aprofundou os estudos sobre o comportamento das variedades crioulas de milho, já em uso pelos agricultores, particularmente em ambientes agroecológicos adversos, a fim de contribuir na sua conservação, bem como, avaliar os resultados da seleção massal realizados pelos próprios agricultores em populações segregantes oriundas de híbridos intervarietais de milho, visando desenvolver e disponibilizar novas variedades de polinização aberta por meio do melhoramento genético participativo. Por meio de ensaios foi constatado que a melhor época de semeadura para as variedades crioulas testadas na região oeste catarinense é setembro, que é o início da primavera. Pois além de obter-se menor incidência de tombamento de plantas e maiores ganhos em produtividade, é possível colher sementes com maior qualidade fisiológica e menor incidência de patógenos, atendendo os padrões mínimos exigidos para a cultura no Brasil. Contudo, esse período coincide com a maior produção de transgênicos na região, colocando as variedades crioulas em risco de erosão genética, seja por introgressão de transgenes ou perdas na produção caso os agricultores optem por semeaduras tardias para garantir isolamento temporal, já que a estrutura fundiária não permite o isolamento espacial. O atraso da semeadura, para evitar a contaminação dos transgenes, também promoveu a produção de sementes de baixa qualidade que não alcançariam os padrões estabelecidos pelas normas legais para serem comercializadas. Assim, a permissão do cultivo de variedades transgênicas em áreas de alta diversidade genética de variedades crioulas e com tradição de produção orgânica e agroecológica prejudica tanto os agricultores bem como os produtores de sementes orgânicas ou agroecológicas. Diante destes resultados, a expectativa é que o governo revise as normas de coexistência para o cultivo de variedades transgênicas e não transgênicas para garantir a não ocorrência da contaminação genética por transgenes. As práticas e os ensaios de melhoramento genético participativo indicaram que os agricultores têm demandas que se expressam por meio dos critérios de seleção por eles escolhidos e que não necessariamente são os mesmos dos melhoristas convencionais. As análises permitiram verificar que houve ganhos genéticos mesmo nos três ciclos de seleção, o que poderá ser bem maior com ciclos de seleção adicionais. Os resultados do melhoramento genético participativo obtidos em três ciclos de seleção demonstram que os agricultores têm habilidade de realizar seleção com sucesso. Este cenário indica que os agricultores que desejarem podem desenvolver suas próprias variedades adaptadas as condições ambientais de suas propriedades. Abstract: The selection and improvement of plants has been carried out for thousands of years, initially by collectors-hunters-domesticators and, later, by farmers. These activities, which have been disseminated from generation to generation, have enabled both the development of thousands of landraces, which today make up the agricultural genetic diversity in use, and the adaptation of these landraces to the conditions of their own cropping environment. Corn is an example of this; peasant families preserved the tradition of cultivating varieties stimulated by culinary characteristics, flavor and autonomy in production, in different regions of the world. The present work deepened the studies on the behavior of landraces of corn, already in use by farmers, particularly in adverse agroecological environments, in order to contribute to their conservation, as well as to evaluate the results of mass selection carried out by farmers themselves in segregant populations originated from inter-corn hybrids of corn, aiming to develop and make available new local varieties of open pollination through participatory genetic breeding. Through tests it was found that the best sowing time for the corn landraces tested in the western region of Santa Catarina is September, which is the beginning of spring. Because, in addition to obtaining a lower incidence of plant tipping and greater gains in productivity, it is possible to harvest seeds with higher physiological quality and less incidence of pathogens, meeting the minimum standards required for culture in Brazil. However, this period coincides with the higher production of transgenic varieties in the region, placing the landraces at risk of genetic erosion, either by introgression of transgenes or losses in production if farmers opt for late sowing to guarantee temporal isolation, since the land structure does not allow spatial isolation. The delay in sowing, in order to avoid contamination by transgenes, also promoted the production of low-quality seeds that would not reach the standards established by legal norms to be commercialized. Thus, allowing the cultivation of transgenic varieties in areas of landrace high genetic diversity and with a tradition of organic and agroecological production harms both farmers and producers of organic or agroecological seeds. In view of these results, the expectation that the government will revise the coexistence rules for the cultivation of transgenic and non-transgenic varieties to guarantee the non-occurrence of transgene genetic contamination. Participatory genetic improvement practices and trials indicated that farmers have demands that are expressed through the selection criteria they choose and that are not necessarily the same as those of conventional breeders. Based on the analyzes made it was possible to verify that there were genetic gains even in the three selection cycles, which could be much greater with additional selection cycles. The results of participatory genetic improvement obtained in three selection cycles demonstrate that farmers have the ability to carry out selection successfully. This scenario indicates that farmers who wish can develop their own varieties adapted to the environmental conditions of their farms.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2019. Este estudo objetivou caracterizar a dinâmica da diversidade e estrutura genética, do sistema reprodutivo e do fluxo de pólen de duas populações de Araucaria angustifolia, inseridas em paisagem de campo. Na áreas estudadas foram demarcadas foram demarcadas uma parcela circular de 34 ha e uma parcela retangular de 2 ha. Foram feitas genotipagens com 12 locos microssatélites, das 181 plantas adultas encontradas na primeira área, juntamente com 400 sementes no ano de 2015 e 450 sementes nos anos de 2016 e 2017 (coletadas de 16 a 18 plantas mãe). Para segunda área as genotipagens foram feitas para 68 adultos e 300 sementes coletadas em 2017 de 12 plantas mães. Em geral, os índices de diversidade genética foram similares para adultos e sementes, com índices de fixação significativos em todos os casos. Uma estrutura genética espacial não significativa foi detectada em ambos os locais. Diferenças interanuais nos resultados do sistema reprodutivo foram verificadas principalmente nas estimativas referentes a estrutura e parentesco, o que demonstra a existência de diferenças associadas a diferentes eventos reprodutivos. O fluxo gênico, verificado pela análise de paternidade, demonstrou a ocorrência de elevada taxa de imigração de pólen, cerca de 50%, em todos os anos e em ambos os locais. Também foram encontradas diferenças entre os anos no número e na diversidade de pais que fertilizaram as sementes. Além disso, variações anuais também foram verificadas para distância média de dispersão de pólen, e a distribuição das frequências de distâncias dos cruzamentos realizados, demostrando uma variação substancial na movimentação de pólen ao longo dos anos. De maneira geral, os resultados encontrados indicam que pequenos fragmentos ou árvores isoladas presentes em áreas abertas, como paisagens de campos, não estão em uma situação geneticamente isolada. Isso demonstra que essas populações possuem um alto valor para conservação in situ, e ao mesmo tempo fontes úteis para a obtenção de sementes para programas de melhoramento, restauração e conservação ex situ. Contudo, os padrões de movimentação de pólen demonstram que as coletas devem envolver mais de um ano, de modo a abranger o máximo da variabilidade genética e do potencial adaptativo da população. Abstract : This study aimed to characterize the dynamics of the diversity and genetic structure, mating system and the pollen flow of two Araucaria angustifolia populations inserted in grassland landscapes. In the first study area (FSR), a circular plot of 34 ha was demarcated and, in the second area (FECAV) a rectangular plot of 2 ha. From 181 adult plants found in the FSR area, genotyping with twelve microsatellite loci were performed to 400 seeds collected from 16 seed-trees in the year 2015 and 450 seeds collected from 18 seed-trees in the years 2016 and 2017. From FECAV area 68 adults and 300 seeds collected in 2017 were genotyped. In general, the diversity indexes were similar in adults and seeds, with significant fixation indexes in all cases. A non-significant spatial genetic structure was detected in the adult trees of both sites. Differences in the reproductive system were verified mainly in the structure and parentage estimates, associated with different reproductive events. Gene flow, verified by paternity analysis, demonstrated the occurrence of a high rates of pollen migration, around 50%, in all years and in both areas. Differences among years were also found in the number of fathers and consequently in the diversity of fathers that contributed to seed fertilization. In addition, annual variations were verified in average pollen dispersion distance, as well as the distribution distances of crosses performed, demonstrating a substantial variation in the pollen movement over years. Overall, the results indicate that small fragments or isolated trees located in open areas, such as grassland landscapes, are not genetically isolated. This demonstrates that these populations have a great value for in situ conservation and, at the same time, useful sources for obtaining seeds for breeding, restoration and ex situ conservation programs. However, patterns of pollen movement demonstrate that the seed collections should involve more than one year, in order to cover the maximum genetic variability and the populations fitness.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2018. A goiabeira-serrana [Acca sellowiana (O. Berg) Burret], conhecida internacionalmente por feijoa, é uma espécie nativa do Sul do Brasil e Uruguai, com dispersão na Argentina e, possivelmente, no Paraguai. Já se provou o seu potencial econômico devido à alta qualidade sensorial de seus frutos em vários países. Nos últimos anos isto também vem ocorrendo no seu centro de origem e diversidade (Brasil e Uruguai). A diversidade genética de populações naturais da espécie já é relativamente conhecida, entretanto, a diversidade genética existente no maior Banco Ativo de Germoplasma (BAG) - (EPAGRI/Estação Experimental de São Joaquim- SC) - da espécie, mantido no país sede do maior centro de diversidade genética, ainda é incipientemente conhecida. Caracterizar e conservar esta diversidade genética em Bancos Ativos de Germoplasma (BAGs) é vital para os programas de melhoramento e para a conservação da espécie. Assim, o objetivo deste projeto foi referenciar a origem dos acessos mediante a organização das fichas catalográficas de ingresso ao BAG, caracterizar fenotipicamente os acessos que possuíam informação catalogada e também caracterizar geneticamente todos os acessos de goiabeira-serrana do BAG com oito marcadores microssatélites. As fichas catalográficas indicaram que os acessos do BAG são oriundos de 26 municípios do sul do Brasil, sendo cinco municípios do Rio Grande do Sul, 20 municípios de Santa Catarina, um município do Paraná, seleções de cruzamentos dirigidos e acessos oriundos do Exterior (Nova Zelândia e Uruguai), dando um total de 313 acessos. Os acessos introduzidos no BAG-São Joaquim são predominantemente provenientes de mato (borda de floresta) e de quintal representando 73,2%, seguido de acessos introduzidos de capão (15,3%), campo (10,8%) e várzea (0,6%). A diversidade fenotípica dos acessos, com base da Análise dos Componentes Principais, não formou nenhum padrão de agrupamento, pois houve a distribuição dos acessos em todos os quadrantes. Os resultados revelam que os acessos do BAG são, predominantemente, oriundos de Santa Catarina, existindo um grande número de seleções provenientes de cruzamentos e pouca representação de acessos dos estados do Rio Grande do Sul e Paraná. A caracterização genética possibilitou identificar um total de 119 alelos com o uso de oito marcadores. Enquanto os locos ASE34, ASE31 e ASE08 apresentaram 27, 20 e 20 alelos, respectivamente, os locos ASE40 e ASE42, apresentaram 7 e 8 alelos, respectivamente, média de 15 alelos por loco. Os valores de diversidade, estimada por He, variaram de 0,491 (ASE40) a 0,899 (ASE34), média de 0,746. Os valores de PIC (Índice de Conteúdo Polimórfico) variaram de 0,466 (ASE40) a 0,890 (ASE34), média de 0,718. Os resultados da análise também mostraram que há uma alta diversidade genética mantida por agricultores, indígenas (TIs), quilombolas (QLs), Unidades de Conservação Federal (UCs) e em áreas de ocorrência natural que não está representada no BAG. Além disso, foi constatado que em todos os oito locos, há alelos ausentes no BAG São Joaquim, reforçando a necessidade de introdução de novos acessos no BAG. Dentre as implicações, este estudo proporciona subsídios para o enriquecimento do BAG de goiabeira-serrana, bem como possíveis populações a serem amostradas. Além disso, plantas que apresentarem altíssima probabilidade de identidade genética podem ser descartadas. Em termos de uso, os resultados do presente estudo, quando combinado aos demais estudos já realizados de caracterização fenotípica de plantas e frutos, darão maior robustez às decisões de escolha de parentais para futuros cruzamentos que visem tanto à adaptação à locais específicos ou mesmo o desenvolvimento de novas variedades. Abstract : Pineapple guava [Acca sellowaiana (O. berg) Burret], also known as feijoa or goiaba-serrana, is a species of the Myrtaceae family native to southern Brazil and Uruguay, with populations in Argentina and possibly Paraguay. Pineapple guava has shown to have economical potential in various countries due to the unique sensorial qualities of its fruits; however, commercial production in Brazil has only begun recently. The genetic diversity of pineapple guava s natural populations has been studied and is relatively well-documented; however, the genetic diversity of pineapple guava accessions in largest active germplasm bank in Brazil, Banco Ativo de Germplasma (BAG), maintained by EPAGRI/Experimental Station of São Joaquim-SC, is still poorly documented. Characterizing and conserving pineapple guava accessions present at the BAG is essential for developing breeding programs and conserving the species diversity. Thus, the objective of this project was to identify accession origins and to characterize the phenotypes using the catalogued information, and to characterize the genetic diversity of these accessions using microsatellite markers. The available catalog of BAG s includes accessions from 26 municipalities in Brazil: five from the state of Rio Grande do Sul; 20 from the state of Santa Catarina; one from the state of Parana, as well as selected clones and accessions from New Zealand and Uruguay for a total of 313 accessions. Out of the total, 73.2% are originated from the borders of forest and private gardens, 15.3% from isolates tree copses surrounded by grassland, a formation called capão, 10.8% from open fields, and 0.6% from river banks. PCA analysis revealed a large amount of phenotypic diversity without forming a grouping pattern amongst the accessions. The results revealed that BAG accessions originated predominately in Santa Catarina, that many of accessions were the result of crosses, and that there was little representation of accession from the states of Rio Grande do Sul and Paraná. A total of 119 alleles were identified by eight microsatellite markers. The loci ASE34, ASE31, and ASE08 exhibited, 27, 20, and 20 alleles, respectively, being the highest number of alleles in all studied loci, and the loci ASE40 and ASE42 showed, respectively, 7 and 8 alleles, the lowest numbers of all studied loci, with an average of 12 alleles per locus. He for each loci ranged from 0.492 (ASE40) and 0.899 (ASE34) with a mean of 0.746 across all loci. Polymorphism information content (PIC) values varied between 0.566 (ASE40) and 0.980 (ASE34) with an overall mean of 0.718. The results also indicates that, a significant proportion of pineapple guava s genetic diversity which is absent in BAG accessions are present in germplasm maintained by farmers, indigenous peoples, quilombolas, federal conservation units, and areas of natural occurrence. In addition, it was found that certain alleles of all eight loci are absent in the BAG accessions, reinforcing the need to introduce new accesses in the São Joaquim s BAG. Thus, the present study suggests that BAG s collection of pineapple guava germplasm could be further enriched by clones to be collected in specific populations already genetically characterized, in order to fill the gap of absent alleles. Similarly, this study highlighted the presence of accessions with a high degree of genetic similarity among themselves; therefore, some of these accessions can be discarded safely. Finally, the results presented in this study, when combined with previous ones focused on plant and fruit phenotype characterization, will improve future decisions on which parents would be best suited for crossing in terms of adaption to specific locations or the development of new varieties.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2017. O parasitismo em plantas é um fenômeno de interação entre duas plantas, em que a planta parasita precisa penetrar no tecido vivo de outra planta captando delas os recursos necessários para sobreviver. Esse é o caso de Escobedia grandiflora, conhecida como açafrão do campo. Esta planta hemiparasita possui raízes alaranjadas, as quais têm sido utilizadas como corante alimentício, com expressivo potencial para a indústria. Pouco se sabe sobre biologia dessa planta, portanto, o presente trabalho teve como objetivo caracterizar a estrutura e a ultraestrutura da semente e da planta durante o parasitismo com Pennisetum purpureum. Foram localizadas populações naturais de E. grandiflora, no estado de Santa Catarina (SC), e coletadas sementes em três dessas populações. Rizomas do hospedeiro P. purpureum foram obtidos de plantas localizadas no Centro de Ciências Agrárias (CCA) da UFSC. Dois ensaios foram feitos. No primeiro, foram semeadas sementes em papel absorvente umedecido durante 18 dias e foram feitas três coletas, duas durante a germinação e uma na pós-germinação. O segundo ensaio consistiu de dois tratamentos: no primeiro, sementes de E. grandiflora embebidas por cinco dias, foram semeadas com plantas do hospedeiro (CH),em bandejas com substrato. No segundo, as sementes embebidas foram semeadas em bandejas sem hospedeiro (SH). Para cada tratamento foram estabelecidas 40 repetições, totalizando 80 unidades amostrais. Na caracterização estrutural e de ultraestrutura, as amostras foram processadas e analisadas em microscopias ópticas, confocal e eletrônicas de varredura e transmissão. Entre os resultados, populações de E. grandiflora foram encontradas em quatro municípios de SC, dois registros novos de ocorrência de populações naturais em Campos Novos e Florianópolis, sendo um primeiro registro de E. grandiflora em todo o litoral Brasileiro. Estruturalmente, as sementes de E. grandiflora estavam compostas pela exotesta e endotélio, seguidas pelo perisperma e embrião. As sementes apresentaram reservas nutricionais armazenadas principalmente nos cotilédones. A protrusão da raiz foi caracterizada por um anel de pelos radiculares na junção hipocótilo-raiz, com alongamento das células corticais, cuja função é estabilizar a plântula no substrato e absorver rapidamente água e nutrientes. As plântulas de E. grandiflora formaram haustórios e penetraram com sucesso a raiz do hospedeiro, após 22 dias da emergência da raiz. Desde os 22 até os 64 dias, foi observada uma acumulação de grãos de amido nas células corticais da raiz. Essesgrãos de amido mostraram-se menores no caule comparados com os da raiz. Escobedia grandiflora exibiu lentocrescimento das plântulas, concentrou todas as reservas nutricionais para desenvolver o sistema radicular, aproximou-se das raízes do hospedeiro e formou haustórios para parasitar a raiz do hospedeiro. Também foi constatada a pigmentação laranja amarelada no interior dos grãos de amido, a qual indicou relação com material eletrodenso observado nos amiloplastos. Os resultados sugerem que esses carotenóides poderiam ser formados dentro dos amiloplastos. As plantas desenvolveram somente haustórios laterais, os quais formaram-seao longo da raiz. Passados 43 dias da germinação, E. grandiflora desenvolveu as primeiras folhas definitivas, passando ao estádio de planta. Nas folhas foram registrados dois tipos de tricomas, captados e não captados. O haustório estava composto, externamente, por uma epiderme, com pelos radiculares, e, internamente, apresentou uma região basal com tecido provascular, elementos traqueais, corpo hialino e endófito. A formação dos haustórios iniciou-se com o aumento no tamanho das células corticaise a subsequente aproximação do haustório na raiz de P. purpureum, até abranger o tecido do hospedeiro. No haustório foram observados compostos pécticos principalmente nos elementos traqueais e na interface parasita-hospedeiro. Esses compostostêm a função de uniras epidermes do haustório e do hospedeiro, facilitando a entrada do endófito do haustório no cilindro central do hospedeiro. Os haustórios desenvolvidos aos 22 dias estavam desprovidos de corpo hialino, mas aos 64 dias já se apresentavam maduros, com corpo hialino. Em plantas CH e SH, diferenças estruturais entre as duas foram observadas, tais como o aumento do número de grãos de amido nas células corticais, o aumento no tamanho do cilindro central, a maior pigmentação das raízes e a maior quantidade de haustórios, durante o parasitismo até 64odia. Plantas de E. grandiflora SH formaram um cilindro central, nas raízes, de menor tamanho em todas as etapas do desenvolvimento, comparados com plantas CH. Por outro lado, E. grandiflora não necessitou de um hospedeiro para formar haustórios, não obstante, a presença do hospedeiro promoveu a rápida formação dos haustórios. Abstract : Plant parasitism is a fascinating interaction phenomenon between two plants, where one parasitic plant needs to penetrate the living tissues of another plant from which it obtains some materials needed for survival. This is the case of Escobedia grandiflora, also known as ?açafrão do campo?, which is a wild hemiparasitic plant with orange-yellow roots commonly used for food dye.Little is known about itsbiology, and therefore, the objective of this study was to perform structural and ultraestrutural analysys of E. grandiflora seed sand plant during the parasitism with Pennisetum purpureum. There has been found natural populations of E. grandiflora in Santa Catarina (SC) state; and seeds were collected from three natural populations, and the P. purpureum host rhizome was collected from plants at Center for Agricultural Sciences of the Federal University of Santa Catarina, Florianópolis, Brazil. Two assays were carried out: in the first one, seeds were set on moistened absorbent paper for 18 days, and were made three harvests, two during germination and one in the post-germination stage. The second assay was contained two treatments; in the first one, 5 days imbibed seeds were sowed with host plants (CH), previously planted 30 days before, in trays with substrate. In the second treatment, the imbibed seeds were sowed in trays without host (SH). For each treatment it was established forty repetitions, totalizing 80 sample units. For the structure and ultraestructure characterization, sample roots were processed and analyzed in light microscopy, confocal microscopy and electronic scanning and transmission microscopy. Among the results, natural populations of E. grandiflora were found in four municipalities of SC, two new records for natural populations occurrence in Campos Novos and Florianópolis, the last being the first record in Brazilian coast. Structurally, E. grandiflora seeds were composed by two seed coat (testa and endothelium) covering the perisperm and the embryo. The seeds presented storage reserves mainly into the cotyledons. The emergence of the radicle were characterized by a collar of hair roots which encircles the axis at the root-hypocotyl junction, with the elongation of the internal cortical cells, and they had the function of anchor the seedling in its substrate and quickly absorb water and nutrients, at a critical stage for the seedling that had slow growth and still did not connect with the host root. The seedling of E. grandiflora formed haustoria and reached the host root with success after 22 days of root emergence. Since the day 22 until the 64 days, it was observed a starch grains accumulation on the root cortical cells, the starch grainswere smaller in the stem and larger on the root. E. grandiflora presented slow growth seedling, concentrated all storage reserves to develop the root system, approached to the host root and formed haustoria to parasite the host root. As well, it was verified an orange-yellow pigmentation in the inside of the starch grain that indicated a relation with electron-dense material observed in the amyloplasts. Those carotenoids could be produced into the amyloplasts. The plants developed only lateral haustoria, which formed along the root. After 43 days of the emergence, E. grandiflora developed definitive first leafs, beginning the plant phase, and were observed two trichome types, glandular and non glandular trichome. The haustoria was externally composed by an epiderm with root hairs, and internally presented the base of haustoria with the procambium, the tracheary elements, the hyaline tissue and parasite endophyte. Haustorio initiation began with the increase of the cortical cells size, and following haustoria approaches into P. purpureum root until anchoring the host root surface. It was observed into haustoria, pectins substances, mainly into tracheary elements and the interface parasite-host. These substances are implicated in sticking and allow internal anchoring of the parasite to the host tissue, facilitating the parasite endophyte to reach the central cylinder of the host. The haustoria developed after 22 days lacked hyaline body; however, it was different after 64 days, when they presented developed haustoria with hyaline body. In both CH and SH plants, structural differences between them, like the increase number of the starch grains into cortical cells, the central cylinder size increase, the root pigmentation increase and the haustoria quantity increase, were observed during the parasitism after 64 days of root emergence. The SH plants presented a smaller central cylinder in all stages of development as compared to CH plants. In contrast, E. grandiflora didnot need the host to develop haustoria; however, the host presence promotes a quick haustorial formation.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2017. A família Myrtaceae pertence à ordem Myrtales e possui cerca de 130 gêneros e aproximadamente 6000 espécies. Essa família de frutíferas é considerada importante em várias formações vegetais, distribuindo-se em todos os continentes, exceto na região Antártica. No Brasil a distribuição ocorre em todos os estados. Acca sellowiana (goiabeira-serrana), Campomanesia xanthocarpa (guabiroba), Eugenia uniflora (pitanga) e Plinia spp. (jabuticabas) são espécies de Myrtaceae que têm mostrado boas perspectivas de aumento do uso comercial, tanto que estão no projeto plantas para o futuro da Região Sul e já são cultivadas em pequena escala, comparativamente a outras frutíferas exóticas. Estas espécies destacam-se pelo potencial organoléptico dos frutos, propriedades farmacológicas e valor ornamental, entre outros. Além disso, frutos destas espécies já são atualmente produzidos no Brasil, o que torna um excelente mercado a ser explorado no país. Desta forma, este trabalho tem por objetivo identificar e comparar os genomas plastidiais (cpDNA) de cinco espécies frutíferas de Myrtaceae: Acca sellowiana, Campomanesia xanthocarpa, Eugenia uniflora, Plinia cauliflora, Plinia aureana e uma espécie híbrida (Plinia sp.) visando avançar na compreensão de processos evolutivos e futuramente desenvolver marcadores microssatélites de cloroplasto (cpSSR) específicos visando estudos de diversidade genética dessas espécies em seus habitats. Para tanto, o genoma plastidial (cpDNA) das espécies foi extraído e purificado e seus plastomas foram sequenciados por meio de sequenciamento de nova geração (NGS), em plataforma Illumina MiSeq. Após o sequenciamento foi adotada a estratégia de montagem de novo, ou seja, sem utilização de outra espécie como referência. O plastoma completo de A. sellowiana possui 159.370 pb de comprimento, região longa de cópia única (LSC) de 88.028 pb, região curta de cópia única (SSC) de 18.598 pb e regiões repetidas invertidas (IRs) com 26.372 pb; E. uniflora possui um tamanho de plastoma completo de 158.680 pb, LSC de 87.495 pb, SSC de 18.537 pb e IRs com 26.324 pb; C. xanthocarpa possui um plastoma de 158.131 pb de comprimento, LSC de 87.596 pb, SSC de 18.595 pb e IRs com 25.970 pb; Plinia aureana 158.918 pb de comprimento, LSC de 88.204 pb, SSC de 18.462 pb e IRs com 26.126 pb; Plinia cauliflora 159.095 pb de comprimento, LSC de 88.162 pb, SSC de 18.615 pb e IRs com 26.159 pb; Plinia sp. 158.912 pb de comprimento, LSC de 88.132 pb, SSC de 18.462 pb e IRs com 26.159 pb. Dados de sequenciamento de plastomas completos de espécies da mesma família possibilitarão a realização de estudos comparativos para a identificação de polimorfismos espécie-específicos, os quais poderão gerar marcadores moleculares para estudos de evolução, ecologia, filogenia, filogeografia e diversidade genética. Abstract : Myrtaceae belongs to the order Myrtales in which about 130 genera and 6000 species are assigned. This family is considered important in various vegetation types, occurring in every continent, except Antarctica region. In Brazil, the family's species are distributed in all states. Acca sellowiana (pineaple-guava or feijoa), Plinia peruviana (jaboticaba), Campomanesia xanthocarpa (guabiroba) and Plinia spp. (jabuticabas). are Myrtaceae species that have shown potential for commercial use and are included in the project ?Plants to the Future?. In addition, these four species stand out for their organoleptic fruit flavours, pharmacological properties and ornamental value, among others. Moreover, currently, fruits of these species are produced on a small scale in Brazil, comparatively to the exotic fruit species, making them an excellent market opportunity to be further exploited in the country. Thus, this study aimed at to identify and to compare the plastid genomes (cpDNA) of four fruit species of Myrtaceae: Acca sellowiana, Campomanesia xanthocarpa, Eugenia uniflora, Plinia cauliflora, Plinia aureana and a hybrid species (Plinia sp.), in order to deepen on their evolutionary process and to develop specific chloroplast microsatellite markers (cpSSR) to carry out further studies on the genetic diversity of these species in their habitats. Therefore, the chloroplast DNA (cpDNA) of the species was extracted and purified, and the plastomas were sequenced by Illumina MiSeq plataform next-generation. After the sequencing, the de novo strategy was used, that this, without using another species as a reference. The complete plastid genome of A. sellowiana has 159,370 pb Kb in length, large single copy region (LSC) of 88,028 bp, small sigle copy region (SSC) of 18,598 bp and inverted reapt regions (IRs) with 26,372bp. E. uniflora has a complete plastid genome of 158,680 Kb, LSC of 87,495 bp, SSC of 18,537 bp and IRs with 26,324 bp. C. xanthocarpa has a complete plastid genome of 158,131 Kb in length, LSC of 87,596 pb bp, SSC of 18,595 bp and IRs with 25,970 bp; P. aureana has a complete plastid genome of 158,918 Kb in length, LSC of 88,204 pb bp, SSC of 18,462 bp and IRs with 26,126 bp; P. cauliflora has a complete plastid genome of 159,095 Kb in length, LSC of 88,162 pb bp, SSC of 18,615 bp and IRs with 26,159 bp and Plinia sp. has a complete plastid genome of 158,912 Kb in length, LSC of 88,132 pb bp, SSC of 18,462 bp and IRs with 26,159 bp. Complete plastomas of species of the same family will allow to perform comparative studies for the identification of species-specific polymorphisms, which can generate molecular markers for the study on evolution, ecology, phylogeny, philogeography and genetic diversity.

CAPES Para traçar estratégias visando a conservação e uso dos recursos genéticos de espécies arbóreas, como a jaboticabeira, é essencial se fazer a caracterização. Na região Sudoeste do Paraná existem fragmentos florestais contendo jaboticabeiras nativas (Plinia cauliflora), com variabilidade e potencialidade para pomares comerciais ou programas de melhoramento genético. Como a diversidade genética representa o potencial de uma população para produzir diferentes genótipos, poder-se-ia iniciar tal caracterização em um destes fragmentos. O objetivo foi caracterizar frutos de jaboticabeiras (P. caulifora) de fragmento florestal mantido em Clevelândia-PR, quanto a presença de variabilidade fenotípica, buscando-se identificar aquelas denominadas superiores para seleção como futuro cultivar ou genitor masculino, bem como, estimar a divergência genética entre eles, como ferramenta complementar. Além disso, verificar a regeneração e os padrões de distribuição espacial da espécie. Para a realização do estudo foi delimitada parcela de um hectare (10.000 m²), com todos os indivíduos identificados, mapeados, com sistema local de coordenadas, e mensurada altura e diâmetro. Foram caracterizados frutos quanto as características sensoriais e bioquímicas, em dois anos, 70 genótipos em 2013 e 56 em 2014; destes, 33 genótipos nos dois anos. Como critério de pre-seleção foi adotada a escolha de 20% dos genótipos que apresentaram a maior frequência de superioridade nas características avaliadas dos frutos. Foi analisada a divergência genética entre 33 genótipos por ano. O padrão de distribuição e associação espacial foi avaliado pela função K de Ripley. Pela primeira vez classificou-se os estágios ontogenéticos de jaboticabeira, segundo a altura da planta em: plântulas (0,01 a 0,99 m), juvenis (1,0 a 4,99 m), imaturos (> 5,0 m, não reprodutivos), adultos (reprodutivos) em ambiente florestal. Também foi descrita pela primeira vez a ocorrência natural de plântulas justapostas, indicando a poliembrionia. O número de regenerantes identificados na população (plântulas: n = 2163; juvenis: n = 330; imaturos: n = 59) foi muito maior que o número de adultos (n = 132). A espécie apresentou estrutura de tamanho em padrão J-invertido, com alta concentração de regenerantes. A distribuição da regeneração ocorre por padrão agregado e há dependência das plântulas em relação aos adultos, devido dispersão das sementes à curtas distâncias e emergência de plântulas próximo às matrizes. A regeneração de jaboticabeira é suficiente para manter a espécie em longo prazo nesta população, a qual pode servir como referência do sucesso de regeneração para outros estudos desta importante espécie frutífera da Floresta Ombrófila Mista. Foram préselecionadas as jaboticabeiras 7, 42, 43, 47, 54, 91, 97, 104, 105, 118, 134, 153, 154, 157, 163, 169, 177, 186, 212, J7-01 e J7-02, sendo a 16 e 194 as únicas que já podem ser selecionadas pelas características de superioridade entre ambos ciclos. Recomenda-se a realização de hibridação entre os genótipos 79 e 119 e, 96 com 148. A qualidade das frutas analisadas demonstrou potencialidade para uso como dupla finalidade servindo tanto para mercado in natura ou processamento. To design strategies for the conservation and use of genetic resources of tree species such as jaboticaba tree, it is essential to make the characterization. In southwestern Paraná region, there are several forest fragments containing native jaboticaba tree (Plinia cauliflora), whose materials have broad potential for commercial orchards or breeding programs. As is the potential genetic diversity of a population to produce different genotypes, it would be able to start in such a characterization one of these fragments. The aim was to characterize fruits of jaboticaba tree (P. caulifora) of forest fragment kept in Clevelândia - PR for the presence of phenotypic variability, seeking to identify those superiors named for future selection as farming or male parent, as well as estimate genetic divergence between them, as a complementary tool for this purpose. Also, verify the regeneration and spatial distribution of the species. For the study was defined portion of a hectare (10.000 m²), with all individuals identified, mapped, with local coordinate system, and measured height and diameter. Fruits were characterized by sensory and biochemical characteristics in two years, 70 genotypes at 2013 and 56 at 2014, and of these 33 genotypes in both years. As a pre-selection criteria was adopted the choice of 20% of the genotypes that showed the highest frequency of superiority in the evaluated characteristics of the fruit. Genetic divergence among 33 genotypes per year was analyzed. The distribution pattern and spatial association was evaluated by Ripley's K function. It was classified for the first time the following ontogenetic stages of jaboticaba tree, by plant height, seedling (from 0.01 to 0.99 m), juvenile (1.0 to 4.99 m), immature (> 5.0 m, non-reproductive), adult (reproductive). It was also have been describe for the first time the naturally occurring juxtaposed seedlings, indicating polyembryony. The number of regenerating identified in the population (seedlings: n = 2163; juveniles: n = 330; immature: n = 59) was much larger than the number of adults (n = 132). The species showed reverse J-shaped size structure standard, with high concentration of regenerating. The regeneration distribution occurs in aggregate pattern and there is seedling-adult dependence, due seed dispersal and seedling emergence closest to mothers. The jaboticaba tree regeneration is sufficient to maintain the species for long term in this population, which should serve as reference to regeneration success for other studies of this important fruiting species from Ombrofile Mixed Forests. Has been pre-selected the jaboticaba trees 7, 42, 43, 47, 54, 91, 97, 104, 105, 118, 134, 153, 154, 157, 163, 169, 177, 186, 212, J7-01 and J7- 02, and 16 and 194 the ones that can now be selected by the superior characteristics of both cycles. It was recommended to carry out hybridization between genotypes 79 and 119, and 96 to 148. The quality of fruit analyzed showed potential for use as a dual purpose serving both in natura market or processing.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2016. Organismo Geneticamente Modificado (OGM) é definido como um organismo cujo material genético ? DNA/RNA - tenha sido modificado por qualquer técnica de engenharia genética e, portanto, pode apresentar riscos advindos da sua manipulação. Para minimizar estes riscos, órgãos reguladores internacionais exigem que o OGM desenvolvido seja submetido à uma análise de risco para a identificação e prevenção de efeitos adversos que podem levar a mudanças não intencionais pela presença de transgene(s) tanto em aspectos moleculares, quanto aspectos ecológicos e de saúde humana e animal. A principal abordagem em análises de risco envolve o conceito de equivalência substancial, onde as características do organis o odi icado são co paradas co a s a linha parental considerado seg ro para sos de ali entação h ana e ani al , en ol endo est dos de per or ance agron ica, fenot pica e ali entação ani al, ou ainda de composição ica e n tricional. proble a e an lises baseadas na e i al ncia s bstancial não le a e consideração as poss eis danças não intencionais geradas pela própria odi icação gen tica, a qual poderia causar potenciais alterações e prote nas (ou seja, poss eis prod tos t icos e alerg nicos). Portanto, o objetivo deste trabalho foi testar duas novas abordagens moleculares para caracteri ar os potenciais e eitos sin rgicos e antagonistas dos s e n el olec lar. A primeira abordagem visou avaliar comparativamente o perfil de expressão gênica (transcriptoma) de uma variedade de milho GM estaqueada (contendo duas proteínas inseticidas CRY e duas proteínas EPSPS que conferem tolerância ao herbicida glifosato), seus parentais GM simples e a linha isogênica não modificada, todas sob o mesmo background genético. Está combinação de genótipos permite isolar as potenciais alterações no transcriptoma que derivam da combinação dos dois transgenes na variedade estaqueada. A segunda abordagem visou avaliar comparativamente o perfil de expressão de micro RNAs (miRNAs) na mesma combinação de genótipos GMs de milho. miRNAs possuem a capacidade de regular a expressão gênica de diversos genes endógenos e, portanto, desempenham papéis fundamentais em diversos processos biológicos em um organismo. Os resultados das análises demonstraram que, para o perfil transcriptômico, diversos processos biológicos apresentaram diferenças em regulação, principalmente àqueles envolvidos em vias de redox, modificações pós-transducionais e regulação da transcrição gênica. Já para a análise dos perfis de expressão de miRNAs, alguns apresentaram uma regulação diferencial, e estesdemonstraram ser responsáveis pela regulação de fatores de transcrição endógenos, principalmente àqueles envolvidos em desenvolvimento foliar, mecanismos de resistência à estresse, transdução de sinais e processamento e tradução de RNA. Portanto, conclui-se que as abordagens moleculares utilizadas podem ser aplicadas como ferramentas úteis para aumentar a abrangência e confiabilidade em avaliações de riscos de OGMs. Por fim, recomendamos que outras investigações, visando compreender mais detalhadamente a relevância das mudanças encontradas, se a reali adas, al de s gerir e as ag ncias reg lat rias de biosseg rança de s considere e este tipo de estudo em futuras avaliações de risco para a liberação comercial de novos OGMs. Abstract : Genetically Modified Organism (GMO) is defined as an organism in which the genetic material ? DNA/RNA ? has been modified by any technique of genetic engineering and, therefore, could present risks resulting from its manipulation. In order to minimize these risks, international regulatory bodies demand that the newly developed GMO is submitted to a risk assessment in order to identify and prevent adverse effects of transgene(s) that could lead to unintended changes in the GMOs, both at molecular level and ecological and human and animal health aspects. However, the main approach used in risk assessment involves the concept of substantial equivalence, where the characteristics of the modified organism are compared to its parental line (considered safe for animal and human food and feed uses), involving studies of agronomic, phenotypic and animal feeding performances, as well as chemical and nutritional compositions. The problem is that analyses based on substantial equivalence do not take in consideration the possible non-intended changes generated by the genetic modification itself, which could cause potential alterations in proteins (i.e. possible toxic and allergenic products). Therefore, the goal of this study was to test two new molecular approaches to characterize the potential synergic and antagonistic effects of GMOs at the molecular level. The first approach aimed to comparatively evaluate the gene expression profile (transcriptomics) of a stacked GM maize variety (containing two insecticidal CRY proteins and two EPSPS proteins which confer tolerance to the glyphosate herbicide), its single GM parental and the near-isogenic non-modified line, all of them under the same genetic background. This combination of genotypes allows isolating the potential alterations in the transcriptomics that derive from the combination of the two transgenes in the stacked variety. The second approach aimed to comparatively evaluate the expression profile of micro RNAs (miRNAs) in the same combination of GM maize genotypes. miRNAs have the ability of regulating gene expression of several endogenous genes and, therefore, play major role in a range of biological processes in an organism. The results of the analyses demonstrated that, for the transcriptomic profile, several biological processes showed differences in regulation, particularly those involved in redox pathways, post-translational modifications and regulations of transcription. On the other side, the analysis of the miRNAs expression profiles showed a differential regulation, responsible for targeting endogenous transcription factors, particularly those involved in leafdevelopment, mechanisms of stress resistance, signal transduction and RNA processing and translation. Therefore, it is concluded that the used molecular approaches could be applied as useful tools to increase broadness and confidence in risk assessments of GMOs. At last, we recommend that other investigations, aiming to address in more detail the relevance of such changes, should be conducted, besides suggesting that GMO safety regulatory bodies take into consideration these types of studies and require that it becomes mandatory in the risk assessment for the releasing of new GMOs.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2016. Araucaria angustifolia e Podocarpus lambertii são coníferas brasileiras criticamente ameaçadas de extinção. Várias lacunas em diversas áreas de pesquisa como a fisiologia do desenvolvimento e biologia reprodutiva são obstáculos para o conhecimento, uso sustentável e proposição de medidas de conservação destes recursos genéticos. Entretanto, poucos estudos genômicos e transcriptômicos foram realizados nestas espécies. Este trabalho teve como principal objetivo o sequenciamento e a caracterização de transcriptomas de amostras de A. angustifolia (folhas, pólen e hastes) e P. lambertii (folhas). Um total de 341.278.253 (45.6 Gb) de leituras brutas foram obtidas da plataforma de sequenciamento de segunda geração Ion Proton, sendo utilizadas para a montagem referenciada e de novo dos transcriptomas, gerando 60.043 sequências contíguas. Em A. angustifolia, foram anotados, via gene onthology (GO) 4.354 unigenes distintos a partir do transcriptoma de folhas, 3.643 unigenes do transcriptoma de hastes e 9.354 unigenes do transcriptoma de pólen. Em P. lambertii foram identificados 4.649 unigenes no transcriptoma de folhas. A identificação e caracterização in silico e desenho de iniciadores de 56 marcadores moleculares microssatélites (SSR) e 259 marcadores de polimorfismo de base única (SNP) para as duas espécies foi realizada a partir dos dados disponíveis. Os motivos SSRs mais abundantes foram mononucleotídeos (39,7 %), seguidos por tetranucleotídeos (22,22 %) e trinucleotídeos (20,63 %). A relação entre o número de transversões e transições (Ti/Tv) foi de 2,15 para A. angustifolia e de 1,05 para P. lambertii. Os resultados obtidos para os marcadores SNPs apontam diferentes padrões na substituição de nucleotídeos entre as espécies, no entanto, os padrões dos marcadores SSRs foram muito semelhates entre Araucaria e Podocarpus. Este trabalho descreve os primeiros transcriptomas gerados de amostras coletadas a campo para ambas espécies e os resultados gerados fornecem subsídios que auxiliarão no entendimento sobre funções específicas de estruturas, evolução e servirão de base para futuros estudos funcionais e populacionais. Abstract : Araucaria angustifolia and Podocarpus lambertii are critically endangered brazilian conifers. Several gaps in many research areas like developmental phisiology and reproductive biology are obstacles to its knowledge, breeding, sustainable use of these genetic resources and proposition of conservation measures. However, few genomic and transcriptomic studies have been contucted on these species. The main objective of this work was the sequencing and characterization of transcriptomes from A. angustifolia (leaf, pollen and stem) and P. lambertii (leaf). A total of 341.278.253 (45.6 Gb) of raw reads were obtained from the Ion Proton second generation DNA sequencing platform and being used for reference based and de novo transcriptome assembly, generating 60.043 contigs. In A. angustifolia were annotated with the use of gene onthology (GO) 4.354 distinct unigenes from leaves transcriptome, 3.643 unigenes from stem and 9.354 unigenes from the pollen transcriptome. In P. lambertii were identified 4.649 unigenes from leaves transcriptome. In addition, sequence data allowed the in silico identification, characterization and primer design of 56 simple sequence repeats (SSR) and 259 single nucleotide polymorphisms (SNP) molecular markers for both species were performed from the available data. The most abundant SSR repeat motif was mononucleotide (39,7 %), followed by tetranucleotide (22,22 %) and trinucleotide (20,63 %). The ratio between transitions and transversions was 2,15 for A. angustifolia and 1,05 for P. lambertii. SNP results show distinct patterns for nucleotide substitutions between species, however, SSRs patterns were very similar between Araucaria and Podocarpus. This work therefore describes the first transcriptomes from field samples for both species and the results provide valuable resources for plant breeding, will further contribute on the understanding about tissue specific functions, conifers evolution and will be the base for future functional and populational studies.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2016. O bambu (Poaceae: Bambusoidae), tem sido utilizado pela humanidade desde tempos remotos até os dias atuais. Historicamente, tem sido cultivado e explorado intensamente em vários países asiáticos, no entanto, vários povos utilizaram as diferentes espécies de bambu como material de construção, utensílios e alimentação, entre outros. No Brasil, existem muitas espécies nativas pertencentes à subfamília Bambusoideae. Entre estas, destaca-se o Guadua chacoensis, pelas suas características morfológicas e de rusticidade no ambiente em que ocorre. Contudo, na literatura há um limitante número de estudos científicos sobre esta e demais espécies de bambu. Os principais dados gerados são em espécies asiáticas, onde o uso dos bambus é mais intenso. No Brasil, ainda há pouco conhecimento a respeito da diversidade genética existente e das características populacionais dos bambuzais. Devido a este panorama, o objetivo deste estudo foi desenvolver marcadores microssatélites para a espécie G. chacoensis e utilizar os microssatélites desenvolvidos em populações nativas desta espécie. Amostras de folhas de plantas identificadas morfologicamente como G. chacoensis foram coletadas e realizada a extração de DNA total, utilizando o KIT Nucleo Spin Plant II (Macherey-Nagel, Düren, Alemanha). O DNA isolado de tecidos foliares foi sequenciado na plataforma Illumina MiSeq (San Diego, Estados Unidos das Américas). As sequências obtidas foram analisadas com o software CLC Genomics Worckbench® 8.0v. Para a identificação de locos microssatélites e desenho de iniciadores dos marcadores (forward | reverse) foram utilizados o software SSRLocator. Os marcadores selecionados foram validados para uso por meio da genotipagem de 168 indivíduos oriundos de oito populações distintas, sendo, seis destas, populações nativas da Mata Atlântica, coletadas no Parque Nacional do Iguaçu, Foz do Iguaçu, PR e duas populações cultivadas, uma em Florianópolis e outra em Rancho Queimado, SC, BR. Os marcadores com maior potencial de polimorfismo foram selecionados, sintetizados com fluorescência e utilizados para avaliar a diversidade genética nas populações nativas coletadas, totalizando 575 indivíduos coletados. Dentre os marcadores microssatélites obtidos, foram selecionados 35 pares (forward | reverse) para serem submetidos a testes de amplificação e otimização do protocolo de PCR. Destes, foram identificados 13 marcadores com maior potencial de uso. A validação dos marcadores para uso futuro foi realizada com indivíduos em seis populações distintas. Os 13 marcadores com maior potencial de polimorfismo foram selecionados e confeccionados com fluorescênciapara serem genotipados na plataforma ABI 3500xL Genetic Analyzer (Applied Biosystems, Foster City, Estados Unidos das Américas). Dos 13 marcadores, sete (54%) detectaram polimorfismo, enquanto um não apresentou resultados satisfatórios de amplificação e foi descartado das análises seguintes. Os sete locos polimórficos encontrados são passiveis de serem empregados em estudos genéticos da espécie G. chacoensis. Com base na genotipagem das populações, foram verificados 25% de locos polimórficos, sendo Gcha 02 o loco com maior número de alelos (5). Alelos privados foram identificados no loco Gcha 02 para a população PF, no loco Gcha 05 para a população AF e dois alelos do loco Gcha 21 na população EF. A maior distância genética foi observada entre as populações IF e as demais, EF, AF e CF (0,150). As populações IF e PF apresentaram diferença genética menor entre si e maior distância genética quando comparadas as demais. A análise da estrutura populacional demonstra que a maior diversidade genética está entre os indivíduos, ao passo que as populações apresentaram elevada identidade genética. As populações de G. chacoensis presentes no Parque Nacional do Iguaçu apresentam reduzido polimorfismo nos locos microssatélites empregados neste estudo. Provavelmente devido à reduzida distância geográfica em que se encontram, bem como pela propagação vegetativa. Abstract : Since ancient times, bamboo (Poaceae: Bambusoidae) has been used by mankind. Historically, several Asian countries have intensively cultivated and exploited bamboo species, mainly as building material, utensils, food, among others. Brazil holds many indigenous species belonging to the subfamily Bambusoideae. Among them, Guadua chacoensis stands out by their morphological characteristics and hardiness. However, a limited number of scientific studies on bamboo species can be found in the literature. In general, these studies focus on Asian species, which have most intense use. In Brazil, little is known about the genetic diversity and population characteristics of bamboo groves. Thus, the objective of this study was to develop microsatellite markers for G. chacoensis and use these developed microsatellites in naturally occurring populations. Leaf samples of individuals morphologically identified as G. chacoensis were collected for DNA extraction using the Nucleo Spin Plant II Kit (Macherey-Nagel, Düren, Germany). A single individual were arbitrarily chosen for sequencing in Illumina MiSeq platform (San Diego, United States of America). The obtained sequences were analyzed with CLC Genomics Worckbench® 8.0v software. Microsatellite identification and primer design (forward | reverse) were made on SSRLocator software. The selected markers were validated for use by genotyping 168 individuals from eight different populations: six naturally occurring populations of the Atlantic Florest, in the Iguaçu National Park, Foz do Iguaçu, PR; and two grown populations, one in Florianópolis and another in Rancho Queimado, SC, BR. Among the obtained microsatellite markers, 35 pairs were selected (forward | reverse) to undergo amplification testing and PCR optimization. The 13 markers with higher polymorphism potential were selected and fluorescence-dyed for genotyping in 3500xL ABI Genetic Analyzer platform (Applyed Biosystems, Foster City, United States of America). The validation of these markers was performed with individuals of six different populations, totaling 575 individuals collected. Seven markers (54%) were polymorphic, five were monomorphic, and one was discarded for not showing satisfactory results of amplification. The seven polymorphic loci found are likely to be used in genetic studies G. chacoensis species. Based on the population genotyping, 25% of loci were polymorphic, with Gcha 02 presenting the highest number of alleles (5). Private alleles were identified in loci Gcha 02 (PF population), Gcha 05 (AF population), and Gcha 21 (EF population). The largest genetic distance (0.150) wasobserved between IF population and the others (EF, AF, and CF). The IF and PF populations had lower genetic difference between them and greater genetic distance when compared with others. The population structure analysis shows that greater genetic diversity is among individuals, while populations showed high genetic identity. Populations of G. chacoensis in the Iguaçu National Park have reduced polymorphism in microsatellite loci used in this study, probably due to the limited geographical distance between them and the vegetative propagation characteristic of the species.

This study aims at the checking of effectiveness of international and national legal and institutional frameworks for the control of environmental and socioeconomic risks resulting from the use of genetically modified organisms before the largest commitment to guarantee the right to an ecologically balanced environment and the right to food sovereignty. This issue is relevant because of the serious environmental and socioeconomic threats that may result from implementation of such risks, considering the hypothesis that they were not studied and controlled by a rigorous precautionary approach. In order to achieve this goal, both bibliographic and documentary research were required. The bibliographic research allowed a better comprehension of the Theory of Risk Society and of the social and environmental risks associated with genetically modified crops. This bibliographic research also supports the analysis of international and national legal system, the judicial control of administrative discretion and the historic of the release of transgenic soybeans in Brazil. The basis of the documentary research are the Brazilian judgments dedicated to the release/ban of genetically modified organisms in the country and a specific contract for the commercial exploitation of transgenic soybeans. A number of relevant problems, arising from risk control exercised by administrative, legislative, judicial and contractual means, was duly identified. Based on this study, it was concluded the urgent need to reform these legal instruments, given their inability in achieving adequate precaution procedures so that these risks are effectively understood and controlled. O presente trabalho objetiva analisar a eficácia do aparato jurídico-institucional internacional e nacional, para o controle dos riscos socioambientais derivados do uso de organismos geneticamente modificados, perante o compromisso maior de garantir o direito ao meio ambiente ecologicamente equilibrado e à soberania alimentar. Esse tema é relevante em virtude das graves ameaças ambientais e socioeconômicas que podem resultar da concretização de tais riscos, caso eles não sejam estudados e controlados a partir de uma abordagem precaucionária rigorosa. Para alcançar o objetivo proposto foram realizadas tanto pesquisa bibliográfica como documental. Com a pesquisa bibliográfica pretende-se, em primeiro lugar, auxiliar a compreensão da Teoria da Sociedade de Risco e dos riscos socioambientais associados aos transgênicos. Essa pesquisa bibliográfica também auxilia a análise do aparelho legislativo internacional e nacional, do controle judicial da discricionariedade administrativa e do histórico de liberação da soja transgênica no Brasil. A pesquisa documental tem por base decisões judiciais brasileiras dedicadas à liberação/proibição de transgênicos no país e um contrato específico de exploração comercial da soja transgênica. Foi identificada uma série de problemas derivados do controle de riscos exercido pelas vias administrativa, legislativa, judiciária e contratual. Com fundamentações nesse estudo, conclui-se pela premente necessidade de reforma desses instrumentos jurídicos, dado sua inabilidade na consecução de procedimentos precaucionários adequados, para que esses riscos sejam efetivamente compreendidos e controlados.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2015. A Helicoverpa armigera (Hübner, 1809) (Lepidoptera:Noctuidae), foi identificada no Brasil em meados de 2013, nas regiões do Centro-Oeste e Nordeste. Estavam descritas na região Sul até então as espécies Helicoverpa zea (Boddie, 1850) e Helicoverpa gelotopoeon (Dyar, 1921), tornando-se necessário a realização de um levantamento sobre a possível presença da espécie no Estado de Santa Catarina (SC) em decorrência da sua recente introdução no país. O presente estudo teve como objetivo caracterizar a ocorrência da espécie, a diversidade genética populacional, bem como os fatores que influenciam a sua dinâmica nas diferentes regiões de SC. A coleta de espécies do gênero Helicoverpa spp. foi realizada com o uso de armadilhas tipo Delta contendo feromônio sexual sintético nas safras 2013-2014 e 2014-2015. Na primeira safra foram identificados 725 exemplares machos, sendo que 82,2% a espécie H.armigera, 11,6% H. zea e 0,4% Heliothis stromberi. Na segunda safra de 676 machos identificados, 91% eram de H. armigera, 3,0% de H. zea. As identificações foram feitas por análise morfológica das estruturas de genitálias de machos. Em 5,8% e 4,8% das amostras dos respectivos períodos de avaliação foi apenas identificado o gênero por falta de condições adequadas para a diferenciação de estruturas de genitália. Complementarmente a identificação morfológica, foram separados 100 exemplares para a identificação molecular, por meio de duas regiões parciais do mtDNA, os genes Cytocromo oxidase subunidade I (COI) e o Cytocromo B (Cytb), analisados por PCR-RFLP com enzimas de restrição BstZ171 e HphI, havendo coincidência em 100% entre as análises morfológica e molecular. A presença da praga foi confirmada em 49 municípios, com um maior número de capturas nas regiões meio-oeste e extremo-oeste onde é predominante o cultivo da soja. As armadilhas em que foram coletados insetos adultos de H. armigera estavam presentes em unidades de produção de trigo (Triticum aestivum), feijão (Phaseolus vulgaris), milho (Zea mays), soja (Glycine max) e tabaco (Nicotiana tabacum), constituindo-se potenciais plantas hospedeiras. Os insetos no estágio larval foram coletados em tomate (Solanum esculentum) e soja (Glycine max), caracterizando-se plantas hospedeiras. Foram observadas correlações de Pearson entre o número de capturas e temperaturas mínima, máxima e média, precipitação, velocidade do vento e umidade relativa para os municípios de Campos Novos e Chapecó, não sendo estatisticamente significativas (p>0,050). Considerando as necessidades térmicas, fenologia de uma cultivar de soja com um ciclo de 153 dias e as temperaturas no ano de 2013, foi avaliada o potencial de desenvolvimento de estágios da H. armigera, no município de Bom Retiro, escolhido por apresentar cultivo de hospedeiras como o tomate e ter expandido a sojicultora em área plantada nos últimos anos. Havendo um potencial de ocorrer a duas gerações completas até o encerramento da colheita (início de abril), com larvas em desenvolvimento de terceira geração. A análise de diversidade genética por meio de 4 locos microssatélistes HaC14, HarSSR6, HaB60, HaC87, indicam que a maior parte da diversidade genética encontra-se dentro das populações (FIS 0,611) embora exista moderada variação interpopulacional (FST 0,06). O número de migrantes (Nm 4,2) estimado sugere alto fluxo gênico. Os resultados obtidos são importantes para as estratégias de manejo. Abstract : The Helicoverpa armigera (Hübner, 1809) (Lepidoptera:Noctuidae), was reported in the first time in Brazil, 2013, in the region of Central-West and Northeast. In the region South were escribed, only the species Helicoverpa zea (Boddie, 1850) and Helicoverpa gelotopoeon (Dyar, 1921). Due to the recent introduction this study is unprecedented and provide a framework of the occurrence, population structure and dynamics of the species in the state of Santa Catarina (SC). The goal this study went characterize the occurrence of the species and the factors that influence their population dynamics and genetic diversity in different regions in the state of SC. Moths were captured using pheromone traps. In 2013-2014 crop, 725 male specimens were identified, and 82.2% to H.armigera species, 11.6% H. zea and Heliothis stromberi 0.4%. In 2014-2015 crop, 676 identified males, 91% were H. armigera, 3,0% of H. zea. There were some specimens only identificated de genus. Identification was based on male genitalia and analyses of mtDNA COI and Cytb by PCR-RFLP estriction enzyme BstZ171 and HphI, with 100% coincidence between morphological and molecular analyzes. The presence of H. armigera was confirmed in the first year of survey and was detected, in 49 locals, being present in all SC regions. The greatest number of H. armigera was captured next to soybean farmers and there occurred damage in tomato crops. The farmers with trap capture (potential host plant) were: wheat (Triticum aestivum), beans (Phaseolus vulgaris), corn (Zea mays), soybean (Glycine max) and tobacco (Nicotiana tabacum). Caterpillars were recorded in the in tomato crop (Solanum esculentum) and soybean (Glycine max), constitutes a host plant. Correlations between the number of catches and abotic factors were observed. Considering the thermal needs, phenology of a soybean cultivar with a cycle of 153 days and temperatures in 2013, was assessed the potential development of H. armigera stages, in Bom Retiro, chosen to present culturing host such as tomatoes and have expanded soybean cultivars. There is a potential to occur two full generations. Genetic diversity analysis by four microssatellites loci HaD47, HarSSR6, HARSSR7, HarSSR10 suggest the average alleles for loci 7,44, with average expected heterozygosity (uHe) 0,654 and observed heterozygosity (Ho) de 0,212. The fixation index average was 0,595. Results are importants for management practices.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2015. Uma importante questão ainda muito polêmica no mundo está relacionada com os riscos da liberação comercial de organismos geneticamente modificados (OGM), particularmente o impacto ambiental que as plantas geneticamente modificadas podem gerar. Este trabalho tem como objetivo geral investigar as possíveis alterações bioquímicas e dos produtos da expressão gênica de uma variedade comercial de milho transgênico tolerante ao Roundup Ready® (evento NK603), submetida a condições de déficit hídrico e aplicação de herbicida. O primeiro ensaio realizado, denominado Ensaio sem herbicida, foi um ensaio em blocos ao acaso com distribuição trifatorial (Transgenia x Estresse x Ambiente). Este ensaio foi realizado em casa de vegetação (cv) e câmara de crescimento (cc) (fator Ambiente), composto por híbridos transgênicos (T) e sua isolinha convencional (C) (fator Transgenia), submetidos a rega controle (CONT) ou seca (SECA) (fator Estresse). O segundo ensaio, denominado Ensaio com herbicida, foi um ensaio em blocos ao acaso unifatorial, o qual foi formado também por três blocos, sendo cada unidade experimental composta por um grupo de três vasos (uma planta por vaso), com dois tratamentos: Milho Transgênico submetido a seca com aplicação de herbicida (TSECA RR); Milho Transgênico submetido a seca sem aplicação de herbicida (TSECA). A análise proteômica comparativa DIGE demonstrou diferença na expressão de proteínas entre as plantas de milho transgênicas (NK603) e sua isolinha convencional mais próxima (31 spots). O fato de terem sido detectadas proteínas diferencialmente expressas entre os tratamentos CCONT x TCONT (17 spots) e CSECA x TSECA (14 spots), leva a conclusão de que estas plantas não diferem entre si apenas pela expressão da proteína alvo da transformação genética (CP4 EPSPS) conforme proposto pela empresa proponente desta tecnologia e assim levado em consideração pelas agências regulatórias. Além disso, apesar do nível de variação causada pelo modificação genética não se diferir do nível da variação causada pelo ambiente (em termos de número total de proteínas diferenciais), as plantas transgênicas respondem diferencialmente com relação a sua linha isogênica quando cultivadas no mesmo ambiente, o que apoia a ideia da existência de efeitos pleiotrópicos oriundo da inserção da sequência exógena para o evento NK603. A análise comparativa do proteoma no segundo ensaio ainda revelou que a aplicação de herbicida nas plantas transgênicas em situação de estresse por desidratação resulta no aumento da expressão de algumas proteínas e até no provável silenciamento de um ou mais genes responsável pela transcrição de uma proteína. As análises de quantificação de alguns dos principais fitormônios envolvidos nos mecanismos de defesa a estresse pelas plantas, revelou que a concentração de ABA, MeJA, SA, CA e GA3 foi diferente entre as plantas transformadas e não-transformadas, bem como as interações foram significativas entre os fatores  Estresse e  Ambiente . Verificou-se também que a situação de estresse e o cultivo em diferentes ambientes resultaram na variação no conteúdo de todos os fitormônios analisados. Com relação a análise quantitativa de lignina, a transformação genética também provocou alterações no teor de LTGA, pois assim como encontrado por outros autores em diferentes eventos de transformação, as plantas transformadas (NK603) apresentaram teores de lignina superior aos das plantas não transformadas.Além disso, a análise de lignina nos tratamentos do segundo ensaio revelou que a aplicação de herbicida em plantas transgênicas em situação de déficit hídrico provocou ainda mais o aumento no teor de lignina. O tratamento TSECA RR apresentou em média um aumento de 33% na concentração de LTGA em comparação ao tratamento TSECA. Portanto, os resultados encontrados neste trabalho concordam com resultados de outros estudos sobre a existência de efeitos pleiotrópicos relacionados a expressão proteica, aumento nos teores de fitormônios e lignina em plantas geneticamente modificadas (evento NK603), submetidas a diferentes condições de cultivo. Abstract : A worldwide important issue still very controversial is related to the risks of commercial release of genetically modified organisms (GMO), particularly the environmental impact that genetically modified (GM) plants can generate. This study aims to investigate possible biochemical changes of a commercial hybrid of GM maize (event NK603) and its counterpart, subjected to drought stress conditions and herbicide application. The first experiment, called experiment without herbicide, was a factorial experiment being the plots arranged in a three randomized block design (Transgenic x Stress x Environment). This experiment was conducted in a greenhouse (cv) and growth chamber (cc) (Environment factor), composed of transgenic hybrid (T) and its conventional isogenic line (C) (Transgenic factor), subject to water control (CONT) or drought stress conditions (SECA) (Stress factor). The second experiment, called Experiment with herbicide application, was an experiment in a randomized block design, with three repetitions. In that case each experimental unit was composed of a group of three pots (one plant per pot) with two treatments: GM maize submitted to drought stress and herbicide application (TSECA RR); GM maize subjected to drought stress without herbicide application (TSECA). The comparative proteomic DIGE showed difference in protein expression between transgenic maize (NK603) and its conventional isoline (31 spots). The fact that differentially expressed proteins detected between CCONT x TCONT treatments (17 spots) and CSECA x TSECA (14 spots), leads to the conclusion that these plants do not differ only by the expression of the target gene transformation (CP4 EPSPS) as proposed by the proponent of the technology. Furthermore, although the level of variation caused by genetic modification does not differ from the level of variation caused by the environment (in terms of total number of differential proteins), transgenic plants respond differentially in respect to their isogenic line when grown in the same environment, which supports the idea of pleiotropic effects from the genetic transformation for the NK603 event. The comparative analysis of the proteome in the second experiment also showed that herbicide application in transgenic plants under drought stress results in increased expression of some proteins and in a probable silencing of one or more genes responsible for the transcription of a protein. Quantification analyzes of some of the major plant hormones involved in defense mechanisms to stress in plants, showed that the concentration of ABA, MeJA, SA, CA and GA3 were different between the GM plants and non-GM, as well as interactions between "Stress" and "Environment" were significants. It was also verified that the stress situation and cultivation in different environments resulted in variation in the content of all plant hormones analyzed. Regarding the quantitative analysis of lignin, the genetic transformation also changed lignin content. Similarly to other studies done in different events of genetic transformation, the GM NK603 plants presented higher lignin content than the non-GM plants. In addition, the lignin analysis in the second experiment revealed that the herbicide application in transgenic plants under drought stress situation causes increase in lignin content. The TSECA RR treatment showed 33% increase in the concentration of LTGA compared to TSECA treatment. Therefore, the findings of this study agree with the results found by other studies about the presence of pleiotropic effects related to protein expression, plant hormones synthesis and lignin content in plants of the event NK603, under different growing conditions.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2014 Organismo geneticamente modificado (OGM) é um organismo cujo material genético foi manipulado através da utilização de técnicas de DNA recombinante. Apesar da adoção generalizada de OGMs por muitos países, a necessidade de pesquisas em biossegurança continua sendo uma preocupação. As técnicas de transformação genética atualmente utilizadas para o desenvolvimento de plantas geneticamente modificadas inserem construções transgênicas em regiões aleatórias no genoma da planta hospedeira e são muitas vezes integradas perto de elementos genéticos importantes, como retrotransposons e sequências repetidas. Isto impõe riscos adicionais devido à introdução de novas sequências reguladoras, que podem conduzir a alterações espaciais e temporais na expressão de genes endógenos. Estas imprevisibilidades podem ter efeitos adversos sobre a estabilidade genética em longo prazo, bem como no valor nutricional, alergenicidade e toxicidade do OGM. Estes processos genéticos representam áreas de pesquisa omitida, bem como lacunas no conhecimento relacionado a potenciais efeitos na saúde e meio-ambiente. Além disso, a abordagem atual para a avaliação de possíveis efeitos indesejados de OGMs é baseada na suposição de que um OGM é composto por duas partes, a planta e a proteína transgênica, que funcionam de forma linear e aditiva. Esta abordagem, que se baseia no conceito de "equivalência substancial", é altamente criticada pela comunidade científica e carece de hipóteses científicas bem fundamentadas. Assim, o objetivo deste trabalho foi testar dois novos modelos metodológicos para caracterizar os potenciais efeitos adversos dos OGMs em nível molecular. A primeira abordagem é baseada na análise comparativa do perfil proteico e níveis de transcrição transgênica de uma variedade de milho GM contendo duas inserções transgênicas, outra contendo apenas uma inserção sob o mesmo background genético e a variedade convencional correspondente. Este modelo biológico proporciona uma oportunidade única de rastreamento de potenciais alterações no proteoma que derivam da combinação dos dois transgenes. A segunda abordagem baseia-se na utilização da ferramenta de interferência por RNA para o silenciamento gênico. Esta ferramenta fornece um meio para estudar genótipos transgênicos sem a acumulação de proteínas transgênicas, isolando assim os efeitos da inserção per se. O desenvolvimento dessas metodologias também acarretou em uma extensa revisão da literatura sobre ensaios de interferência por RNA expressas de maneira transiente e estável em plantas. Os resultados observados demonstram que as construções transgênicas não funcionam de forma linear e aditiva. Mas influenciam a expressão global de genes endógenos, principalmente relacionados ao metabolismo energético e de estresse, dependendo do número de cópias e da natureza do transgene inserido. A presença de mais de um inserto no genoma hospedeiro também altera os níveis de expressão do transgene. Ainda, a análise proteômica de plantas transgênicas silenciadas revelou um baixo número de proteínas endógenas alteradas, indicando que o acúmulo de proteína transgênica é um dos principais fatores que influenciam a modulação do proteoma da planta hospedeira. Portanto, conclui-se que as novas abordagens metodológicas descritas e testadas podem fornecer uma metodologia científica útil e robusta para avaliações de risco de OGMs. Por fim, sugerimos que as agências regulatórias de biossegurança de OGMs considerem que este tipo de estudo seja obrigatório e parte dos documentos produzidos pelos proponentes da tecnologia que visam a liberação comercial de novos eventos de transformação genética. Abstract: Genetically modified organism (GMO) is an organism whose genetic material has been altered through the use of recombinant DNA techniques. Despite the widespread adoption of GMOs by many countries, the need for biosafety research remains a concern. Actual plant transformation methods include integration of transgenic constructs that take place at random locations in the recipient plant genome and are often close to important genetic elements, such as retrotransposons and repeated sequences. This poses additional risks due to the introduction of new promoter sequences, which may lead to altered spatial and temporal expression patterns of plant endogenous genes. All these events may have unpredictable effects on the long-term genetic stability of the GMO, as well as on their nutritional value, allergenicity and toxicant contents. These putative processes represent areas of omitted research with regard to health and environmental effects of GMOs. In addition, the current approach for the assessment of potential unintended effects of GM crops is based on the assumption that a GMO consists of two parts that function in a linear additive fashion, being that the crop and the novel GM transgene product. Based on the "substantial equivalence" concept, this approach is highly disputed in the scientific community and lacks a well founded scientifically driven hypothesis testing. In this work, two different new methodological models were used to characterize potential adverse effects of GMOs at the molecular level. The first approach is based on the comparative proteomic analysis and transgenic transcript level quantification of a stacked GM maize variety containing two transgenic inserts versus the two single transgenic parental varieties. This biological model provides a unique opportunity to track potential changes in the host proteome that derived from the combination of two transgenes. The second approach is based on the use of RNA interference tool prior to the comparative analysis. By enabling transgene silencing, this tool provides a means to study transgenic genotypes without the accumulation of transgenic protein, thus isolating insertional effects. The development of all these methodologies lead to an extensive literature review on transient and stable RNAi experiment in plants, which then resulted in a review article on this subject. The obtained results showed that transgene constructs do not function in a linear additive fashion, but instead alter endogenous proteome profile. These protein modulations are mainly related to energetic and stress metabolism, which then depended on the number of copies and the nature of inserted transgene sequences. The presence of more than one inserted sequences also affects the levels of transgene expression. In addition, the proteomic analysis of silenced transgenic plants showed a low number of altered endogenous proteins, indicating that the accumulation of transgenic protein is one of the main factors that influence the modulation of the host plant proteome. Therefore, it is concluded that the new methodological approaches described and tested can provide a useful and robust scientific methodology for risk assessment of GMOs. Finally, we suggest that GMO safety regulatory bodies take into account this kind of study and requires that it becomes part of the documentation produced by technology proponents intend to commercialize new genetic transformation events.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2014. As moscas-das-frutas são responsáveis por grandes prejuízos na fruticultura. Vários autores relacionam a maior ocorrência de moscas-das-frutas as várias espécies de mirtáceas como os araçás, pitangas, guabirobas, uvaias e feijoa. São poucos os trabalhos relacionados às espécies nativas com estudos populacionais e manejo integrado. O presente trabalho objetivou estudar a dinâmica populacional e manejo de moscas-das-frutas associadas a feijoa em diferentes habitats. Para tanto foram desenvolvidos estudos nos Estados do Rio Grande do Sul e em Santa Catarina, em povoamentos naturais e três sistemas de cultivo onde se encontra a feijoa. Inicialmente foi realizada a caracterização das áreas de povoamentos naturais de feijoa, através do levantamento florístico e levantamento de hospedeiros. Para conhecimento da fauna de tefritídeos associados a feijoa foram instaladas armadilhas Mcphail nos municípios de Ipê-RS, Lages-SC e São Joaquim-SC, distribuídas da seguinte maneira: sistema agroflorestal, pomar agroecológico e povoamento natural de feijoa em Ipê; sistema agroflorestal em transição e povoamento natural de feijoa em Lages e pomares comerciais em São Joaquim. Em cada armadilha foi adicionado 200 mL de solução atrativa a base de proteína hidrolisada (5%), a qual semanalmente (dez-mai) e quinzenalmente (jun-nov) foi realizada a retirada dos insetos, limpeza e substituição do atrativo. Os insetos capturados foram depositados em frascos contendo álcool 70% para posterior identificação das espécies de moscas-das-frutas. A flutuação populacional foi estabelecida com os adultos capturados. Através da coleta de frutos foram identificadas as espécies de moscas-das-frutas, de parasitoides, de hospedeiros e o grau de infestação dos locais estudados. No laboratório, os frutos foram contados, pesados e acondicionados em recipientes plásticos contendo vermiculita umedecida. Avaliou-se a viabilidade pupal e os índices de infestação (por quilo e por número de frutos). Para o desenvolvimento das estratégias de manejo foram realizados quatro bioensaios durante o período de desenvolvimento e maturação dos frutos. Os frutos da cultivar Alcântara em cinco diferentes fases de desenvolvimento (de frutos imaturos até maduros) foram avaliados através de análises físico-quimicas (diâmetros, textura de epicarpo, sólidos solúveis, acidez total e pH) e por meio da infestação por Anastrepha fraterculus. Já com frutos das cultivares Alcântara, Helena, Mattos e do acesso 2316 foi avaliada a não-preferência por A. fraterculus, análises físico-quimicas, conteúdo de taninos e o índice de polifenois. A relação entre mudanças físico-químicas e compostos voláteis ao longo do desenvolvimento de frutos de feijoa com a infestação por moscas-das-frutas foi estabelecida com o acesso 6228. Foram capturados 8097 moscas-das-frutas do gênero Anastrepha. Os picos populacionais ocorreram em períodos coincidentes de maior oferta de frutos maduros nas plantas. Os frutos de feijoa foram infestados por A. fraterculus em sistema agroflorestal, pomar agroecológico-RS e no povoamento natural?SC. Foram identificados os parasitoides Doryctobracon areolatus, D. brasiliensis e Utetes anastrephae em frutos de feijoa. O sistema agroflorestal - RS foi o local estudado com maior diversidade de hospedeiros. Dentre os hospedeiros encontrados a pitanga e a guabiroba apresentaram os maiores índices de pupários/kg de frutos. Os frutos de feijoa são infestados por moscas-das-frutas ainda imaturos. Nessa fase de desenvolvimentos os frutos apresentaram 15 diferentes compostos voláteis e ainda não apresentavam sólidos solúveis. As cultivares Alcântara e Mattos apresentaram a maior infestação por A. fraterculus. O acesso 2316 apresentou o maior conteúdo de taninos no epicarpo e a menor infestação por A. fraterculus. Abstract : Fruit flies are responsible for major losses in fruit production. Several authors have reported a higher occurrence of fruit-flies in various Myrtaceae species, such as araçás, pitangas, guabirobas, uvaias and feijoa. There are only a few studies that relate native species with population studies and integrated management. This study aimed to study the population dynamics and management of fruit flies associated with feijoa in different habitats. In order to encompass different habitats studies were conducted in the states of Rio Grande do Sul and Santa Catarina, in natural stands and three crop systems where the feijoa is located. Initially the characterization of natural stands of feijoa was conducted, utilizing a floristic survey and host survey. Mcphail traps were installed in the municipalities of Ipê-RS, Lages-SC and São Joaquim-SC, in order to gain knowledge of tephritids associated with feijoa. The traps were distributed as follows: agroforestry system, agroecological orchard, natural stand of feijoa in Ipê, agroforestry system in transition, natural feijoa stand in Lages, and commercial orchards in São Joaquim. 200 mL of attractive solution based on hydrolyzed protein (5%) was placed in each trap, where the removal of insects, cleaning and replacement of the solution was performed weekly (December to May) and bi-weekly (June to November). The insects captured were placed in vials containing 70% alcohol for identification of the fruit-fly species at a later date. The population fluctuation was established with the captured adults. Through fruit collection fly species, parasitoids, and hosts were identified, as well as the degree of infestation of the studied sites. In the laboratory, the fruits were counted, weighed and placed in plastic containers with moistened vermiculite. The pupal feasibility and infestation index (per kilo and number of fruits) were evaluated. In order to develop management strategies four bioassays were performed during the period of development and maturation. Alcântara cultivar fruits in five different stages of development (from mature to immature fruits) were evaluated for physical-chemical analyzes (diameters, epicarp texture, soluble solids, total acidity, and pH) and Anastrepha fraterculus infestation. However, Alcântara, Helena, Mattos and access 2316 fruit cultivars were assessed for non-preference by A. fraterculus, physical-chemical analyzes, tannin content and polyphenols index. The relationship between physical-chemical changes and volatile compounds in feijoa fruit development with fruit-fly infestation was established with access 6228. 8097 fruit-flies of the genus Anastrepha were captured. The populations peaked during periods of increased supply of ripe fruit plants. The feijoa fruits were infested by A. fraterculus in agroforestry systems, agroecology orchards in RS, and natural stands in SC population. The parasitoids Doryctobracon areolatus, D. brasiliensis and Utetes anastrephae were identified in feijoa fruits. The agroforestry system in RS was the site with the greatest diversity of hosts. Among the hosts the pitanga and guabiroba showed the highest levels of pupae per kg of fruit. The feijoa fruits are infested with fruit-flies while immature. At this stage of fruit development fruits demonstrated 15 different volatile compounds but no soluble solids. The Alcântara and Mattos cultivars had the highest infestation by A. fraterculus. Access 2316 had the highest content of tannins in the epicarp and the lowest infestation by A. fraterculus.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2014. Estudos que abordam os efeitos de Organismos Geneticamente Modificados (OGMs) sobre a abelha Apis mellifera em sua maioria avaliam os efeitos letais por meio de análises laboratoriais com larvas ou abelhas adultas individualmente, as quais são alimentadas com proteína Cry purificada ou pólen Bt. Poucos estudos avaliam os efeitos subletais dos OGMs sobre as abelhas, especialmente os relacionados com a sanidade apícola. O objetivo deste trabalho foi avaliar os eventuais efeitos da alimentação com pólen de milho Herculex® (Evento TC1507) sobre o desenvolvimento das colônias e sobre a sanidade apícola de A. mellifera. Para tanto foram analisados: o comportamento higiênico das abelhas (CH); a infestação de ácaro Varroa destructor e do fungo Nosema ceranae; o desenvolvimento das colônias e a detecção da presença da proteína Cry1F no pólen e nas larvas. O experimento foi realizado no mês de março de 2014 em um apiário localizado no município de Florianópolis -SC-BR. Ao todo foram utilizadas 20 colméias tipo Langstroth. Utilizou-se pólen do milho Herculex, que expressa a proteína Cry1F, e de sua respectiva linha isogênica, plantados na Fazenda da Ressacada - UFSC. O experimento continha quatro tratamentos: alimento contendo pólen Bt, alimento contendo pólen da linha isogênica, alimento não contendo pólen, e testemunha. Para a avaliação das variáveis foram utilizadas as técnicas de perfuração de células de crias operculadas para o comportamento higiênico, contagem de ácaros em abelhas operárias adultas, contagem de esporos de Nosema ceranae em abelhas adultas utilizando câmara de Neubauer (hemocitômetro), avaliação da quantidade de quadros de mel, pólen, crias e quadros com cera alveolada para avaliação do desenvolvimento da colônia. Por fim, foi realizada a detecção e quantificação da proteína Cry1F presente no pólen e nas larvas utilizando a técnica Western Blotting. Em relação ao comportamento higiênico, as colônias alimentadas com pólen Bt registraram a menor porcentagem de retirada de larvas mortas (83%) em relação àquelas alimentadas com os demais alimentos (P Abstract : Studies about the effects of genetically modified organisms (GMOs) the honeybee Apis mellifera mostly evaluate lethal effects by means of laboratory testing with larvae or adult bees individually, which are fed with purified protein Cry or Bt pollen. Very few studies assess the sublethal effects of GMOs on bees, especially those related to apiculture health. In this context, the aim of this study was to evaluate the possible effects of feeding with Bt corn pollen (event TC1507, commercially known as Herculex) on the development of the colonies and about the sanity of bee A. mellifera. For both were analyzed: the hygienic behavior of the bees (CH); the infestation of Varroa destructor mite and Nosema ceranae; the development of the colonies and the presence of Cry1F protein in the pollen and larvae. The experiment was accomplished in March 2014 in an Apiary located in the municipality of Florianópolis. In all, was use 20 beehives of type Langstrot. We used corn pollen Herculex, which expresses the Cry1F protein, and its respective key isogenic line, planted at Fazenda da Ressacada-UFSC. The experiment contained four treatments, being they: food containing Bt pollen, food containing isogenic line pollen, food containing no pollen, and witness treatment. Drilling techniques cell operculated pups for analysis of hygienic behavior, counting mites on adult worker bees, counting Nosema ceranae spores in adult bees using a Neubauer cam (hemocytometer), evaluation of the amount frames of honey, pollen, operculated create and larvae cells and frames with beeswax to evaluate development of the colony, and finally, the detection and quantification of Cry1F protein present in pollen and larvae using Western Blotting. Significant differences (P

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Filosofia e Ciências Humanas, Programa de Pós-Graduação em História, Florianópolis, 2014. A feijoa ou goiabeira serrana (Acca sellowiana) é uma espécie frutífera nativa do planalto meridional brasileiro e do norte do Uruguai. No Brasil, a espécie se encontra principalmente nos Biomas Pampa e Mata Atlântica, mais frequentemente na fitofisionomia da Floresta Ombrófila Mista. Utilizando a metodologia da História Ambiental, a presente tese objetiva estudar o processo de domesticação, aclimatação, disseminação, os usos e a conservação da feijoa. Para alcançar tais objetivos foram utilizados diferentes tipos de fontes: relatos de viajantes, periódicos regionais, iconografia, relatórios oficiais, legislação, cartas, periódicos acadêmicos, assim também, como entrevistas. A feijoa foi introduzida e aclimatada em outros países, fora da sua área natural de ocorrência. Assim, hoje é encontrada na França, na Itália, na Rússia, na Nova Zelândia, nos Estados Unidos, em Israel e na Colômbia. Atualmente a Colômbia é o maior país exportador mundial da espécie e a Nova Zelândia, o maior produtor de subprodutos da feijoa. Durante quase todo o século XX, no Brasil, a feijoa foi pouco estudada, além de ter sofrido com o desmatamento na sua área de ocorrência natural e ameaçada pela introdução de exóticas. Com os incentivos à pesquisa, a partir da década de 1980, a fruta vem se destacando no cenário nacional, possibilitando a domesticação no seu centro de origem e diversidade e o manejo desta espécie nativa e auxiliando na conservação da floresta. Abstract : The goiabeira serrana or feijoa (Acca sellowiana) is a Brazilian southern highlands and northern Uruguay native fruit species. In Brazil, the species is found mainly in Pampa and Atlantic Forest biomes, most often in the phytophysiognomy of Araucaria Forest. Using the methodology of environmental history, this thesis aims to study the process of domestication, acclimatization, dissemination, usage and conservation of the feijoa. To achieve these objectives, different sources were used: reports of travelers, regional journals, iconography, official reports, legislation, letters, academic journals, so as interviews. The feijoa was introduced and acclimatized in other countries, outside its natural area of occurrence. Today it is found in France, Italy, Russia, New Zealand, the United States, Israel and Colombia. Currently, Colombia is the world's largest exporter of the species and New Zealand, the largest producer of feijoa products. For almost the entire twentieth century, in Brazil, the feijoa has been little studied. In addition, it has suffered from deforestation in its natural occurrence area, and threatened by the introduction of exotic plants. With research incentives from the 1980s, the fruit has been highlighted in the national scene, allowing the domestication in its center of origin and diversity and management of this native species and assisting in forest conservation.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2014. As doenças míldio (Plasmopara viticola) e oídio (Erysiphe necator) são um sério problema para os produtores de V. vinifera. Explorar a resistência genética a estas doenças é uns dos maiores objetivos nos programas de melhoramento genético. O presente trabalho teve por objetivo identificar e selecionar via SAM (Seleção assistida por marcadores moleculares) plantas de videira contendo os locos de resistência contra o míldio (Rpv1 e Rpv3) e o oídio (Run1 e Ren3) piramidados e em homozigose, para utilizá-las em novos ciclos de cruzamento. Foram analisadas as populações experimentais de videira UFSC-2013-1 e UFSC-2013-2 provenientes das linhas de melhoramento 2000-305-134 (uvas tintas) e 2000-305-97 (uvas brancas) que apresentam os locos de resistência Rpv1/Run1, Ren3 e Rpv3 piramidados e em heterozigose. As 637 plantas das duas progênies F2 foram genotipadas com seis marcadores microssatélites ligados aos locos de resistência. Para a análise de segregação foi utilizado o teste ?2. Nas duas populações estudadas observou-se distorção na segregação com os marcadores microssatélites ligados aos locos de resistência Rpv1/Run1, localizados no cromossomo 12. Para o míldio, foram encontradas 300 plantas (48,2%) apresentando os dois locos de resistência piramidados sendo que, destas, 10 plantas carregam os locos de resistência em homozigose. Na avaliação fenotípica o menor valor médio de esporangióforos/disco foi observado nas plantas contendo os dois locos de resistência ao míldio em homozigose (4,9). Para o oídio a genotipagem permitiu identificar 311 plantas (50,5%) apresentando os dois locos de resistência piramidados; destas sete plantas exibiram os dois alelos em homozigose. Na avaliação geral foram encontradas 27 combinações genéticas, onde 231 plantas (38,2%) apresentaram os quatro locos de resistência (Rpv1/Run1, Ren3, Rpv3) piramidados. Foi identificada uma planta carregando os alelos de resistência em homozigose em todos os locos e nove plantas que apresentaram os dois locos de resistência para o míldio em homozigose e para o oídio um loco em homozigose e outro em heterozigose. Estas plantas apresentam extrema importância para o melhoramento genético da videira, pois ao ser utilizada em novos cruzamentos com variedades de importância econômica para o Brasil, todas as progênies obtida apresentarão resistência piramidada para as duas doenças. Abstract : The diseases downy mildew (Plasmopara viticola) and powdery mildew (Erysiphe necator) are a serious problem for producers of V. vinifera. Exploring the genetic resistance to these diseases is a major objective in breeding programs. This study is aimed to identify and select via Marker Assisted Selection (MAS), grape plants containing resistance alleles at distinct the loci against downy mildew (Rpv1 and Rpv3) and powdery mildew (Run1 and Ren3) pyramided and homozygous, to be used in new cycles of crossing. Two experimental populations of grapes were analized, UFSC-2013-1 and UFSC-2013-2, both derived from the breeding lines 2000-305-134 (red wine grape) and 2000-305-97 (white grape) that carry resistance loci against both diseases Rpv1/Run1, Ren3 and Rpv3 pyramided and heterozygous. The 637 plants from two F2 progenies were genotyped with six microsatellite markers linked to the resistance loci. The segregation analysis by the ?2 test revealed distorted segregation at microsatellite loci, which are linked to resistance loci Rpv1/Run1, located on chromosome 12. For downy mildew, 300 plants were found (48.2%) showing the two resistance loci pyramided and, from these, 10 plants carried homozygous loci for resistant alleles. Results from phenotypic evaluation showed the lower mean sporangiophores per disc in plants containing both resistance loci, to downy mildew, in homozygous conditions (4.9). For powdery mildew the genotyping allowed us to identify 311 plants (50.5%) that presented resistant alleles at the two pyramided loci, from which, seven plants exhibited homozygous alleles at both loci. Overall, there were found all the 27 genotypic combinations (since two loci are linked), being 231 plants (38.2%) showing resistant alleles at the four loci (Rpv1/Run1, Ren3 and Rpv3) pyramided. One plant was identified carrying resistant alleles at all loci in homozygous conditions and nine plants with two homozygous loci for downy mildew and for powdery mildew one homozygous loci and other heterozygous.These plants are extremely important for the genetic improvement of the vine, they will be used in new crosses with varieties of economic importance to Brazil, because all obtained progeny will present pyramided resistance to the both diseases.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2014. Acca sellowiana (O. Berg) Burret, conhecida comumente como goiabeira-serrana ou feijoa, é uma Myrtaceae que ocorre na região neotropical da América do Sul. A espécie possui potencial como frutífera, ainda pouco explorado no Brasil, mas bem difundido no exterior. O objetivo deste trabalho foi caracterizar a diversidade genética em nível de sequências de DNA de cloroplasto (cpDNA) e marcadores microssatélites nucleares (nSSRs) e, com base nesses dados, determinar relações filogeográficas, quantificar diversidade genética, avaliar estrutura genética espacial intrapopulacional, fluxo gênico e o sistema se cruzamento, afim de compreender o cenário evolutivo da espécie e contribuir para sua conservação e melhoramento. Para filogeografia foram sequenciados os espaçadores intergênicos plastidiais trnH-psbA e trnS-trnG em 32 populações, gerando 10 haplótipos. Oito haplótipos estão localizados ao norte da distribuição natural da espécie, em latitudes inferiores a 29o32?S e altitude superior a 500 m, sendo este o centro de maior diversidade da espécie. Foram encontrados indícios de expansão recente na distribuição meridional da espécie, mas isto deve ser comprovado com estudos adicionais, em razao do baixo polimorfismo das sequências analisadas. Visando elucidar esta possível expansão são indicadas análises com marcadores nSSRs. Foram encontrados dois padrões de distribuição da diversidade: i) na região com latitude inferior a 29o32?S a espécie é encontrada em altitude superior a 500 m em associação com a Mata de Araucária, a diversidade é maior e não apresenta expansão recente; ii) a partir de latitudes maiores que 29o65?S, a espécie ocorre abaixo de 400 m, a diversidade é menor e apresenta indícios de expansão recente. Para futuros estudos mais aprofundados em filogeografia foram desenvolvidos 10 novos locos nSSRs. Os novos marcadores apresentaram polimorfismo suficiente para análises genéticas, além de alguns deles serem transferíveis para outras espécies de Myrtaceae. Amostras de plantas de feijoa introduzidas e cultivadas fora da região de ocorrência natural foram caracterizadas através de nSSRs e mostraram uma diversidade restrita, evidenciando um gargalo genético decorrente da dispersão global da espécie a partir de poucos genótipos. Com base nessas análises foi possível verificar a similaridade dos acessos introduzidos com populações que ocorrem na região sul da distribuição natural da espécie. Oito nSSRs apresentaram equilíbrio genotípico e padrão de herança mendeliana, além de ligação genética não significativa, indicando o potencial deste conjunto de locos para a realização de análises como fluxo gênico e sistema de cruzamento. Esses mesmos marcadores foram utilizados para as análises intrapopulacionais, sendo confirmado que a espécie é preferecialmente alógama (tm = 0,895); porém, a área estudada indicou cruzamento entre parentes, que juntamente com o restrito fluxo gênico, levou à distribuição não aleatória dos genótipos e o agrupamento de indivíduos aparentados. Esses fatores contribuíram para a uma significativa estrutura genética espacial (até 54 m). Os resultados demonstram que os níveis atuais de fluxo gênico não são suficientes para evitar efeitos de deriva genética na população analisada. Em conclusão, este estudo gerou conhecimento sobre a história evolutiva de A. sellowiana, assim como sobre sua área de ocorrência, seu possível centro de origem e diversidade, e sua dinâmica da diversidade genética, nos níveis inter- e intra-populacional, trazendo novas informações com grande potencial de contribuir para novos estudos, programas de melhoramento e conservação da espécie. Abstract : Acca sellowiana (O. Berg) Burret, known as feijoa or pineapple-guava, is a Myrtaceae species from the neotropical region of South America. The species has potential for fruit production, which is underexploited in Brazil, but widespread in other countries. The objective of this study was to characterize the genetic diversity at the chloroplast DNA (cpDNA) sequence and nuclear microsatellite marker (nSSR) levels and, based on these data, to determine phylogeographic relations, estimate the genetic diversity, and evaluate intra-population spatial genetic structure, gene flow and mating system, in order to comprehend the species' evolutionary process and contribute to its conservation and breeding. For the phylogeography purposes the plastidial intergenic spacers trnH-psbA and trnS-trnG from plants of 32 populations were sequenced, generating 10 haplotypes. Eight haplotypes were found in the northern area of the species' natural distribution, at latitudes lower than 29o32?S and altitudes higher than 500 m, characterizing the region with the highest genetic diversity. Signatures of recent expansion in the southern portion of the species' distribution were detected, but this should be confirmed with aditional studies, due to the low polymorphism of the analyzed sequences. To address this possible expansion, further analyses with SSR markers are suggested. Two distinct patterns of diversity distribution were found: i) in lower latitudes (

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2014 O milho MON810 tem inserido em seu genoma o gene truncado cry1Ab oriundo da bactéria B. thuringiensis (Bt). O gene cry1Ab produz a proteína inseticida Cry1Ab que confere à planta resistência aos insetos da ordem Lepidoptera. Mas a inserção do gene cry1Ab no milho MON810 foi incompleta, dado que parte da região 3' da construção original não foi integrada no genoma do milho, incluindo o terminador NOS. Neste contexto, o principal objetivo foi detectar as possíveis interações da proteína Cry1Ab com as proteínas endógenas de milho. Neste estudo foram utilizadas folhas de milho MON810 no estádio V2 para a caracterização da proteína Cry1Ab e a detecção de possíveis proteínas ligadas à Cry1Ab. Na caracterização da Cry1Ab, foi quantificada a proteína Cry1Ab no limbo e na bainha das folhas por DAS-ELISA, mostrando que o conteúdo da proteína Cry1Ab no limbo (55,56 ± 6,54µg Cry1Ab/g massa fresca) foi seis vezes maior do que na bainha (10,29 ± 2,42µg /g massa fresca). Para a extração da proteína Cry1Ab os protocolos de Mekawi e Gruber resultaram em maior rendimento de extração da proteína Cry1Ab. Os extratos protéicos de milho MON810 foram analisados por Western Blot. O ensaio evidenciou quatro bandas imunorreativas de 70 kDa, 65 kDa, 39 kDa e 34 kDa correspondentes à proteína Cry1Ab, embora em alguns dos extratos foram detectadas bandas imunorreativas maiores do que 120 kDa em vez da proteína Cry1Ab ativa (70 kDa e 65 kDa). No ensaio de imunoprecipitação foram identificadas 49 proteínas de milho coimunoprecipitadas com a proteína Cry1Ab. De forma similar, o ensaio de Ligand blot mostrou que a proteina Cry1Ab poderia estar ligada com proteinas do milho, especialmente uma de 18 kDa, presente tanto nas plantas transgênicas ou na isolinha. Em conclusão, este estudo encontrou (i) evidencia da interação entre a proteína Cry1Ab e proteínas do milho; (ii) variação na quantidade de proteína Cry1Ab em distintas partes da folha e (iii) quarto formas moleculares distintas (70 kDa, 65 kDa, 39 kDa e 34 kDa) da proteína Cry1Ab, ao invés de uma como indicado pela empresa proponente da tecnologia. Abstract: The MON810 maize has a truncated version of the cry1Ab gene from Bacillus thuringiensis inserted into its genome. The cry1Ab gene produces the insecticidal protein Cry1Ab that confers on the maize resistance to insects of the order Lepidoptera. The construct used in the genetic transformation of MON810 maize contained the CaMV 35S promoter, the hsp70 intron, the cry1Ab gene and the NOS terminator. However, a truncation at the 3 end of the cry1Ab gene led to the complete loss of the NOS terminator, and insertion of cry1Ab gene was incomplete. In this context, the aim of this work was to detect possible interactions of Cry1Ab protein with endogenous protein maize. This study used MON810 leaves (stage V2) to characterize the Cry1Ab protein and to detect possible interaction of Cry1Ab with endogenous maize proteins. To characterize the Cry protein, it was quantified in lamella and sheath by DAS-ELISA. Cry1Ab protein concentration in lamella (55.56 ± 6,54µg Cry1Ab / g fresh weight) was six times greater than the sheath (10.29 ± 2,42µg / g fresh weight). For the extraction of the Cry1Ab protein, five extraction protocols were compared. The protocols of Mekawi and Gruber gave the highest extraction yields of the Cry1Ab protein. The protein extracts of transgenic maize were analyzed by Western blot. The analysis revealed four immunoreactive bands immunoreactive (70 kDa, 65 kDa, 39 kDa and 34 kDa) corresponding to the Cry1Ab protein, although in some extracts, immunoreactive bands greater than 120 kDa were detected instead of the active Cry1Ab protein (70 kDa and 65 kDa). In addition, in the immunoprecipitation assay there were 49 co-imunoprecipitated proteins from maize with the Cry1Ab protein. Similarly, Ligand blot assay showed that the Cry1Ab protein could be binding with maize proteins, especially an 18 kDa protein which was present in both transgenic and isogenic maize. In conclusion, it was found (i) evidence of interaction between Cry1Ab protein and corn proteins; (ii) variation in the amount of Cry1Ab in distinct part of the leaves, and (iii) four distinct molecular form (70 kDa, 65 kDa, 39 kDa e 34 kDa), instead one indicated by the proponent of the technology.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias. Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2013 A qualidade de sementes pode ser definida como o somatório dos atributos genéticos, físicos, fisiológicos e sanitários, que afetam a capacidade da semente realizar funções vitais, tendo como base no seu potencial genético. Identificar a contribuição genética na qualidade fisiológica e no acúmulo de reservas nas sementes é de fundamental importância para os programas de melhoramento, escolha de genótipos pelos próprios agricultores e para garantir a manutenção e conservação dos recursos genéticos. Desta forma, este estudo objetivou determinar a contribuição genética dos genitores na qualidade fisiológica de sementes em cruzamentos intervarietais de milho (Zea mays L.). Os cruzamentos foram realizados em unidade experimental localizada em São Miguel do Oeste. As sementes oriundas dos parentais e cruzamentos foram submetidas as avaliações de viabilidade (germinação), vigor (índice de velocidade de germinação, envelhecimento acelerado, teste de frio, condutividade elétrica e emergência a campo) e de composição química (proteína total, fósforo total, ferro, zinco, carboidratos e amilose). A qualidade fisiológica das sementes crioulas foi evidente neste estudo, a variabilidade genética influenciou o desempenho dos genótipos quanto às respostas fisiológicas e a composição das reservas das sementes. Existe heterose para qualidade fisiológica e composição química das sementes. Os genótipos que apresentaram maiores reservas apresentaram maior percentual de viabilidade e maior vigor. A partir das variáveis canônicas foi possível indicar que os cruzamentos intervarietais: 9 (MPA 01 x Pixurum 05), 11 (MPA 01 x AS1565), 13 (MPA 01 x SJC 5886), 19 (Pixurum 05 x SJC 5886), 20 (SJC 5886 x Pixurum 05) e 23 (Fundacep 35 x SCS 154 Fortuna) como os melhores para a produção de sementes de melhor qualidade fisiológica e composição química. O genótipo Pixurum 05 apresentou as melhores estimativas para qualidade fisiológica de sementes e é indicado para programas de melhoramento para melhoria da qualidade de sementes e composição química. Abstract: The seed quality can be defined as the sum of genetic attributes, physical, physiological and health, affecting the ability of the seed performs vital functions, based on their genetic potential. Identifying the genetic contribution on quality and physiological reserve accumulation in seeds is of fundamental importance for breeding programs, selection of genotypes by farmers themselves and to ensure the maintenance and conservation of genetic resources. Therefore, the objective was determined the genetic contribution of parents in seed quality in crosses intervarietal corn (Zea mays L.). The crosses were performed on experimental unit located in Sao Miguel do Oeste. Seeds from the parents and crosses were submitted assessments of viability (germination), vigor (germination index, accelerated aging, cold test, electrical conductivity and field emergence) and chemical composition (total protein, phosphorus total, iron, zinc, carbohydrates and amylose). The vigor of landraces seeds was evident in this study, the genetic variability influences the performance of genotypes for physiological responses and composition of seed reserves. There heterosis for chemical composition and physiological quality of seeds. The genotypes that had higher reserves showed higher viability and greater force. From these canonical variable indicates that intervarietal crossings 9 (MPA 01 x Pixurum 05), 11 (MPA 01 x AS1565), 13 (MPA 01 x SJC 5886), 19 (Pixurum 05 x SJC 5886), 20 (SJC 5886 x Pixurum 05) e 23 (Fundacep 35 x SCS 154 Fortuna), were best for the seed production better physiological and chemical composition. Genotype Pixurum 05 showed the best estimates for seed quality and is suitable for breeding programs to improve the quality of seeds and chemical composition.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2013. Os híbridos intervarietais são obtidos de maneira direta pelos cruzamentos entre duas ou mais variedades ou clones parentais. Possuem base genética intermediária entre híbridos homogêneos e variedades, apresentando como vantagem em relação às variedades crioulas a oportunidade de aproveitar/explorar a heterose. O presente trabalho teve por objetivo desenvolver e avaliar híbridos intervarietais. Em longo prazo espera-se disponibilizar variedades mais adaptadas aos sistemas camponeses de produção, que em sua maioria caracterizam-se por baixo uso de insumos externos e aproveitamento de áreas com baixa fertilidade de solo, preferencialmente para sistemas orgânicos ou agroecológicos. Os cruzamentos foram realizados em unidade experimental localizada em São Miguel do Oeste. As sementes oriundas dos parentais e cruzamentos foram submetidas ás avaliações agronômicas em três locais na região oeste catarinense nas safras 2011/12 e 2012/13. O potencial dos genótipos foi avaliado por meio das estimativas de Capacidade Geral de Combinação e heterose, bem como a interação Genótipo x Ambiente. Em condições de estresse hídrico, 38% dos híbridos intervarietais apresentaram comportamento igual à testemunha comercial em termos de produtividade. Os cruzamentos apresentaram valores positivos e negativos de heterobeltiose, destacando-se o cruzamento SCS 155 Catarina x SCS 154 Fortuna com 12 % para produção de grãos e Pixurum 05 x BRS 4150 com -68% para percentagem plantas quebradas. As variedades apresentaram efeitos significativos de CGC para todas as características avaliadas. Para a variável produção de grãos os genótipos que apresentaram maiores valores positivos em ordem decrescente foram AS 1565, SCS 154 Fortuna, Fundacep 35, SCS 155 Catarina e SJC 5886, sendo indicadas para formação de compostos. Os híbridos intervarietais apresentaram adaptação diferenciada nos ambientes, os híbridos intervarietais Pixurum 05 x AS 1565, SCS 155 Catarina x BRS 4150 e Pixurum 05 x BRS 4150 apresentaram maiores médias de produtividade em Chapecó, Palmitos e São Miguel do Oeste, respectivamente. Os resultados suportam a tese dos melhoristas de que a estratégia de desenvolver variedades específicas para ambientes específicos é adequada. Com isso, mantém-se diversidade genética em cultivo e assegura-se a conservação on farm de valiosas combinações alélicas. Abstract : The intervarietal hybrids are obtained by crosses between two or more varieties or parental clones. They have an intermediate genetic base between endogamic line hybrids and open pollinated varieties, which it is also an opportunity to exploit heterosis, an advantage over landraces. The objective of this study was to develop and evaluate intervarietal hybrids. In the long term it is expected to provide more tailored varieties to the farmer production systems, which are characterized mostly by low external inputs and use of areas with low soil fertility, preferably organic or agroecological systems for varieties. The crosses were performed in an experimental area located in São Miguel do Oeste. Seeds from the parents and crosses were sown and plants were subjected to agronomic evaluations at three sites in western of Santa Catarina during the crop seasons of 2011/12 and 2012/13. The potential of genotypes was evaluated using general combining ability (GCA) and heterosis, as well the genotype x environment interaction estimates. Under water stress conditions, 38% of the intervarital hybrids were equal as the commercial hybrid variety, in terms of productivity. Disntict crosses showed positive or negative values of heterosis, highlighting the hybrids SCS 154 Fotuna x SCS 155 Catarina, with 12 % for higher grain production and Pixurum 05 x BRS 4150, which showed a decrease of 68 % of broken plants. The parental varieties showed significant GCA effects for all evaluated traits. For grain production the genotypes AS 1565, SCS 154 Fortuna, Fundacep 35, SCS 155 Catarina and SJC 5886, showed higher positive values, in descending order, being suitable to form composites (or synthetic) varieties. The intervarietal hybrids showed also differentiated adaptation in the three tested environments. The intervarietal hybrids Pixurum 05 x AS 1565, SCS 155 Catarina x BRS 4150 and Pixurum 05 x BRS 4150 presented higher average productivity in Chapecó, Palmitos and São Miguel do Oeste, respectively. The results support the thesis of the breeders that the strategy of developing specific varieties for specific environments is adequate. This strategy to maintained genetic diversity under cultivation of heterogeneous variaties also guarantee the on farm conservation of valuable allelic combinations.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2013. A goiabeira-serrana (Acca sellowiana Berg) é uma frutífera pertencente à família das mirtáceas. Essa espécie está passando pelo processo de domesticação em seu centro de origem e diversidade. A antracnose é a principal doença da goiabeira-serrana no sul do Brasil e é causada pelo fungo Colletotrichum sp.. Este fungo pertence à classe dos Coelomycetes e se mostra como um dos principais fatores que limitam o cultivo de forma econômica dessa frutífera causando, em muitos casos, 100% de perda nos frutos de goiabeira-serrana. Sendo assim, o presente trabalho tem como objetivo diagnosticar a ocorrência de antracnose (Colletotrichum sp.) e caracterizar seu agente causal em goiabeira-serrana, procedente de distintas regiões de ocorrência natural e de cultivo no sul do Brasil. Nesse sentido, foram realizadas as etapas dos postulados de Koch, os testes de especificidade e patogenicidade, as análises culturais e caracterizados o índice de crescimento micelial, bem como o formato e as dimensões de conídios e apressórios de 45 isolados de Colletotrichum. Com o cumprimento de todas as fases dos postulados de Koch foi possível confirmar a real ocorrência de antracnose nos frutos de goiabeira-serrana e também, através obtenção da área abaixo da curva de progresso da doença (AACPD), verificar que os isolados de Colletotrichum apresentam diferentes níveis de patogenicidade, se comportam de maneira diferenciada de acordo com o a forma de inoculação e são capazes de infectar frutos de outras espécies (ex: macieira), mostrando que os mesmos não são patógenos específicos de goiabeira-serrana. O índice de crescimento micelial dos isolados variou de 5,1 mm/dia a 7,4 mm/dia. O comprimento (C) dos conídios variou de 13,7 µm a 18,8 µm, a largura (L) variou de 4,01 µm a 5,62 µm e a relação C/L dos mesmos variou de 2,5 a 4,1. A dimensão dos apressórios variou de 7,0 µm a 18,6 µm para comprimento, de 4,0 µm a 7,9 µm para largura e de 1,13 a 1,48 para relação C/L. Mesmo com a existência de uma grande zona de sobreposição dos valores para todas as características avaliadas, os dados encontrados se enquadram nos estimados para duas espécies do gênero Colletotrichum. Análises culturais como coloração, topografia, presença de setores, massa conidial, bem como formato e tamanho de conídios e apressório corroboraram com o enquadramento dos 45 isolados de Colletotrichum de goiabeira-serrana nos padrões estabelecidos para Colletotrichum gloeosporioides e Colletotrichum acutatum. Abstract : The feijoa (Acca sellowiana Berg) is a fruit belonging to the Myrtaceae family. This species is in the process of domestication in its center of origin and diversity. Anthracnose is a major disease of feijoa in southern Brazil and is caused by the fungus Colletotrichum sp.. This is a fungus that belongs to the family of Coelomycetes and it is one of the main factors that limit the economic exploitation of this fruit by causing, in many cases, loss of 100 % in the goiabeira-serrana fruit production. Thus, this study aims to diagnose the occurrence of anthracnose (Colletotrichum sp.) and characterize its causal agent in feijoa, coming from different naturally occurring regions and cultivation in southern Brazil. Accordingly, it was applied the steps of Koch's postulates, tested the isolates specificity and pathogenicity, analyzed the cultural features and characterized the mycelial growth rate, as well as the shape and size of conidia and appressoria of 45 Colletotrichum isolates. With the completion of all phases of Koch's postulates it was possible to confirm the actual occurrence of anthracnose in feijoa fruits. By obtaining the area under the disease progress curve (AUDPC), it was verified that the Colletotrichum isolates presented different levels of pathogenicity, behaved differently according to the inoculation method and the same Colletotrichum isolates are able to infect fruit of other species, indicating that they are not feijoa pathogen-specific. The rate of mycelial growth of the isolates ranged from 5.1 mm/day to 7.4 mm/day. The length (L) of the conidia ranged from 13.7 µm to 18.8 µm in width (W) ranging from 4.01 µm to 5.62 µm and the ratio L/W of the same ranged from 2.5 to 4.1. The size of appressoria varied from 7.0 µm to 18.6 µm for length, from 4.0 µm to 7.9 µm for width and 1.13 to 1.48 for the L/W. Even with the existence of a large overlap region for values of the all evaluated traits, the data obtained suggets that the isolates do fit in the two species of the genus Colletotrichum. Cultural analyzes as colony colour, topography, presence of sectors, conidial mass, as well as format and size of conidia and appressoria corroborate to frame the 45 Colletotrichum isolates from feijoa to the standards established for Colletotrichum gloeosporioides and Colletotrichum acutatum.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2013. A característica espiguetas agrupadas em arroz tem origem por mutação natural e apresenta de duas a três espiguetas agrupadas no mesmo nó do raquis da panícula, enquanto que em variedades normais encontra-se apenas uma espigueta. No Brasil, a primeira observação da deste fenótipo foi na Epagri-EEI em Itajaí, SC em 1996, permitindo a obtenção do acesso Multiespigueta, e também em Formoso do Araguaia, TO em 2006, pela Embrapa-CNPAF obtendo-se o acesso CNA 10928. Como é uma característica pouco frequente em arroz, estudos a cerca dos mecanismos genéticos, caracterização molecular e outras curiosidades ainda são pouco compreendidos. O objetivo deste trabalho foi estudar: i) as bases genéticas envolvidas no controle da característica, ii) os efeitos deste fenótipo sobre características agronômicas importantes, iii) verificar se os marcadores RM 6446 e RN 20330 caracterizam o fenótipo em descendentes de Multiespigueta assim como foi verificado com populações oriundas de CNA 10928, iv) estudar o efeito de deriva de Glifosato sobre a expressão do fenótipo em questão. A característica espiguetas agrupadas em arroz é controlada por um gene que sofre efeito de epistasia de um segundo gene, ambos ligados em 30 cM com interação alélica de co-dominância. As melhores produtividades foram obtidas com linhagens de panículas do tipo 4 (espiguetas não agrupadas) seguidos do tipo 1 e 2 (agrupadas em diferentes graus), respectivamente. A característica espiguetas agrupadas não contribuiu significativamente para a melhoria dos componentes de rendimentos para as linhagens de arroz avaliadas. O SSR RM 6446 não é polimórfico para a característica em estudo. Já o marcador RM 20330 caracterizou eficientemente linhagens de panículas agrupadas os quais apresentaram o alelo de 260 pb, e linhagens de panículas não agrupadas apresentaram o alelo 265 pb. Com os testes de deriva de glifosato, foi possível também, levantar a hipótese de que este herbicida atue no sítio de atuação do hormônio citocinina, e que este, por sua vez, controle a expressão da característica espiguetas agrupadas. Esta hipótese poderá ser testada futuramente. Abstract : The phenotype clustered spikelets in rice is originated by natural mutation and to show two to six clustered spikelets on the same node of the rachis of the panicle, whereas in normal varieties is just one spikelet. In Brazil that mutation was observed by Epagri-EEI in Itajaí, SC, allowing to obtain access Multiespigueta, and also in Formoso do Araguaia, Tocantins, by Embrapa-CNPAF, named access CNA 10928. Since it is a trait with low frequent in rice, studies about the genetic mechanisms, molecular characterization and other related issues are still poorly understood. Thus, the aims of this work were: i) to characterize the genetic basis involved in the control of the trait, ii) to measure the effects of this phenotype on important agronomic characteristics, iii) to check if the markers RM 6446 and RM 20330 could be use to identify the phenotype in descendants of Multiespigueta as well as segregating populations deriving from CNA 10928, iv) to identify the effect of glyfosate on the expression of parental distinct phenotypes. The characteristic clustered spikelets in rice is controlled by a gene that undergoes epistatic effect of a second gene, both linked at 30 cM, and the allelic interaction is co-dominance. The highest yield was obtained by lines with panicles type 4 (spikelets ungrouped) followed by lines of types 1 and 2 (grouped in different degrees), respectively. The characteristic spikelets clustered did not contribute significantly to the improvement of the yield components for the evaluated rice lines. SSR RM 6446 was not polymorphic for the trait under study. However, marker RM 20330 characterized efficiently plants with clustered panicles (260 bp allele versus not clustered panicles with 265 bp allele). Through fumigation of glyphosate on normal plants, progeny exhibited clustered spikelets. Thus, it is possible to hypothesize that this herbicide might acts at the site of action of the hormone cytokinin, and this, in turn, control the expression of the characteristic spikelets clustered. This hypothesis can be tested in the future.

Há inúmeros bancos de dados genéticos distribuídos por países da Europa e Ásia, mas todos trocam informações 24 horas por dia com o NCBI, considerado o mais importante. Dados on-line são submetidos e consultados nesses bancos remotos. Atualmente existe no NCBI aproximadamente 127 milhões de sequências de DNA, possibilitando a realização de inúmeros estudos in silico, incluindo estudos de sistemática. Os genes plastidiais são amplamente utilizados nas análises filogenéticas devido a sua eficácia, enquanto os genes nucleares têm sido pouco explorados nesse âmbito, deixando um vasto campo para estudos preliminares. Neste trabalho investigou- se a eficácia do gene nuclear GA20ox1 na resolução das relações filogenéticas em eudicotiledôneas. Sequências do gene rbcL foram utilizadas para comparação. Todas as sequências foram obtidas diretamente no GenBank. A eficácia deste gene foi avaliada determinando-se a proporção de transversões/transições, número de caracteres parcimônio-informativos, índice de retenção (IR) e índice de consistência (IC) e através da construção de árvores filogenéticas. A proporção de mutações de transição/transversão e proporção de caracteres parcimônio-informativos do gene GA20ox1 sugere alta capacidade informativa, apesar de os valores de IR e IC serem relativamente baixos. A árvore filogenética baseada no gene GA20ox1 foi parcialmente congruente com as reconstruções filogenéticas baseadas nas sequências rbcL e com a árvore reconhecida pelo APG III. As incongruências observadas refletem os diferentes caminhos evolutivos seguidos pelos diferentes grupos de plantas com relação a este gene. Os resultados obtidos revelaram suficiente sinal filogenético no gene GA20ox1 para agrupar espécies em nível de família, sendo útil para resolver as relações filogenéticas em níveis taxonômicos inferiores e aprimorar nossos conhecimentos sobre a evolução das plantas com flores. There are many genetic databases distributed across countries in Europe and Asia, but all share information 24 hours a day with the NCBI, considered the most important. Online data are submitted and consulted in these remote banks. Currently there are approximately 127 million DNA sequences in the NCBI, enabling the performance of several in silico studies, including studies on systematics. The plastid genes are most commonly used in phylogenetic analyzes due to its efficacy, while nuclear genes have been little exploited in this context, leaving a vast field for preliminary studies. This study investigated the efficacy of the nuclear gene GA20ox1 in resolving phylogenetic relationships within the eudicots. Sequences of the rbcL gene were employed for comparison. All sequences were obtained directly from the GenBank. The efficacy of this gene was evaluated by determining the rate of transversions/transitions, proportion of parsimony-informative characters, retention index (RI) and consistency index (CI) and through the construction of phylogenetic trees. The rate of transversions/transitions mutations and proportion of parsimony-informative characters of the GA20ox1 gene suggest high informative capacity, although the RI and CI values were relatively low. The phylogenetic tree based on the GA20ox gene was partially congruent with the phylogenetic reconstruction based on the rbcL sequences and with the tree recognized by the APG III. The observed incongruence reflect the different evolutionary ways followed by the different groups of plants concerning this gene. The results obtained revealed enough phylogenetic signal in the GA20ox1 gene to group species at family level, being useful to resolve the phylogenetic relationships at lower taxonomic levels and increase our knowledge about the evolution of flowering plants.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Curso de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2011 México é o centro de origem e diversidade do milho e, portanto, seu cultivo tem grande importância no país. Apresentando uma grande riqueza genética e representando o principal alimento e tem um valor cultural muito grande, o milho significa a "carne e o sangue" "o pai, a mãe e o filho". Por isto quando Quist e Chapela comprovaram em 2001, a introgressão de DNA transgênico em variedades nativas (sinônimo de crioulas), a reação da sociedade em geral foi de forte preocupação. Assim desenvolveram-se pesquisas com a finalidade de conhecer a extensão e a intensidade do fluxo e introgressão de transgenes em variedades nativas. Um destes estudos foi o estudo realizado por organizações sociais, agricultores e indígenas pertencentes à Rede em Defesa do milho. Membros da Rede identificaram no ano 2005, deformações nas plantas do milho nunca antes constatadas e suspeitaram que estas anormalidades fossem causadas pela presença de transgenes. Assim, neste contexto, o presente estudo buscou verificar a existência de uma relação entre a presença de transgenes e a aparição de novos fenótipos anormais em milho em cinco comunidades na região de Vales Centrais de Oaxaca. Foi amostrado tecido foliar de 500 plantas de milho nativo com fenótipos anormais e 500 com fenótipos normais. A análise de detecção de proteínas recombinantes foi feita por Kits comerciais ELISA e comparou-se a frequência da presença de proteínas recombinantes entre plantas de fenótipos distintos. Obteve-se presença de pelo menos um transgene em 17,9% das plantas amostradas, sendo a proteína Cry1Ab a de maior frequência entre as três proteínas testadas. Encontrou-se uma diferença estatisticamente significativa ao comparar-se a frequência de proteínas recombinantes em fenótipos anormais (117/500) com fenótipos normais (62/500). Ao testar os resultados de frequência de presença de proteínas recombinantes nos diferentes fenótipos, com o teste chi-quadrado e o teste de comparações emparelhadas encontrou-se uma diferença estatística significativa (P

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2010 Cedrela lilloi (Meliaceae) é uma das quatro espécies de cedro nativas da Argentina e encontra-se estritamente distribuída na Selva de Yungas na região noroeste do país. Como tantas outras espécies florestais de importância econômica, as populações de C. lilloi encontram-se vulneráveis a exploração e fragmentação. No país são escassos os estudos referentes à diversidade e estrutura genética destas populações. Assim, os objetivos principais deste estudo foram a) desenvolver marcadores microssatélites específicos para a espécie e, b) estimar a variabilidade genética de três populações naturais. O DNA genômico de C. lilloi foi digerido com enzima, purificado, enriquecido através de sondas de oligos CT(8), GT(8) e TTC(8), clonado em bactérias e finalmente isolado e sequenciado. Dos 258 clones sequenciados, a porcentagem total de sequências microssatélites observadas foi muito baixa (14%). Foram desenhados iniciadores para essas 37 regiões microssatélites encontradas e somente quatro locos amplificaram produtos polimórficos. Devido a que os poucos locos desenvolvidos não foram suficientes para analisar as populações, foi considerado a alternativa da transferibilidade. Foram transferidos cinco iniciadores provenientes de outras espécies da família Meliaceae. No total, foram utilizados oito locos, três próprios de C. lilloi e cinco transferidos (média de 5,25 alelos), para analisar três populações com um total de 140 indivíduos. Nenhum loco apresentou desequilíbrio de ligação e não foi observada a presença de alelos nulos. A heterozigosidade observada (Ho) total foi de 0,406 e a esperada (He) de 0,416. O índice de fixação dentro das populações (FIS=0,035) não foi estatisticamente diferente de zero, indicando que a probabilidade de acasalamento entre indivíduos aparentados não é diferente do esperado no equilíbrio de Hardy-Weinberg. A endogamia a nível grupal (FIT=0,140) e a diferenciação genética entre as populações foram iguais e moderadas (FST=0,108), indicando que as populações estão estruturadas por causa da perda de alelos devido à deriva genética. As duas populações da região norte das Yungas (Baritú e San Andrés) foram geneticamente mais similares entre si e apresentaram maior diversidade gênica em comparação a população amostrada na região sul (El Siambón).

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias. Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais O Pinheiro Brasileiro (Araucaria angustifolia (Bert.) O. Kuntze), é uma das quatro coníferas nativas do Brasil, e a mais ameaçada após décadas de exploração massiva. Estudos filogeográficos ajudam a esclarecer aspectos espaciais e temporais da dispersão pós-glacial de diversas espécies vegetais. Neste trabalho foram caracterizadas as relações filogeográficas utilizando a variação nas sequências de DNA cloroplastidial (cpDNA) de três espaçadores intergênicos (trnD-trnT, psbC-trnS e trnS-trnfM) em 510 indivíduos de 34 populações de Araucaria angustifolia com ocorrência nos estados de São Paulo, Minas Gerais, Paraná, Santa Catarina, Rio Grande do Sul e no município de San Pedro, Argentina. Dezesseis haplótipos foram detectados na análise de 2.508 pb das sequências não codificantes. Os índices de diversidade genética foram h=0,823 e ?=0,00068. Foi encontrada média diferenciação genética dentro da maioria das populações (Fst 0,269) e alta diferenciação genética entre as populações mais distanciadas geograficamente (Fst 0,431). A rede de haplótipos e a distribuição geográfica dos haplótipos mostraram a formação de três grupos filogeográficos (GS- Grupo Sul, GC- Grupo Centro e GN- Grupo norte), sugerindo preliminarmente a existência passada de três refúgios glaciais. Entre os grupos GS e GC foi observada a existência de uma zona secundária de mistura. O padrão encontrado de divergência genética se encaixa na categoria filogeográfica I de Avise, na qual a separação espacial provocou uma descontinuidade na distribuição dos haplótipos. Estes resultados preliminares sugerem que a partir do Holoceno mediano (4.320 A.P.), as populações de Araucaria angustifolia se expandiram dos possíveis refúgios até os limites geográficos atualmente conhecidos. Portanto, estas informações fornecerão subsídios para o planejamento mais adequado das ações para a conservação desta espécie.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias. Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais O cultivo de milho e o manejo de pragas associado têm grande impacto ecológico, e detritos pós-colheita constituem importante fonte de nutrientes em ecossistemas límnicos. O presente trabalho objetivou comparar os efeitos de uma variedade de milho transgênico (evento MON810) e sua linha isogênica na sobrevivência, crescimento e diversos parâmetros reprodutivos do organismo aquático não-alvo Daphnia magna, durante um experimento crônico de alimentação em laboratório utilizando folhas de milho. Detectou-se por immunoblotting a banda imunorreativa esperada do núcleo ativo de Cry1Ab truncada (69 kDa) e uma banda adicional inesperada de 35 kDa nas folhas de milho transgênico utilizadas no experimento. Daphnia magna alimentada com folhas de milho-Bt mostrou uma redução significativa em tamanho corporal e fecundidade em estádios tardios da vida, mas a sobrevivência não foi afetada. Adicionalmente, D. magna alimentada com folhas de milho-Bt produziram um maior número de ovos de dormência, uma resposta a condições estressantes. As diferenças observadas podem ter sido causadas por maiores custos metabólicos relacionados a uma pior qualidade nutricional do milho-Bt (efeitos pleiotrópicos derivados da transformação genética) e/ou a um efeito tóxico de Cry1Ab, que induziram em D. magna uma realocação de recursos para maior produção de ovos de dormência e fecundidade precoce, subseqüentemente acarretando uma redução no crescimento somático e na reprodução. O presente estudo provê evidencias de efeitos crônicos adversos de milho-Bt (MON810), e corrobora estudos anteriores que identificaram riscos de milho-Bt para organismos não-alvo e para o ambiente. Maize cultivation and associated pest management have great ecological impact and post-harvest detritus is a main source of organic nutrient income in freshwater ecosystems. The present study aimed to compare the effects of a transgenic maize variety (event MON810) and its isogenic line on survival, growth and several reproductive parameters in the aquatic non-target organism Daphnia magna, during a 42-day chronic laboratory feeding experiment using maize leaves. We detected the expected 69 kDa Cry1Ab immunoreactive band and an additional 35 kDa band in the transgenic maize material used for feed production. We found a significant reduction in body size and fecundity later in the lifespan of D. magna fed Bt-maize leaves, but survival was not affected. Additionally, Bt-maize fed D. magna produced a greater number of resting eggs, a response to stressful conditions. The observed effects may have been caused by greater metabolic costs related to a poorer nutritional quality of Bt-maize (pleiotropic effects derived from the genetic transformation) and/or a mild toxic effect of Cry1Ab, which induced a trade-off to allocate resources for production of resting eggs and early-life fecundity, subsequently causing a reduction in somatic growth and reproduction. The present study provides new evidence of chronic adverse effects of MON810 Bt-maize, and supports conclusions of studies that identified risks of transgenic Bt-maize to non-target organisms and the environment.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias. Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais Os agricultores têm manejado, domesticado e conservado componentes da biodiversidade há milênios em um processo co-evolutivo. Porém, a intensa transformação do meio tem causado também uma intensa erosão genética e dos conhecimentos tradicionais a ela associados. Neste contexto insere-se este trabalho, que buscou avançar na compreensão das vias de domesticação da feijoa (Acca sellowiana (Berg) Burret) e promover um processo conservação pelo uso. Teórico-metodologicamente este estudo foi embasado na pesquisa participativa e em métodos da etnobotânica e estruturado em três macro-ações, desenvolvidas de forma interligada e interdependente entre si, conciliando abordagens quantitativas e qualitativas: (i) acesso e sistematização do conhecimento local associado ao uso, conservação e manejo da feijoa e o mapeamento de matrizes em propriedades de agricultores familiares, e em quintais urbanos na Serra Gaúcha; (ii) caracterização genética e fenotípica de plantas manejadas e selecionadas pelos agricultores, de plantas presentes em quintais urbanos e daquelas consideradas populações naturais e, (iii) estabelecimento de um programa de melhoramento genético participativo visando à promoção do seu uso. O conhecimento tradicional acessado sobre uso, manejo e conservação é consistente e está bem distribuído entre os informantes. Para os agricultores da Serra Gaúcha 10 tipos distintos de uso e 11 de manejo foram identificados. Os principais usos foram alimentação, medicinal e comercialização. Foram identificadas três categorias de agricultores segundo intensidade de uso: cultivadores, manejadores e mantenedores com Valor de Diversidade de Informante (VDI) para uso de 0,41, 0,49 e 0,26, respectivamente, sendo o último diferente estatisticamente dos demais. O VDI de manejo também foi estatisticamente entre estas categorias, com os cultivadores o maior VDI (0,52). Os agricultores assessorados pelo Centro Ecológico (CE) apresentaram maior VDI para uso (0,40) que os não assessorados (0,25). Para os informantes dos quintais urbanos, nove usos e seis manejos foram relacionados. Ampla diversidade genética e fenotípica foi encontrada, especialmente nos conjuntos de plantas selecionadas ou manejadas, se constituindo em recurso de extrema importância para programas de conservação on farm e para programas de melhoramento genético. Em geral, as plantas dos quintais e selecionadas pelos agricultores apresentaram maior peso, se constituindo o principal critério de seleção. O peso de mil sementes (PMS) variou de 2,6788 a 6,0687 g, sendo distinto do que é estabelecido na literatura. Mais de 90% da variação genética da feijoa está dentro das amostragens, as quais apresentaram índices de fixação significativos com exceção da população natural. A magnitude e representatividade da diversidade encontrada nos quintais urbanos em Vacaria - RS revelaram a necessidade de estes locais serem inseridos nas estratégias de conservação da espécie, o que poderia ser uma nova categoria de conservação denominada aqui como quintal urbano (urban garden). A conservação da feijoa na região estudada se dá mediante o seu uso enquanto recurso sistêmico. As estratégias participativas de atuação junto aos agricultores, como o programa de melhoramento genético participativo, se mostraram eficientes para promover o uso e conservação, pois foi possível definir critérios de seleção; avaliação da população de trabalho; seleção e multiplicação das plantas promissoras; realização dos cruzamentos e planejamento para avaliação das progênies obtidas. As evidências desse estudo revelaram que populações de A. sellowiana têm sido manejadas e cultivadas, em algum grau selecionadas e multiplicadas, numa paisagem antropizada ao longo de pelo menos uma centena de anos. Assim, populações da espécie estão em processo de domesticação em seu centro de origem e diversidade, podendo ser consideradas semi-domesticadas. Contudo, apresentam ainda variação fenotípica que não as diferenciam consideravelmente das populações silvestres. O que parece claro é que a feijoa é uma espécie que acompanha o homem e caso cessarem as práticas de manejo da paisagem, ela perderá espaço para outras espécies. Farmers have tamed, handled and preserved the biodiversity elements for millennia in a co-evolution process. However, the intense environmental transformation has also caused intense genetic erosion and the associated traditional knowledge. It is in this content that this research is inserted into, and aimed to advance in the understanding of feijoa's (Acca sellowiana (Berg) Burret) domestication process and also to promote its conservation through its use. Methodologically this study was based on participatory research and ethnobotany methods and was divided into three ways, interconnected and interdependent among themselves, with the purpose of concealing quantitative and qualitative approaches: (i) access and systematization of the local knowledge related to the use, management and conservation of feijoa and mapping elite plants on properties of family farmers, as well as residents in urban gardens in the Serra Gaúcha; (ii) genetic and phenotypic characterization of selected and managed plants by farmers, plants from urban gardens and those of spontaneous occurrence considered as natural populations, and (iii) establishment of a participatory plant breeding program aiming at the promotion of its use. The accessed traditional knowledge about use, management and conservation, is consistent and well distributed among the informants. To the farmers from Serra Gaúcha 10 distinct types of usage and 11 of management were identified. The main uses are related to food, medicine and commercialization. It was found three categories of farmers accordingly to their intensity of usage: growers, managers and maintainers, on which the Respondent Diversity Value (VDI) ranging between 0.41; 0.49; and 0.26, respectively (the last one differ significantly from the others). For the growers their VDI was also significantly different among the categories (VDI=0.52). The farmers that were assisted by the Ecological Center (CE) showed a higher VDI (0.40) related to the use of feijoa than those not assisted. For those respondents from the urban gardens nine different types of use were identified and six different types of manage were related to it. A wide genetic and phenotypic diversity was found, especially in the selected and/or managed plants, what means that they are resources of extreme importance for on farm conservation and breeding programs. In general, the urban garden plants and those selected by the local farmers showed higher weight representing the main selection criterion. The weight of thousand seeds (PMS) ranged from 2.6788g to 6.0687g, being different from those found on the literature to this species. The genetic variation of feijoa is up to 90% in the samples here studied; all the samples showed a significant fixation index, except by the natural population. The magnitude and representativeness of the diversity found in the urban gardens in the town of Vacaria - RS reveals the need for these sites to be inserted in this specie conservation strategies, corresponding to a new conservation category called here "Urban Gardens". The feijoa´s conservation in the studied region is reached through its systemic use. Participatory research directed to small households (as the Participatory Plant Breeding Program) seen to be effective to promote the specie's use and conservation, because it was possible to define selections criterions, to evaluate the plant populations; to select and to multiply the promissory plants; to do the breeding and planning the assessment of the offspring. This study evidences revealed that A. sellowiana populations have being managed, cultivated, and in any level also selected and propagated in an anthropogenic landscape through at least hundred years. Thus, populations of the feijoa are under the domestication process in its own center of origin and diversity and can be considered as semi domesticated. However, the semi domesticated populations still have shown phenotypic variation that does not differentiated them from the wild populations. In fact, the feijoa is a species that have being accompanying the human beings, what means that if ceases the landscape management process feijoa will lose space for other species.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias.Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais A preservação da biodiversidade agrícola em sistemas informais de sementes tem sido referido e estudado nos últimos anos como parte de estratégias orientadas para a conservação in situ da diversidade agrícola. Estes sistemas de sementes são fundamentais pelo papel chave da manutenção de sementes, diretamente refletido na segurança alimentar. Neste contexto foi desenvolvido este estudo nas províncias de Huambo e Huíla de Angola, desde janeiro a abril de 2011. O estudo abrangeu 20 comunidades, nas quais foram realizadas entrevistas semi-estruturadas, diretamente com 132 agricultores. O objetivo foi de documentar práticas usadas no manejo do sistema informal de armazenamento de variedades locais de milho (Zea mays L.) e verificar a influência destes sistemas na conservação in situ on-farm. Foram evidenciadas 15 estratégias de armazenamento de sementes variáveis com a região, tipo de variedades (locais ou comercialmente melhoradas) e hábitos culturais. Os resultados revelaram que os agricultores participantes da pesquisa, através das estruturas informais de armazenamento conservam 27 variedades de milho, entre estas 26 variedades locais e uma comercialmente melhorada, todas identificadas pelos nomes atribuídos por agricultores desde o tempo dos pais ou avôs. Os resultados das práticas de seleção revelaram que estas variedades são mantidas por preferências de uso, adaptação às condições locais e algumas por hábitos culturais. As estruturas de armazenamento identificadas que vão desde celeiros típicos tradicionais aos mais simples e alternativas modernas. São estruturas de armazenamento consideradas eficientes e viáveis, porque 89% de sementes é proveniente da propriedade dos próprios agricultores e estes resultados assemelham-se a outros estudos já desenvolvidos em vários países. Além desta fonte de sementes, os agricultores obtêm sementes a partir de trocas, mercados locais, instituições formais e ONGs. Com base na avaliação das práticas atuais e do manejo das sementes, o conhecimento tradicional parece ser partilhado entre agricultores. Todavia, poucos são os estudos relacionados com o armazenamento informal de espécies cultivadas, especialmente para variedades de milho. Este fato pode determinar a redução tanto do conhecimento tradicional associado, como da eficiência dos sistemas informais de armazenamento de sementes, sobretudo práticas que condicionam a qualidade de sementes ao longo do tempo. Documentar como as variedades locais de milho são conservadas e identificar os motivos de uso e manutenção constitui base para efetivar e desenhar melhores estratégias de conservação in situ nas propriedades familiares. Enfatiza-se também a necessidade em realizar outros estudos sobre agricultores nodais nas redes sociais de sementes, considerados elementos chaves na manutenção da biodiversidade agrícola e cultural. A avaliação das atuais práticas dos sistemas informais das duas regiões pode servir como um indicativo para fortalecer e desenvolver estratégias e políticas para a manutenção da diversidade agrícola. Fortalecer o sistema informal de sementes é estratégia relevante para a conservação in situ on-farm, favorável na prevenção da erosão genética de recursos genéticos vegetais nas unidades de produção familiares. Os resultados obtidos também podem auxiliar uma maior interação entre as atividades de conservação ex situ, realizada pelo Centro Nacional de Recursos Fitogenéticos e esta in situ on-farm pelos agricultores. The conservation of agricultural biodiversity in informal seed systems have been reported and studied in recent years, as part of strategies toward in situ conservation of agricultural diversity. These systems are essential since they play a key role in seed maintenance, directly reflected in food safety. In this context, a study was carried in the provinces of Huambo and Huila of Angola, from January to April. 2011. The study covered 20 villages, in which semi-structured interviews were conducted directly with 132 farmers. The objective was to document used practices in the management of the informal storage of local varieties of maize (Zea mays L.) and the influence practices on in situ on-farm conservation. There were identified 15 strategies for seed storage, varying by region, type of variety (local or commercially improved) and cultural habits. The results showed that farmers participating in the research, through informal structures conserve 27 maize varieties, among these 26 local varieties and one commercially improved, all identified by names given by farmers since the time of their parents or grandparents. The results of the selection practices revealed that these varieties are maintained by use preferences, adaptation to local conditions and some by cultural habits. The identified storage structures ranged from typical simple barns that are traditional to modern alternatives. Storage structures are considered efficient and viable, because 89% of seed is farm saved and these results are similar to other studies already undertaken in various countries. Besides this seed source, farmers obtain seed through exchange, from local markets, formal institutions and NGOs. Based on the evaluation of current practices and management of traditional knowledge, seed seems to be shared among farmers. However, few studies have related to informal crops seed storage, especially for maize varieties. This fact can determine the reduction of both the traditional knowledge and the efficiency of informal seed storage particularly practices, that condition seed quality over time. To document how the local varieties of maize are conserved, and identify reasons for maintenance and use constitute the basis for designing better and effective strategies for in situ conservation by family farmers. It also emphasized the need to carry out further studies on social seed networks and nodal farmers, considered key elements in the maintenance of agricultural and cultural diversity. The assessment of current practices of informal systems at the two regions can serve as an indicator to strengthen and develop strategies and policies for the maintenance of agricultural diversity. Strengthening the informal seed system is a relevant strategy for in situ on-farm conservation, favourable in preventing genetic erosion of plant genetic resources maintained by small-scale farmers. The results may also help a greater interaction between the ex situ conservation activities held by the National Center for Plant Genetic Resources and this in situ on-farm conservation systems done by farmers.