Search

Christielly Rodrigues-Silva,1 Agostinho Tavares Semedo,1 Hiasmin Franciely da Silva Neri,1 Rosana Pereira Vianello,2 Carlos Galaviz-Hernández,3 Martha Sosa-Macías,3 Rodrigo Bernini de Brito,1,4 Paulo César Ghedini1 1Department of Pharmacology, Institute of Biological Sciences, Federal University of Goiás, Goiânia, GO, Brazil; 2Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária - Embrapa, Santo Antônio de Goiás, GO, Brazil; 3Instituto Politécnico Nacional, Academia de Genómica, CIIDIR-Durango, Durango, México; 4Brain Institute Medical Clinic, Bueno Medical Center Building, Goiânia, GO, BrazilCorrespondence: Paulo César GhediniLaboratório de Farmacologia Bioquímica e Molecular, Instituto de Ciências Biológicas, UFG, Cep 74690-900, Goiânia, GO, BrazilTel +55 62 3521-1725Email pcghedini@gmail.comIntroduction: Clozapine (CLZ) is the gold standard drug for treatment-refractory schizophrenia (TRS). However, approximately 30% of patients partially respond to CLZ, defining this subset with super refractory schizophrenia (SRS). Alterations in enzyme activity may affect CLZ responses; the CYP3A4, CYP1A2 and CYP2C19 genes are primarily responsible for CLZ metabolism.Objective: The aim of this study was to assess if CYP2C19 variants were associated with TRS or SRS.Methods: CYP2C19*2 loss-of-function and CYP2C19*17 gain-of-function polymorphism genotype testing were performed in 108 individuals undergoing pharmacological treatment for TRS or SRS. DNA was extracted and polymorphisms were analyzed by polymerase chain reaction (PCR) and sequencing.Results: CYP2C19*17 had positive correlations with SRS and lower Brief Psychiatric Rating Scale (BPRS) scores for TRS. In addition, CYP2C19*2 was associated with lower CLZ dosages for TRS.Conclusion: These results show that CYP2C19*2 and CYP2C19*17 polymorphisms influence CLZ responses during schizophrenia treatment.Keywords: schizophrenia, CYP2C19*2, CYP2C19*17, treatment response, clozapine

Made available in DSpace on 2019-10-03T17:31:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2019. Added 1 bitstream(s) on 2019-10-04T16:20:39Z : No. of bitstreams: 1 S1415-47572019005032102.pdf: 919048 bytes, checksum: 66ed3bd7010a68336867d952b34596d8 (MD5) Abstract Genes related to the response to drought stress in leaf and root tissue of drought-susceptible (DS) and tolerant (DT) genotypes were characterized by RNA-Seq. In total, 54,750 transcripts, representative of 28,590 genes, were identified; of these, 1,648 were of high-fidelity (merge of 12 libraries) and described for the first time in the Andean germplasm. From the 1,239 differentially expressed genes (DEGs), 458 were identified in DT, with a predominance of genes in categories of oxidative stress, response to stimulus and kinase activity. Most genes related to oxidation-reduction terms in roots were early triggered in DT (T75) compared to DS (T150) suggestive of a mechanism of tolerance by reducing the damage from ROS. Among the KEGG enriched by DEGs up-regulated in DT leaves, two related to the formation of Sulfur-containing compounds, which are known for their involvement in tolerance to abiotic stresses, were common to all treatments. Through qPCR, 88.64% of the DEGs were validated. A total of 151,283 variants were identified and functional effects estimated for 85,780. The raw data files were submitted to the NCBI database. A transcriptome map revealed new genes and isoforms under drought. These results supports a better understanding of the drought tolerance mechanisms in beans. Universidade Federal de Goiás Instituto de Ciências Biológicas Universidade de Brasília Departamento de Biologia Celular Universidade Federal de Goiás Escola de Agronomia EMBRAPA Soja Genome Sequencing Center HudsonAlpha Institute for Biotechnology Universidade Católica de Brasília Programa de Pós-Graduação em Ciências Genômicas e Biotecnologia EMBRAPA Arroz e Feijão Universidade Estadual Paulista Programa de Pós-Graduação em Genética e Melhoramento de Plantas Universidade Estadual Paulista Programa de Pós-Graduação em Genética e Melhoramento de Plantas

Orientadores: Luciana Lasry Benchimol Reis, Matthew Ward Blair Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: O feijão comum (Phaseolus vulgaris L.) é uma cultura importante economicamente tanto para o consumo nacional como para a exportação. A seca é um dos principais estresses abióticos em todo o mundo e afeta cerca de 60% da área de cultivo de feijão. O avanço nas tecnologias de marcadores moleculares oferecem poderosos métodos para examinar as relações entre as características, gerando um grande volume de informações potencialmente úteis para assessorar os programas de melhoramento. O presente projeto teve como objetivo o desenvolvimento da Plataforma DArT para feijão comum junto à empresa DArT Pty Ltd, e o mapeamento destes marcadores juntamente com microssatélites e SNPs na população AND 277 x SEA 5 proveniente do CIAT (Colômbia), a fim de localizar os QTLs associados à tolerância à seca. O genitor SEA 5 é uma linhagem avançada do BAT 477, é tolerante à seca e de origem Mesoamericano e o genitor AND 277 é um genótipo resistente à mancha angular e antracnose e de origem Andina. Um total de 4.468 marcadores DArTs, 288 marcadores SNPs e 180 marcadores microssatélites polimórficos foram identificados na população e utilizados na genotipagem para construir um mapa genético saturado. A fenotipagem das 105 linhagens endogâmicas recombinantes (RILs) na geração F8 mais os dois genitores foi realizada avaliando 18 características associadas à tolerância a seca utilizando um delineamento inteiramente casualizado com quatro repetições, aplicando um estresse terminal na fase vegetativa V3/V4. Dois mapas foram construídos, um integrando 80 SSR e 251 SNPs e outro com cinco SSR, 91 SNPs e 4.468 DArTs. A identificação dos QTLs foi realizada através da análise de mapeamento por intervalo composto (CIM) para o mapa SSR - SNPs e mapeamento de precisão (SML) para o mapa SSR-SNPs-DArT. Um total de 12 QTLs foram identificados para o tratamento não irrigado e 29 QTLs para o tratamento irrigado pela análise CIM. Para as análises SML, 23 QTLs foram identificados para o tratamento não irrigado e 11 QTLs para o irrigado. QTLs de maior efeito foram encontrados para clorofila, biomassa fresca do caule e da folha, Massa seco da folia, temperatura da folha, número de vagens, número de sementes, massa de sementes, dias para florescimento, massa seca das vagens e produtividade nos dois tratamentos. Todos os QTLs detectados sob condições de seca apresentaram o alelo do genitor SEA 5. Este estudo é importante para o melhoramento genético não só para entender melhor a herança genética de uma característica tão complexa como a tolerância à seca, bem como para encontrar ferramentas moleculares a serem utilizados para a seleção assistida por marcadores Abstract: Common bean (Phaseolus vulgaris L.) is the most important food legume for consumption and for exportation. Drought is one of the main abiotic stresses in the world and affects about 60% of bean growing area across the world. The advance in technologies of molecular markers provide a powerful method to examine the relationships between traits, generating large amount of potentially useful information to assist the breeding programs. The objective of this project was the development of DArT platform for common beans with DArT Pty Ltd and the mapping of these markers with microsatellites and SNPs in the population AND 277 x SEA 5 from CIAT (Colombia), in order to locate the QTLs associated with drought tolerance. The SEA 5 parent is a drought tolerant advanced line (Mesoamerican) and the AND 277 is resistant to the angular leaf spot and antracnose (Andean). A total of 4.468 DArT markers, 288 SNP and 180 SSR polymorphic markers were identified in the population and used in genotyping to constructed a saturated genetic map. Phenotyping of 105 recombinant inbred lines (RILs) in F8 generation plus the genitors were performed evaluating 18 traits associated with drought tolerance using a completely randomized design with four replicates, applying terminal stress at vegetative phase V3/V4. Two maps were constructed, one integrating 80 SSR and 251 SNPs and another with five SSR, 91 SNPs and 4,468 DArTs. The identification of QTL analysis was performed by composite interval mapping (CIM) for the SSR - SNPs map and the precision mapping (SML) to map DArT-SSR-SNPs. A total of 12 QTLs were identified for the non-irrigated treatment and 29 QTLs for the irrigated treatment by CIM analysis. For SML analysis, 23 QTLs were identified for the non-irrigated and 11 QTLs for irrigated treatment. QTLs of major effect was found for chlorophyll, fresh biomass of stem and leaf dry weight, leaf temperature, number of pods, number of seeds, seed weight, days to flowering, dry weight of pods and yield in both treatments. All QTLs detected under dry conditions showed the allele of parent SEA 5. This study is important for genetic improvement not only to better understand the genetic inheritance of a trait as complex as drought tolerance, as well as to find molecular tools to be used for marker assisted selection Doutorado Genética Vegetal e Melhoramento Doutor em Genética e Biologia Molecular

Dentre as doenças que acometem o feijão-comum (Phaseolus vulgaris L.), as viroses merecem destaque, uma vez que são de difícil controle e causam perdas parcial ou total de produtividade e de qualidade dos grãos. No Brasil, as principais viroses do feijão são: o mosaico comum, causado pelo Bean common mosaic virus (BCMV), o mosaico-dourado, cujo agente causal é o Bean golden mosaic virus (BGMV) e o mosqueado-suave-do-caupi e necrose da haste da soja, causado pelo Cowpea mild mottle virus (CPMMV). Os sintomas de CPMMV emergiram no feijão-comum mais recentemente, em ensaios de campo com a cultivar transgênica BRS FC401 RMD, que apresenta resistência efetiva ao BGMV (evento Embrapa 5.1). Os sintomas de CPMMV são confundidos ou suplantados pelos sintomas mais severos de BGMV, e ambas as viroses ocorrem simultaneamente em condição natural no campo e são transmitias pela mosca-branca (Bemisia tabaci), sobretudo na região Central do Brasil. Assim, dois estudos foram realizados com os seguintes objetivos: i) desenvolver, avaliar e selecionar progênies transgênicas de feijão-comum, de segunda geração, com grãos no padrão comercial carioca, boa performance agronômica e com resistência múltipla às viroses BCMV, BGMV e CPMMV, e ii) investigar o controle genético da resistência ao CPMMV e mapear loco(s) de resistência ao CPMMV na cultivar de grãos carioca BRS Sublime. No primeiro estudo, progênies foram desenvolvidas do cruzamento das cultivares BRS Estilo e BRS Sublime (resistentes ao CPMMV e ao BCMV), com a linhagem transgênica CNFCT 16206 (evento Embrapa 5.1; resistente ao BGMV) e ao BCMV. A recuperação de progênies elite com maior proporção dos genitores foi realizada por meio da análise de retrocruzamento assistido por marcadores SSR e SNP. As 39 progênies e as testemunhas foram avaliadas em condição de campo, nas águas (2016) e seca (2017), e em casa de vegetação, livre de insetos. Foram avaliados os caracteres produtividade e massa de 100 grãos, arquitetura e acamamento de planta (ARQ), aspecto visual de grãos e severidade de viroses (SV). As progênies elite e as testemunhas foram mecanicamente inoculadas aos oito dias após plantio com o isolado (CPMMV:BR:GO:14 – GenBank MK202583) e foram avaliadas, aos 35 dias após inoculação, para severidade de CPMMV. Essas progênies e as testemunhas foram avaliadas, também, para a presença do evento Embrapa 5.1 (marcador Ahas) e gene I (marcador SCAR SW13). O resultado da análise conjunta mostrou variabilidade entre progênies para todos os caracteres avaliados, sobretudo SV, exceto para ARQ, considerando os dois ambientes, com interação P × E (P ≤ 0,01). Todas as progênies elite apresentaram resistência ao BCMV e ao BGMV, com exceção da progênie 336-3.1 (BGMV), sendo as testemunhas convencionais suscetíveis ao BGMV, e a testemunha transgênica (cv. BRS FC401 RMD) e as progênies, suscetíveis ao CPMMV. Desse modo, a severidade de CPMMV foi avaliada nas progênies e testemunhas transgênicas. Doze progênies elite apresentaram notas ≤ 3,0 para SV. Dentre elas, as progênies 184-12.1, 356-5.1, 398-3.1, 417-22.1 e 422-39.1 apresentaram resistência ao BCMV, ao BGMV e ao CPMMV. Assim, o uso de estratégias de melhoramento convencional e a seleção assistida por marcadores (SAM), possibilitou o desenvolvimento e a seleção de progênies elite transgênicas de feijão-comum, segunda geração, com grãos no padrão comercial carioca, porte ereto e adaptadas à colheita mecanizada, com resistência múltipla às viroses e com potencial de uso em futuras avaliação agronômicas. No segundo estudo, a genotipagem de marcadores SNP e SilicoDArT foi realizada por meio da tecnologia DArTseq, em uma população de mapeamento na geração F2 obtida através do cruzamento entre a cultivar BRS Sublime (resistente) e a linhagem transgênica CNFCT 16207 (suscetível). A natureza hibrida de F1 foi confirmada por meio de marcador molecular ligado ao evento Embrapa 5.1. As plantas foram conduzidas em casa de vegetação. Assim, um total de 180 plantas individuais (F2) e 180 progênies F2:3 (2160 plantas; 12 plantas/progênie), e os genitores, foram mecanicamente inoculadas aos oito dias após plantio, com o mesmo isolado de CPMMV. Aos 35 dias após inoculação, as plantas foram avaliadas para severidade de CPMMV. Os dados fenotípicos foram submetidos ao teste de qui-quadrado (ꭕ2) (P ≤ 0,05), considerando a taxa de segregação mendeliana esperada para cada geração. O mapa genético completo foi obtido com 1.695 marcadores segregando conforme a frequência esperada e distribuídos nos 11 cromossomos do feijão, com comprimento total de 2.864 cM e distância média entre marcas de 1,8 cM. Os resultados indicaram que um único gene dominante controla a herança da resistência ao CPMMV na cultivar BRS Sublime. O QTL – Gene de efeito principal (CPMMV. Pv08) foi identificado na região final do cromossomo 8, associado à resistência ao CPMMV e explicando ~77% da variação fenotípica. Este é o primeiro trabalho de estudo da herança genética e de mapeamento do loco de resistência ao CPMMV em BRS Sublime. A construção do mapa genético e a abordagem da análise de QTL, gera novas perspectivas para os programas de melhoramento genético do feijoeiro, com o potencial de desenvolvimento e a validação de marcadores moleculares a serem utilizados por meio de SAM para reação ao CPMMV em genótipos de feijão-comum. Among the diseases that affect the common bean (Phaseolus vulgaris L.), viruses deserve to be highlighted, since they are difficult to control and cause partial or total yield and grain quality losses. In Brazil, the main viruses of beans are: the common mosaic, caused by the Bean common mosaic virus (BCMV), the golden mosaic, whose causal agent is the Bean golden mosaic virus (BGMV) and the soybean stem necrosis disease, caused by Cowpea mild mottle virus (CPMMV). The symptoms of CPMMV emerged in common beans more recently in agronomic performance tests with the transgenic cultivar BRS FC 401 RMD, which presents effective resistance to BGMV (event Embrapa 5.1). The symptoms of CPMMV were confused or hidden by the more severe symptoms of BGMV, and both viruses occur simultaneously in the field and are transmitted by the whitefly (Bemisia tabaci), mainly in Central region Brazil. Thus, two studies were carried out with the objectives of: i) develop, evaluate and select transgenic common bean progenies, second generation, with carioca market class, good agronomic performance and with multiple resistance to viruses BCMV, BGMV and CPMMV, and ii) to investigate genetic inheritance of the CPMMV and to genetically map loci of resistance to CPMMV in the carioca seeded cultivar BRS Sublime. In the first study, elite progenies were developed from crosses using the carioca seeded cultivars BRS Estilo and BRS Sublime (both showing resistance to CPMMV and BCMV), with the transgenic line CNFCT 16206 (event Embrapa 5.1; effective resistance to BGMV) and resistant to BCMV. The recovery of elite progenies with a greater proportion of parents was performed through the analysis of backcrosses assisted by SSR and SNP markers. Thus, 39 elite progenies were evaluated in field condition, in the rainy (2016) and dry (2017) growing seasons, and in an insect-proof screenhouse. The evaluated traits were the seed yield and mass of 100 seeds, plant architecture and tolerance to lodging, seed appearance, and virus disease severity (VS). The elite progenies in addition to the controls were mechanical inoculated at eight days after planting with the strain (CPMMV: BR:GO:14 – GenBank MK202583), and were evaluated, at 35 days after inoculation, for severity of CPMMV. These progenies and the controls were also evaluated for the presence of the event Embrapa 5.1 (marker Ahas) and gene I (marker SCAR SW13). The result of the joint analysis showed variability between the progenies for all characters evaluated, especially SV, except for ARQ, considering the two environments, with P × E interaction (P ≤ 0.01). All elite progenies showed effective resistance to BCMV and BGMV, with the exception of progeny 336-3.1 (BGMV), whereas the conventional controls were susceptible to BGMV, and the transgenic control (cv. BRS FC401 RMD,) and the progenies were susceptible to CPMMV. Thus, the severity of CPMMV was assessed in progenies and transgenic controls. Twelve elite progenies showed mean scores ≤ 3.0 for VS. Of these, the progenies 184-12.1, 356-5.1, 398-3.1, 417-22.1 and 422-39.1 showed resistance to BCMV, BGMV and CPMMV. Therefore, the use of conventional breeding strategies and marker-assisted selection (SAM) enabled the development and selection of elite transgenic carioca-seeded cultivars, second-generation, with carioca-seeded market class, better plant architecture and allowing direct mechanical harvest, with multiple resistance to viruses and presenting potential to be evaluated in agronomic performance tests. In the second study, the genotyping of SNP and SilicoDArT markers was performed using the DArTseq technology, in a mapping population in the F2 generation obtained from the crossing between the cultivar BRS Sublime (resistant) e transgenic line CNFCT 16207 (susceptible). All F1 plants were tested with molecular marker linked to the event Embrapa 5.1 to confirm the hybrid nature. The plants were conducted in an insect-proof screenhouse. Thus, a total of 180 F2 individual plants and 180 F2:3 progenies (2160 seedlings; 12 seedlings/progeny), in addition to the parents, were mechanically inoculated with the same CPMMV isolate, at eight days after planting. At 35 days after inoculation, the plants were evaluated for severity of CPMMV. The phenotypic data were subjected to the chi-square test (ꭕ2) (P ≤ 0.05), considering the expected mendelian segregation ratio for each generation. The complete genetic map was obtained with 1.695 markers segregated according to the expected frequency and distributed in the 11 chromosomes of the bean, with total length of 2.864 cM and average distance between marks of 1.8 cM. The results indicated that a single dominant gene controls the inheritance of CPMMV resistance in the cultivar BRS Sublime. The QTL – single Gene (CPMMV. Pv08) was identified in the final region of chromosome 8, associated with resistance to CPMMV and explaining ~77% of the phenotypic variation. This is the first report to study genetic inheritance and genetically map locus to CPMMV resistance in BRS Sublime. The construction of the genetically map and the QTL analysis approach generates new perspectives for common bean breeding programs, with the potential for development and validation of molecular markers to be used through SAM for reaction to CPMMV in common bean genotypes.

O feijoeiro comum apresenta grãos de cores, formas e tamanhos variados. Existem os feijões especiais, com grãos grandes e coloridos. Estes feijões, podem apresentar perda de cor durante o processamento térmico, importante problema para a industrialização e comercialização. Ainda não foi possível elucidar a variação na sensibilidade ao processamento térmico durante a industrialização, que causa a perda de cor no grão cozido e deprecia sua qualidade física. Assim, o objetivo da pesquisa foi caracterizar e validar marcadores SNPs (Single Nucleotide Polymorphisms) para a característica de descoloração em variedades de feijões especiais. Para o sequenciamento e avaliação dos SNPs foram usados primeiramente 21 genótipos de feijão, sendo oito de origem Andina e 13 de origem Mesoamericana. Depois mais 20 genótipos de origem Andina foram plantados totalizando assim 41 genótipos (28 Andinos e 13 Mesoamericanos) na análise final. Os genótipos foram avaliados quanto ao polimorfismo de SNPs e desbotamento dos grãos após-cozimento, visando ampliar a base de materiais genéticos avaliados. Assim, sementes de 41 genótipos de feijões especiais foram semeadas em casa de vegetação para a multiplicação. Folhas trifoliadas jovens foram coletadas para extração de DNA, que foram usadas para o sequenciamento e alinhamento dos 21 genótipos, no intuito de encontrar os SNPs associados à perda de cor dos grãos. Sete regiões foram sequenciadas contendo SNPs-alvos, previamente identificados na literatura como associados à descoloração em germoplasma de feijão preto de origem Andina. Os grãos foram avaliados quanto ao parâmetro de diferença de cor (ΔE) antes e depois do cozimento. por método similar ao processo industrial para enlatamento de grão pré-cozido. Os resultados do sequenciamento revelaram quatro SNPs para as sete regiões avaliadas. Os valores de ΔE variaram entre 4,23 e 22,49 para os feijões Andinos (menor valor para Montcalm), e de 5,63 (BRS FP 403) a 9,35 (BRS Campeiro) para os Mesoamericanos. Somente para os feijões Andinos foram identificadas associações do SNP com os menores valores de ∆Ε. Para esses SNPs foram desenvolvidas sondas TaqMan, as quais foram avaliadas com uma amostragem ampliada de feijões caracterizados quanto ao ∆Ε. Dois com grande potencial para seleção indireta de genótipos de feijão associados a menores valores de ∆Ε, confirmados por meio de regressão linear simples (p-valor ≤ 0,01 p-valor ≤ 0,01) p-valor ≤ 0,01 p-valor ≤ 0,01). Esses SNPs serão incorporados na rotina da seleção assistida por marcadores junto ao programa de melhoramento genético de feijão para a seleção de genótipos de origem andina com menor descoloração de grãos no processamento térmico industrial. The common bean has grains of different colors, shapes and sizes. There are special beans, with large, colorful beans. These beans may show color loss during thermal processing, an important problem for industrialization and commercialization. It has not yet been possible to elucidate the variation in sensitivity to thermal processing during industrialization, which causes color loss in the cooked grain and depreciates its physical quality. Thus, the objective of the research was to characterize and validate SNPs (Single Nucleotide Polymorphisms) markers for the discoloration characteristic in special bean varieties. For the sequencing and evaluation of the SNPs, 21 bean genotypes were used first, eight of Andean origin and 13 of Mesoamerican origin. Then another 20 genotypes of Andean origin were planted, thus totaling 41 genotypes (28 Andean and 13 Mesoamerican) in the final analysis. The genotypes were evaluated for polymorphism of SNPs and fading of post-cooking grains, aiming to expand the base of evaluated genetic materials. Thus, seeds of 41 special bean genotypes were sown in a greenhouse for multiplication. Young trifoliate leaves were collected for DNA extraction, which were used for the sequencing and alignment of the 21 genotypes, in order to find the SNPs associated with grain color loss. Seven regions were sequenced containing target SNPs, previously identified in the literature as associated with discoloration in Andean black bean germplasm. The grains were evaluated for the color difference parameter (ΔE) before and after cooking. by a method similar to the industrial process for canning pre-cooked grain. The results of the sequencing revealed four SNPs for the seven regions evaluated. The ΔE values varied between 4.23 and 22.49 for Andean beans (lowest value for Montcalm), and from 5.63 (BRS FP 403) to 9.35 (BRS Campeiro) for Mesoamericans. Only for Andean beans, associations of the SNP with the lowest values of ∆Ε were identified. For these SNPs, TaqMan probes were developed, which were evaluated with an extended sampling of beans characterized in terms of ∆Ε. Two SNPs were identified with great potential for indirect selection of bean genotypes associated with lower values of ∆Ε, confirmed by simple linear regression (p-value ≤ 0.01). These SNPs will be incorporated into the marker-assisted selection routine within the bean breeding program for the selection of Andean genotypes with less grain discoloration in industrial thermal processing. Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq

A murcha de fusário, causada pelo fungo (Fusarium oxysporum f. sp. phaseoli) é uma das doenças mais importantes que afetam a cultura do feijão (Phaseolus vulgaris L.). Dentre os métodos de controle desta doença a resistência genética é a mais eficiente. Entretanto, existe pouca informação sobre a genética da reação à murcha de fusário (FOP). Foram realizados três estudos com os objetivos de: i) selecionar genitores e populações segregantes promissoras para reação à murcha de fusário, produtividade de grãos e massa de 100 grãos; ii) estimar parâmetros genéticos e selecionar linhagens resistentes à murcha de fusário, com alta produtividade e maior massa de 100 grãos; iii) verificar se existe relação genética entre estes caracteres; iv) estudar o controle genético e identificar marcadores moleculares SNPs ligados a QTLs para reação à murcha de fusário na cultivar de feijão BRS FP403. No primeiro estudo, foram avaliadas 25 populações segregantes obtidas a partir de cruzamentos no esquema de dialelo parcial entre dois grupos de cinco genitores: o grupo I com linhagens resistentes à murcha de fusário e o grupo II com linhagens suscetíveis, mas com outras características agronômicas superiores. As populações foram avaliadas em Santo Antônio de Goiás-GO em área com infestação natural do patógeno, nas safras de inverno/2016 (geração F2), inverno/2017 (geração F3) e inverno/2018 (geração F4). Os caracteres avaliados foram a reação à murcha de fusário, produtividade e massa de 100 grãos. Foram detectadas diferenças significativas entre as populações para todos os caracteres. A análise dialélica conjunta mostrou a existência de efeitos aditivos e não-aditivos, com predominância de efeitos aditivos, para os três caracteres estudados. As estimativas de gi revelaram que os genitores BRS Esplendor (-0,13) e CNFP 15207 (-0,76) são indicados para formar populações com maior resistência à murcha de fusário. A linhagem CNFP 15194 é indicada para formar populações com maior resistência a murcha de fusário (-0,59) e maior massa de 100 grãos (0,69). Já a cultivar BRS FP403 é indicada como genitor para aumento da produtividade (218) e massa de 100 grãos (1,46). Entre os genitores suscetíveis, a CNFP 11995 destacou-se por formar populações com alta produtividade e massa de 100 grãos, simultaneamente. As populações BRS FP403 / CNFP 11995, CNFP 15194 / CNFP 11995 e CNFP 15194 / CNFP 11976 são as mais promissoras para a extração de linhagens superiores para os três caracteres simultaneamente. No segundo estudo, foram avaliadas linhagens oriundas de duas populações (BRS Esplendor / BRS Expedito e BRS Expedito / CNFP 15867), selecionadas pela alta resistência à murcha de fusário, alta produtividade e maior massa de 100 grãos. Foram conduzidos dois experimentos nas safras de inverno de 2015 e 2016, em Santo António de Goiás- GO, com 116 linhagens destas duas populações e cinco testemunhas em um delineamento experimental látice 11x11 triplo, em área infestada com o patógeno. Foram avaliadas a reação à murcha de fusário, produtividade e massa de 100 grãos. Foram realizadas análises de variância e estimados parâmetros genéticos. Foram identificadas diferenças entre as linhagens em todos os ambientes para todos os caracteres. As estimativas de herdabilidade e de ganho esperado com a seleção direta indicaram a possibilidade de obtenção de ganhos genéticos para cada caráter isoladamente. Na seleção simultânea das linhagens para os quatro caracteres, com base na análise conjunta, os ganhos esperados com a seleção das 31 melhores linhagens foram de 22,1% para reação à murcha de fusário, 6,6% para produtividade e 7,7% para massa de 100 grãos. Cinco linhagens apresentam alto potencial para serem indicadas como novas cultivares, pois mostraram resistência à murcha de fusário, alta produtividade e massa de 100 grãos, sendo superiores às cultivares disponíveis no mercado atualmente. No terceiro estudo foi realizada a genotipagem de marcadores SNPs e SilicoDArT utilizando a tecnologia DArTseq de uma população de mapeamento na geração F2 obtida a partir do cruzamento entre as cultivares BRS FP403 (resistente) x BRS Horizonte (suscetível). Foram obtidas 165 progênies que foram avaliadas nas gerações F2:4 e F2:5, juntamente com quatro testemunhas. Os experimentos foram instalados em delineamento experimental látice triplo 13x13, em área infestada com o patógeno, na safra de inverno/2016 (F2:4) e inverno/2017 (F2:5) em Santo Antônio de Goiás - GO. Foi realizada a avaliação da reação à murcha de fusário. Foi obtido um mapa genético compreendendo 702 marcadores com comprimento total de 3069 cM e distância média entre marcas de 4,9 cM. A análise dos dados fenotípicos mostrou presença de variabilidade entre as progênies e possibilidade de sucesso com a seleção, com altas estimativas de variância genética, herdabilidade (90%) e ganho esperado com a seleção (37%). Considerando os dois anos e a análise conjunta foram identificados 6 QTLs diferentes associados a reação à murcha do fusário e houve interação entre os QTLs e os anos. Com base na análise conjunta foram identificados quatro QTLs nos cromossomos 1, 2, 3 e 4, explicando de 5,8 a 40,5% da variação, indicando que a herança da reação à murcha de fusário é complexa. O QTL FOP2.3403H destacou-se por explicar a maior proporção da variação fenotípica (40,5%) e ser estável nos diferentes anos. O QTL FOP3.2403H explicou 6,3% da variação fenotípica e também foi estável nos anos. Esses marcadores apresentam grande potencial para utilização em seleção assistida. Fusarium wilt, caused by the fungus (Fusarium oxysporum f. sp. phaseoli) is one of the most important diseases affecting bean culture (Phaseolus vulgaris L.). Among the methods of controlling this disease, genetic resistance is the most efficient. However, there is little information on the genetics of the fusarium wilt reaction (FOP). Three studies were carried out with the objectives of: i) selecting promising parents and the segregating populations for reaction to fusarium wilt, grain productivity and 100 grain mass; ii) estimate genetic parameters and select breeding lines resistant to fusarium wilt, with high productivity and greater mass of 100 grains; iii) check if there is a genetic relationship between these traits; iv) study genetic control and identify SNP molecular markers linked to QTLs for reaction to fusarium wilt in the bean cultivar BRS FP403. In the first study, 25 segregating populations obtained from crosses in the partial diallel scheme between two groups of the five parents were evaluated: group I with breeding lines resistant to fusarium wilt and group II with susceptible breeding lines, but with superior agronomic characteristics. The populations were evaluated in Santo Antônio de Goiás-GO in an area with natural infestation of the pathogen, in the winter / 2016 (generation F2), winter / 2017 (generation F3) and winter / 2018 (generation F4). The evaluated traits were the reaction to fusarium wilt, productivity and mass of 100 grains. Significant differences between populations were detected for all traits. The joint diallel analysis showed the existence of additive and non-additive effects, with a predominance of additive effects, for the three traits studied. The gi estimates revealed that the parents BRS Esplendor (-0.13) and CNFP 15207 (-0.76) are indicated to form populations with greater resistance to fusarium wilt. The CNFP breeding lines 15194 is indicated to form populations with greater resistance to fusarium wilt (-0.59) and greater mass of 100 grains (0.69). The cultivar BRS FP403 is indicated as the parents for increasing productivity (218) and mass of 100 grains (1.46). Among the susceptible parents, CNFP 11995 stood out for forming populations with high productivity and a mass of 100 grains, simultaneously. The populations BRS FP403 / CNFP 11995, CNFP 15194 / CNFP 11995 and CNFP 15194 / CNFP 11976 are the most promising for the extraction of superior breeding lines for the three traits simultaneously. In the second study, breeding lines from two populations were evaluated (BRS Esplendor / BRS Expedito and BRS Expedito / CNFP 15867), selected for their high resistance to fusarium wilt, high productivity and greater mass of 100 grains. Two experiments were conducted in the winter crops of 2015 and 2016, in Santo António de Goiás-GO, with 116 breeding lines from these two populations and five witnesses in a triple 11x11 latex experimental design, in an area infested with the pathogen. Reaction to fusarium wilt, yield and mass of 100 grains were evaluated. Analysis of variance and estimated genetic parameters were performed. Differences between lineages were identified in all environments for all traits. The estimates of heritability and expected gain with direct selection indicated the possibility of obtaining genetic gains for each traits in isolation. In the simultaneous selection of the breeding lines for the four traits, based on the joint analysis, the expected gains with the selection of the 31 best breeding lines were 22.1% for reaction to fusarium wilt, 6.6% for productivity and 7.7% for mass of 100 grains. Five breeding lines have high potential to be indicated as new cultivars, as they showed resistance to fusarium wilt, high productivity and a mass of 100 grains, being superior to the cultivars available on the market today. In the third study, genotyping of SNPs and SilicoDArT markers was performed using the DArTseq technology of a population mapping in the F2 generation obtained from the crossing between the cultivars BRS FP403 (resistant) x BRS Horizonte (susceptible). 165 progenies were obtained and evaluated in generations F2: 4 and F2:5, together with four controls. The experiments were installed in a 13x13 triple lattice design, in an area infested with the pathogen, in the winter/2016 (F2:4) and winter/2017 (F2:5) harvest in Santo Antônio de Goiás - GO. Evaluation of the reaction to fusarium wilt was performed. A genetic map was obtained comprising 702 markers with a total length of 3069 cM and an average distance between marks of 4.9 cM. The analysis of phenotypic data showed the presence of variability between the progenies and the possibility of success with the selection, with high estimates of genetic variance, heritability (90%) and expected gain with the selection (37%). Considering the two years and the joint analysis, 6 different QTLs were identified associated with the reaction to the fusarium wilt and there was an interaction between the QTLs and the years. Based on the joint analysis, four QTLs were identified on chromosomes 1, 2, 3 and 4, explaining from 5.8 to 40.5% of the variation, indicating that the inheritance of the reaction to fusarium wilt is complex. The QTL FOP2.3403H stood out for explaining the greater proportion of the phenotypic variation (40.5%) and being stable in the different years. The QTL FOP3.2403H explained 6.3% of the phenotypic variation and was also stable over the years. These markers have great potential for use in assisted selection. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

A produtividade das principais culturas alimentares não será suficiente para atender às demandas previstas por alimentos. O arroz (Oryza sativa L.) é o principal alimento de grande parte da população mundial, e o incremento de sua produtividade tem sido um dos principais objetivos dos programas de melhoramento no mundo, com intuito de desenvolver cultivares de arroz com maior potencial produtivo e estabilidade da produção do que as disponíveis hoje. Estudos de adaptabilidade e estabilidade, juntamente com o mapeamento de QTL (Quantitative Trait Loci) visando a descoberta de marcadores para seleção assistida, podem impulsionar a obtenção de cultivares comerciais que atendam a demanda de produção de grão do arroz. Esse trabalho objetivou identificar: 1) linhas puras recombinantes (RILs) produtivas, baixas e precoces com maior adaptabilidade e estabilidade, e 2) QTLs relacionados a caracteres agronômicos de importância em uma população de RILs provinda do cruzamento inter-subespecífico Araguaia x Maninjau. Foi realizada a análise de adaptabilidade e estabilidade em dois locais (Boa Vista – RR e Goianira – GO) para obtenção de dados fenotípicos de quatro caracteres agronômicos e para identificação de linhagens superiores. As RILs e os genitores foram genotipados pela metodologia DArTseq para obtenção de marcadores SNPs e sílico DArTs para o mapeamento de QTL. Após a consolidação dos dados dos experimentos de campo e de genotipagem, a análise de QTLs foi realizada considerando 234 RILs e 8.911 marcadores SNPs e DArTs pelo método de mapeamento por intervalo múltiplo, com LOD≥ 3,0. O cruzamento inter-subespecífico gerou variabilidade suficiente para seleção de linhagens superiores e alelos favoráveis para o mapeamento de QTL. O experimento de Goianira apresentou as linhagens mais produtivas (média de 6.455 Kg/ha) e mais resistentes ao acamamento (nota média de 1,7), enquanto o experimento de Boa Vista teve linhagens mais precoces (média de 72,1 dias até o florescimento) e baixas (altura média de 106,51 cm). O genitor Maninjau teve melhor desempenho fenotípico para produtividade, enquanto o Araguaia se mostrou mais precoce, baixo e resistente ao acamamento. Destacaram-se duas linhagens por apresentar bom desempenho nos diferentes ambientes para múltiplos caracteres. Foram identificados 22 QTLs significativos (LOD≥ 3,0), seis para produtividade de grão, cinco para florescimento e 11 para altura de plantas, com variação fenotípica explicada variando de 3,94% a 35,36%. O QTL PTHT12 para altura de plantas teve estabilidade entre os ambientes. O mapeamento de QTL confirmou que o genitor Maninjau foi o doador de 66,6% dos alelos favoráveis para o aumento da produtividade de grãos, e que Araguaia foi o doador de 100% dos alelos favoráveis para florescimento precoce e 63,3% para porte baixo nas RILs. As linhagens com melhor desempenho são indicadas para seguirem no programa de melhoramento. Marcadores potenciais foram identificados para produtividade grãos, florescimento e altura de plantas, e são indicados para etapa de validação para uso na rotina de seleção assistida de programas de melhoramento genético de arroz do Brasil. The productivity of the main food crops will not be sufficient to meet the anticipated demands for food. Rice (Oryza sativa L.) is the main food for a large part of the world population, and increasing its productivity has been one of the main objectives of breeding programs in the world, with the aim of developing rice cultivars with greater productive potential and production stability than those available today. Adaptability and stability studies, together with the mapping of QTL (Quantitative Trait Loci) aiming at the discovery of markers for assisted selection, can boost the obtaining of commercial cultivars that meet the demand for rice grain production. This work aimed to identify: 1) Recombinant Inbred Lines (RILs) productive, with greater adaptability and stability, and 2) QTLs related to important agronomic characters in a population of RILs from the interspecific crossing Araguaia x Maninjau. The adaptability and stability analysis was performed in two locations (Boa Vista - RR and Goianira - GO) to obtain phenotypic data of four agronomic traits and identification of superior inbred lines. The RILs and the genitors were genotyped by the DArTseq methodology to obtain SNPs markers and silico DArTs for the QTL mapping. After consolidating the data from the field and genotyping experiments, the QTLs analysis was performed considering 234 RILs and 8,911 SNPs and DArTs by the multiple interval mapping method, with LOD≥ 3.0. The interspecific crossing generated enough variability to select superior inbred lines and favorable alleles for QTL mapping. The Goianira experiment showed the most productive RILs (average of 6,455 kg/ha) and the most resistant to lodging (average score of 1.7), while the Boa Vista experiment showed precocious RILs (average of 72.1 days until flowering) and lower plants (average height of 106.51 cm). The genitor Maninjau had a better phenotypic performance for productivity, while Araguaia was more precocious, lower and resistant to lodging. Two line stood out for performing well in different environments for multiple characters. Twenty-two significant QTLs (LOD≥ 3.0) were identified, six for grain yield, five for days to flowering and 11 for plant height, with explained phenotypic variation ranging from 3.94% to 35.36 The QTL PTHT12 for plant height had stability between environments. The QTL mapping confirmed that the genitor Maninjau was the donor of 66.6% of the favorable alleles to increase grain productivity, and that Araguaia was the donor of 100% of the favorable alleles for early flowering and 63.3% for size low in RILs. The line with the best performance are indicated to continue in the breeding program. Potential markers were identified for grain yield, flowering and plant height, and are indicated for the validation step for use in the assisted selection routine of rice breeding programs in Brazil Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

O Brasil é, atualmente, o maior produtor mundial de cana-de-açúcar, que é matéria prima de dois importantes produtos para a economia brasileira: o açúcar e o etanol. Com intuito tanto de se avaliar a tecnologia Oxford Nanopore para aplicações de genotipagem por sequenciamento (Genotyping By Sequencing – GBS), tendo como diferencial a obtenção de uma alta cobertura de sequenciamento (>1.000X), como de se desenvolver uma plataforma GBS capaz de identificar clones de cana-de-açúcar, com segurança e praticidade, este trabalho utilizou a plataforma MinION para a realização da genotipagem com base no sequenciamento de 48 indivíduos. Para isto, utilizando-se o genoma de Sorghum bicolor como referência e um conjunto de bibliotecas de transcritos de cana-de-açúcar, foram desenhados 20 pares de primers, os quais foram utilizados para obtenção de amplicons, nos quais foram identificados marcadores moleculares SNPs (Single Nucleotide Polymorphisms). Foram construídas seis bibliotecas de sequenciamento, sendo as duas primeiras utilizadas em ensaios-piloto. O alinhamento das sequências obtidas no genoma de referência foi realizado utilizando-se o programa BWA. A identificação e genotipagem dos SNPs foi realizada utilizando-se o software SAMtools. A identificação dos clones de cana-de-açúcar foi feita a partir do cálculo da distância genética entre os indivíduos. A análise de agrupamento foi realizada utilizando-se um script escrito no software R. O sequenciamento resultou em cerca de 841 mil sequências. O tamanho médio dos amplicons foi de 1,6 kb. Obteve-se uma alta cobertura de sequenciamento (média de 10.498X/amplicon). Nove amplicons foram selecionados, nos quais foram identificados 356 sítios SNPs. A porcentagem de mismatches entre as sequências obtidas e a de referência variou de 8% a 20% e a porcentagem de indels manteve-se homogênea (~6%). As duplicatas de um mesmo indivíduo utilizadas como controle biológico formaram nó com consistência de 94% no dendrograma obtido, entretanto não apresentaram identidade genética perfeita entre elas. Sugere-se que tal fato esteja associado principalmente à alta taxa de erro de sequenciamento da tecnologia de sequenciamento Oxford Nanopore, evidenciando a dificuldade de sua utilização em aplicações que demandem uma identificação genética com alto grau de segurança, como ocorre em problemas envolvendo a identificação clonal em cana-de-açúcar. Brazil is currently the world's largest producer of sugarcane, which is the raw material for two important products for the Brazilian economy: sugar and ethanol. Aiming both to assess the Oxford Nanopore technology for genotyping applications for sequencing (Genotyping By Sequencing - GBS), with the differential to obtain a high sequencing coverage (> 1,000x), how to develop a GBS platform to to identify sugarcane clones, safely and conveniently, this work used the MinION platform to perform genotyping based on the sequencing of 48 individuals. For this, using the genome of Sorghum bicolor as reference and a set of libraries of sugarcane transcripts, 20 pairs of primers were designed, which were used to obtain amplicons, in which SNPs molecular markers were identified (Single Nucleotide Polymorphisms). Six sequencing libraries were built, the first two being used in pilot trials. The alignment of the sequences obtained in the reference genome was performed using the BWA program. The identification and genotyping of the SNPs was performed using the SAMtools software. The identification of the sugarcane clones was done by calculating the genetic distance between individuals. The cluster analysis was performed using a script written in software R. The sequencing resulted in approximately 841 thousand sequences. The average size of the amplicons was 1.6 kb. High sequencing coverage (average 10,498X / amplicon) was obtained. Nine amplicons were selected, in which 356 SNPs sites were identified. The percentage of mismatches between the obtained and the reference sequences varied from 8% to 20% and the percentage of indels remained homogeneous (~ 6%). The duplicates of the same individual used as biological control formed a knot with a consistency of 94% in the obtained dendrogram, however they did not present perfect genetic identity between them. It is suggested that this fact is mainly associated with the high rate of sequencing error of the Oxford Nanopore sequencing technology, evidencing the difficulty of its use in applications that require a genetic identification with a high degree of security, as occurs in problems involving clonal identification in sugar cane. Outro

O gênero Pterodon Vogel (Leguminosae) possui apenas quatro espécies, das quais P. pubescens (Benth.) Benth. e P. emarginatus Vogel (ambas conhecidas como "sucupira branca") são as mais próximas filogeneticamente. Estas espécies apresentam ampla distribuição geográfica no Brasil e possuem o número cromossômico 2n = 16 com cromossomos pequenos e morfologicamente similares. O objetivo do presente trabalho foi realizar uma análise comparativa do tamanho do genoma, o padrão de bandeamento e a composição de elementos repetitivos nos cromossomos de P. pubescens e P. emarginatus, visando aprofundar os conhecimentos citogenômico e evolutivo destas espécies. Para isso, foi realizada a caracterização citogenética pela análise do número e morfologia cromossômica, bandeamento CMA e DAPI, FISH com DNAr 5S e 35S e determinação do tamanho do genoma por citometria de fluxo. Além disso, utilizamos o sequenciamento do genoma de P. pubescens por NGS (Next Generation Sequencing) usando a plataforma Illumina para caracterizar as frações repetitivas genômicas, utilizando uma plataforma Galaxy/RepeatExplorer-Elixir. Os elementos mais abundantes do genoma de P. pubescens foram localizados nos cromossomos por hibridização fluorescente in situ (FISH) e transferidos para P. emarginatus. As espécies apresentaram cariótipos muito semelhantes com: (i) bandas CMA+/DAPI- na região terminal de dois pares de cromossomos e na região pericentromérica de todos os cromossomos; (ii) dois pares de sítios de rDNA 35S co-localizados com as bandas CMA+ terminais; (iii) um par de sítios de rDNA 5S localizados na região proximal de um par cromossômico. O tamanho do genoma de P. pubescens e P. emarginatus também foi semelhante, 1C = 0,665 pg e 1C = 0,620 pg, respectivamente. A fração repetitiva representou 26,4% do genoma obtido de P. pubescens, sendo que os retrotransposons Ty3-Athila (24,24%), Ty3-Tekay (21,93%) e Ty1-Ale (3,37%) são os elementos mais abundantes. Cinco DNAs satélites de baixa abundância foram identificados: PubSat1-254 (2,09%), PubSat2-76 (2,06%), PubSat3-216 (0,58%), PubSat4-138 (0,23%). A hibridização in situ revelou que todas as sequências repetitivas analisadas estão colocalizadas com as bandas CMA+ proximais em ambas espécies, exceto o retroelemento Ty1-Ale, que também está disperso na eucromatina dos cromossomos de P. pubescens. A similaridade citomolecular observada aqui sugere que os genomas de P. pubescens e P. emarginatus apresentam frações repetitivas altamente semelhantes, o que corrobora sua proximidade filogenética. No entanto, a recente expansão do elemento Ty1-Ale no genoma de P. pubescens sugere algum grau de diferenciação nas frações repetitivas desses genomas. O gênero Pterodon Vogel (Leguminosae) possui apenas quatro espécies, das quais P. pubescens (Benth.) Benth. e P. emarginatus Vogel (ambas conhecidas como "sucupira branca") são as mais próximas filogeneticamente. Estas espécies apresentam ampla distribuição geográfica no Brasil e possuem o número cromossômico 2n = 16 com cromossomos pequenos e morfologicamente similares. O objetivo do presente trabalho foi realizar uma análise comparativa do tamanho do genoma, o padrão de bandeamento e a composição de elementos repetitivos nos cromossomos de P. pubescens e P. emarginatus, visando aprofundar os conhecimentos citogenômico e evolutivo destas espécies. Para isso, foi realizada a caracterização citogenética pela análise do número e morfologia cromossômica, bandeamento CMA e DAPI, FISH com DNAr 5S e 35S e determinação do tamanho do genoma por citometria de fluxo. Além disso, utilizamos o sequenciamento do genoma de P. pubescens por NGS (Next Generation Sequencing) usando a plataforma Illumina para caracterizar as frações repetitivas genômicas, utilizando uma plataforma Galaxy/RepeatExplorer-Elixir. Os elementos mais abundantes do genoma de P. pubescens foram localizados nos cromossomos por hibridização fluorescente in situ (FISH) e transferidos para P. emarginatus. As espécies apresentaram cariótipos muito semelhantes com: (i) bandas CMA+/DAPI- na região terminal de dois pares de cromossomos e na região pericentromérica de todos os cromossomos; (ii) dois pares de sítios de rDNA 35S co-localizados com as bandas CMA+ terminais; (iii) um par de sítios de rDNA 5S localizados na região proximal de um par cromossômico. O tamanho do genoma de P. pubescens e P. emarginatus também foi semelhante, 1C = 0,665 pg e 1C = 0,620 pg, respectivamente. A fração repetitiva representou 26,4% do genoma obtido de P. pubescens, sendo que os retrotransposons Ty3-Athila (24,24%), Ty3-Tekay (21,93%) e Ty1-Ale (3,37%) são os elementos mais abundantes. Cinco DNAs satélites de baixa abundância foram identificados: PubSat1-254 (2,09%), PubSat2-76 (2,06%), PubSat3-216 (0,58%), PubSat4-138 (0,23%). A hibridização in situ revelou que todas as sequências repetitivas analisadas estão colocalizadas com as bandas CMA+ proximais em ambas espécies, exceto o retroelemento Ty1-Ale, que também está disperso na eucromatina dos cromossomos de P. pubescens. A similaridade citomolecular observada aqui sugere que os genomas de P. pubescens e P. emarginatus apresentam frações repetitivas altamente semelhantes, o que corrobora sua proximidade filogenética. No entanto, a recente expansão do elemento Ty1-Ale no genoma de P. pubescens sugere algum grau de diferenciação nas frações repetitivas desses genomas. O gênero Pterodon Vogel (Leguminosae) possui apenas quatro espécies, das quais P. pubescens (Benth.) Benth. e P. emarginatus Vogel (ambas conhecidas como "sucupira branca") são as mais próximas filogeneticamente. Estas espécies apresentam ampla distribuição geográfica no Brasil e possuem o número cromossômico 2n = 16 com cromossomos pequenos e morfologicamente similares. O objetivo do presente trabalho foi realizar uma análise comparativa do tamanho do genoma, o padrão de bandeamento e a composição de elementos repetitivos nos cromossomos de P. pubescens e P. emarginatus, visando aprofundar os conhecimentos citogenômico e evolutivo destas espécies. Para isso, foi realizada a caracterização citogenética pela análise do número e morfologia cromossômica, bandeamento CMA e DAPI, FISH com DNAr 5S e 35S e determinação do tamanho do genoma por citometria de fluxo. Além disso, utilizamos o sequenciamento do genoma de P. pubescens por NGS (Next Generation Sequencing) usando a plataforma Illumina para caracterizar as frações repetitivas genômicas, utilizando uma plataforma Galaxy/RepeatExplorer-Elixir. Os elementos mais abundantes do genoma de P. pubescens foram localizados nos cromossomos por hibridização fluorescente in situ (FISH) e transferidos para P. emarginatus. As espécies apresentaram cariótipos muito semelhantes com: (i) bandas CMA+/DAPI- na região terminal de dois pares de cromossomos e na região pericentromérica de todos os cromossomos; (ii) dois pares de sítios de rDNA 35S co-localizados com as bandas CMA+ terminais; (iii) um par de sítios de rDNA 5S localizados na região proximal de um par cromossômico. O tamanho do genoma de P. pubescens e P. emarginatus também foi semelhante, 1C = 0,665 pg e 1C = 0,620 pg, respectivamente. A fração repetitiva representou 26,4% do genoma obtido de P. pubescens, sendo que os retrotransposons Ty3-Athila (24,24%), Ty3-Tekay (21,93%) e Ty1-Ale (3,37%) são os elementos mais abundantes. Cinco DNAs satélites de baixa abundância foram identificados: PubSat1-254 (2,09%), PubSat2-76 (2,06%), PubSat3-216 (0,58%), PubSat4-138 (0,23%). A hibridização in situ revelou que todas as sequências repetitivas analisadas estão colocalizadas com as bandas CMA+ proximais em ambas espécies, exceto o retroelemento Ty1-Ale, que também está disperso na eucromatina dos cromossomos de P. pubescens. A similaridade citomolecular observada aqui sugere que os genomas de P. pubescens e P. emarginatus apresentam frações repetitivas altamente semelhantes, o que corrobora sua proximidade filogenética. No entanto, a recente expansão do elemento Ty1-Ale no genoma de P. pubescens sugere algum grau de diferenciação nas frações repetitivas desses genomas. The genus Pterodon Vogel (Leguminosae) has only four species, of which P. pubescens (Benth.) Benth. and P. emarginatus Vogel (both known as "white sucupira") are the closest phylogenetically. These species have a wide geographical distribution in Brazil and have chromosome number 2n = 16 with small and morphologically similar chromosomes. The objective of the present work was to carry out a comparative analysis of the genome size, the banding pattern and the composition of repetitive elements in the chromosomes of P. pubescens and P. emarginatus, aiming to enhance the cytogenomic and evolutionary knowledge of these species. For this, cytogenetic characterization was performed by analyzing the number and chromosomal morphology, CMA and DAPI banding, hybridization with DNAr 5S and 35S and determining the genome size by flow cytometry. In addition, we used P. pubescens genome sequencing by NGS (Next Generation Sequencing) using the Illumina platform to characterize repetitive genomic fractions, using a Galaxy/RepeatExplorer-Elixir platform. The most abundant elements of the P. pubescens genome were located on the chromosomes by fluorescent in situ hybridization (FISH) and transferred to P. emarginatus. The species showed very similar karyotypes with: (i) CMA+/DAPI- bands in the terminal region of two chromosome pairs and pericentromeric region of all chromosomes; (ii) two pairs of 35S rDNA sites co-located with the terminal CMA+ bands; (iii) a pair of 5S rDNA sites located in the proximal region of a chromosomal pair. The genome size of P. pubescens and P. emarginatus was also similar, 1C = 0.665 pg and 1C = 0.620 pg, respectively. The repetitive fraction represented 26,4% of the P. pubescens sequenced genome, with Ty3-Athila Ty3-Athila (24,24%), Ty3-Tekay (21,93%) and Ty1-Ale (3,37%) retrotransposons being the most abundant elements. Low abundance satellite DNAs were identified: PubSat1-254 (2,09%), PubSat2-76 (2,06%), PubSat3-216 (0,58%), PubSat4-138 (0,23%). In situ hybridization reveal that all analyzed repeats were enriched in proximal CMA+ heterochromatin in both species, except for the Ty1-Ale retroelement, which was also dispersed also in the euchromatin of P. pubescens chromosomes. The cytomolecular similarity observed here suggests that the genomes of P. pubescens and P. emarginatus have highly similar repetitive fractions, which corroborates their phylogenetic proximity. However, the recent expansion of the Ty1-Ale element in the P. pubescens genome suggests some degree of differentiation in the repetitive fractions of these genomes. Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás

A cultura da cana-de-açúcar é reconhecida como uma das commodities mais importantes em todo o mundo, e tem o Brasil como seu maior produtor mundial. Seu genoma, estimado em cerca de 10 Gb, é bastante complexo e um dos maiores entre as espécies de gramíneas. O objetivo deste trabalho foi obter e caracterizar preliminarmente um draft assembly do genoma da cultivar RB867515 de cana-de-açúcar (Saccharum spp.). Reads gerados pelas tecnologias Illumina e PacBio foram obtidos a partir do DNA genômico extraído de gemas laterais da cultivar. Após a aplicação dos filtros de qualidade, as sequências genômicas foram montadas utilizando-se três estratégias diferentes, com diferentes combinações dos dados genômicos obtidos. O melhor assembly foi caracterizado em relação ao conteúdo de DNA repetitivo e pela predição de genes. A avaliação da completitude foi realizada alinhando os scaffolds com genomas já publicados na literatura de Sorghum bicolor e Saccharum spontaneum. O draft assembly gerado para RB767515 foi constituído por 660.759 scaffolds, com tamanho médio de 1.856 pb, N50 de 9.682 pb, totalizando 1,1 Gb. Este tamanho, que representa ~23% do tamanho total estimado (1C) para a cultivar RB867515 (5,32 Gb) é compatível com o tamanho da versão monoploide deste genoma. O conteúdo de DNA repetitivo, estimado em 49,7% do genoma, foi constituído de 37,1% de retrotransposons, 9,2% de DNA transposons, 1,5% de DNA satélites e 0,6% de repetições simples. Dentre os retrotransposons, os elementos do tipo LTR (35,2%) foram os mais abundantes. Foram preditos 82.945 fragmentos gênicos putativos, com tamanho médio de 1.473 pb, variando de 200 pb a 33 kb. Nos alinhamentos obtidos em cada um dos 10 cromossomos de S. bicolor, a taxa de cobertura variou de 14,4% a 23,8%, o que indica que em média ~19,0% do genoma de S. bicolor está representado pelos scaffolds de cana-de-açúcar. Em relação ao genoma publicado de S. spontaneum, a taxa de cobertura ficou em torno de 60,1%. Este é o primeiro draft assembly descrito para a cultivar brasileira de cana-de-açúcar RB867515, a mais cultivada no país. A partir dos resultados obtidos conclui-se que o draft assembly gerado para a cultivar é um recurso genômico útil para a cultura, podendo ser utilizado em estudos de associação, de seleção genômica, entre outros. A adição de um maior conjunto de long reads irá beneficiar o assembly do genoma da cultivar, aumentando o seu tamanho total e consequentemente a contiguidade e completitude das sequências. Sugarcane is known as one of the most important crops worldwide, and Brazil is its major producer. Its genome is extremely complex: high chromosome number, highly abundant in repetitive DNA, variable levels of polyploidy, aneuploidy, heterozygosity, and interspecific origin. As a consequence, sugarcane has one of the largest genomes among grasses, comprising about 10 Gb. The first step towards achieving a reference genomic sequence for the crop is to produce a suitable draft assembly. The objective of this study was to build and preliminary characterize a draft genome assembly for the Brazilian sugarcane cultivar RB867515 (Saccharum spp.). Genomic reads were obtained using Illumina and PacBio technologies on genomic DNA extracted from RB867515 lateral buds. After filtering, the assembly was generated using three different approaches, and the best of them was characterized regarding repetitive DNA content, gene prediction, assembly contiguity and completeness. The draft assembly for RB867515 comprised 660,749 scaffolds, with mean size of 1,856 bp, N50 of 9,682 bp, adding up to 1.1 Gb. This size, that represents ~23% of the estimated genome size (1C) for sugarcane (5.32 Gb), is compatible with a monoploid version of the genome. The repetitive DNA content was estimated in 49.7%, with 37.1% of retrotransposons, 9.2% of DNA transposons, 1.5% of satellite DNA and 0.6% of simple repeats. Among retrotransposons, LTR elements were the most abundant (35.2%). A total of 82,945 putative genes were predicted, with mean size of 1,473 bp, ranging from 200 bp to 33 kb. We found that ~19,0% of sorghum chromosomes were represented in the draft assembly. For S. spontaneum chromosomes this rate was 60,1%. This is the first draft genome assembly described for the Brazilian sugarcane cultivar RB867515, the most cultivated in Brazil. We conclude that the draft assembly generated is a useful genomic resource for the culture. Adding a larger set of long reads is going to benefit the assembly, raising its total size, contiguity and completeness. Financiadora de Estudos e Projetos- Finep Outro

A antracnose do feijoeiro, causada pelo fungo Colletotrichum lindemuthianum, é uma das principais doenças que impacta negativamente a produtividade da cultura. Para o manejo dessa doença, a utilização de cultivares resistentes é uma ferramenta eficiente. Porém, a ampla variabilidade de C. lindemuthianum representa um desafio para os programas de melhoramento genético. Deste modo, a piramidação de distintos alelos de resistência é uma estratégia recomendada. Atualmente, 14 locos de resistência à antracnose já foramcaracterizados e descritos: Co-1, Co-2, Co-3, Co-4, Co-5, Co-6, co-8, Co-11, Co-12, Co13, Co-14, Co-15, Co-16 e Co-17. O presente trabalho teve como objetivos: 1) avaliar linhagens fontes de resistência com base na reação à antracnose em ambiente controlado e análise molecular com marcadores moleculares identificados como ligados a locos de resistência; 2) testar a relação alélica entre os locos de resistência à antracnose presentes nas cultivares de feijão carioca BRS Horizonte e BRS Cometa; e 3) estudar a herança e mapear a resistência à antracnose na cultivar BRS Cometa. Foi realizada a fenotipagem das populações F2 BRS Horizonte × BRS Cometa e F2 e F2:3 Rosinha G2 × BRS Cometa, utilizando as raças 89 e 91, respectivamente. A caracterização fenotípica e molecular de 26 linhagens fontes de resistência foi realizada utilizando dois patótipos (raça 73 e 81) e sete marcadores SCAR e um STS. A avaliação da reação à doença foi realizada utilizando uma escala de notas contendo nove graus de reação (resistentes = 1 a 3 e suscetíveis = 4 a 9). Foi realizada a genotipagem de 104 plantas F2 Rosinha G2 × BRS Cometa com marcadores SNP, utilizando o BARBean6K_3 Illumina Bead Chip na plataforma de genotipagem Illumina Infinium HD Assay Ultra®. As regiões genômicas flanqueando os marcadores SNP foram alinhadas contra o genoma de referência de Phaseolus vulgaris, variedades Andina (G19833) e Mesoamericana (BAT 93), usando a ferramenta BLASTN. Como resultado da caracterização fenotípica, BRS Cometa e 13 linhagens foram consideradas resistentes às raças 73 e 81. A caracterização molecular indicou que a resistência à antracnose presente em BRS Cometa pode ser governada pelo loco Co-3 ou outro loco de resistência presente no cromossomo Pv04, uma vez que BRS Cometa apresentou amplificação apenas para marcadores ligados ao loco Co-3. Os resultados da fenotipagem da população F2 BRS Horizonte × BRS Cometa indicaram que a razão de segregação para resistência à antracnose se ajustou à proporção esperada de 15R_: 1rr ( 2 = 1,24 e P = 26,41%). As razões de segregação nas populações F2 e F2:3 Rosinha G2 × BRS Cometa se ajustaram à proporção esperada de 3R_:1rr ( 2 = 0,40 e P = 50,50%) e 1RR:2Rr:1rr ( 2 = 0,0 e P = 100%), respectivamente, evidenciando que a resistência em BRS Cometa é monogênica dominante. O loco de resistência à antracnose presente em BRS Cometa (CoCometa) foi mapeado no cromossomo Pv04. Com base nas distâncias genéticas e físicas observadas entre Co-Cometa e outros locos de resistência já descritos em Pv04 (Co-3, Co15 e Co-16), as evidencias são que Co-Cometa trata-se de um loco distinto. The common bean anthracnose caused by the fungus Colletotrichum lindemuthianum is one of the main diseases that impacts negatively on crop yield. The use of resistant cultivars is an efficient tool to control this disease. However, the wide variability of C. lindemuthianum is a challenge for breeding programs. The pyramiding of different resistance alleles is a recommended strategy aiming to effective and durable resistance. Fourteen resistance loci to common bean anthracnose have been identified and described so far: Co-1, Co-2, Co-3, Co-4, Co-5, Co-6, co-8, Co-11, Co- 12, Co-13, Co-14, Co-15, Co16, and Co-17. This work has aimed to: (1) evaluate common bean resistance source based on their reaction to anthracnose in controlled environment and on the molecular analysis with molecular markers previously identified as linked to resistance loci; (2) test the allelic relationship among the anthracnose resistance loci present in the carioca seeded cultivars BRS Horizonte and BRS Cometa; and (3) study the genetic inheritance and mapping the anthracnose resistance in BRS Cometa. The phenotypic screening of the population F2 BRS Horizonte × BRS Cometa and F2 and F2:3 Rosinha G2 × BRS Cometa were carried out using the C. lindemuthianum pathotypes 89 and 91, respectively. The phenotypic and molecular characterization of 26 common bean lines were performed using two pathotypes (races 73 and 81) and seven SCAR and one STS markers. The evaluation of the reaction to disease was carried out using a 1-to-9 scale (resistant = 1 to 3, and susceptible = 4 to 9). The genotyping of the 104 F2 plants from the Rosinha G2 × BRS Cometa cross with SNP markers was carried out using the BARBean6K_3 Illumina Bead Chip on the Illumina Infinium HD Assay Ultra® genotyping platform. The genomic regions flanking the SNP markers were aligned against the reference genome of Phaseolus vulgaris, Andean variety (G19833) and Mesoamerican variety (BAT 93), using the BLASTN tool. As result from the phenotypic characterization, BRS Cometa and other thirteen common bean lines have been considered resistant to the races 73 and 81. The molecular characterization result has indicated that the resistance to anthracnose in BRS Cometa can be controlled by the Co-3 or other resistance locus in the chromosome Pv04, since BRS Cometa has showed amplification only for markers linked to the Co-3. Results from the phenotyping of the F2BRS Horizonte × BRS Cometa population indicated that the segregation ratio for the resistance to anthracnose has fit to the expected ratio of 15R_:1rr ( 2 = 1.24% and P = 26.41%). The segregation ratios in the F2 and F2:3 Rosinha G2 × BRS Cometa population has fit to expected ratio of 3R_:1rr ( 2 = 0.40% and P = 50.50%) and 1RR:2Rr:1rr ( 2 = 0.0% and P = 100%), respectively, indicating that the resistance to anthracnose in BRS Cometa is monogenic and dominant. The anthracnose resistance locus in BRS Cometa (Co-Cometa) was mapped on Pv04. Based on the genetic and physical distances observed between Co-Cometa and other resistance loci already described in Pv04 (Co-3, Co-15 and Co-16), the evidences indicate that Co-Cometa is a different locus. Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG

O escurecimento dos grãos de feijão (Phaseolus vulgaris L.) ocorre após a colheita e gera perda no valor comercial do produto. Esse caráter é controlado por um gene com dominância do alelo que confere o escurecimento normal em feijões do tipo carioca e pinto. Em feijões do tipo pinto esse gene foi denominado Sd (Slow darkening). Entretanto, não existem relatos de que o gene identificado no tipo pinto é o mesmo do tipo carioca. Existem marcadores moleculares identificados como ligados ao gene Sd e validados em populações de feijão carioca: Pvsd-1158 (SSR) e PvbHLHp12804 (SNP). Assim, esse estudo objetivou verificar se o gene que controla o escurecimento dos grãos em diferentes genótipos de feijão com diferentes origens é o mesmo; avaliar a eficiência dos marcadores Pvsd-1158 e PvbHLHp12804 em um grupo de genótipos com grãos carioca e mulatinho; e estimar a divergência genética entre esses genótipos. Para isso, foram utilizados 17 genótipos de feijão, cultivados em dois experimentos em telado. Os grãos colhidos foram armazenados por 135 dias e avaliados fenotipicamente quanto ao escurecimento. Paralelamente, esses genótipos foram avaliados genotipicamente com os marcadores Pvsd-1158 e PvbHLHp12804 e também com um painel de 24 marcadores microssatélites para estimação da diversidade genética. Também foram realizados cruzamentos entre os genótipos 1533-15, AN512666-0 e BRSMG Madrepérola, que apresentam escurecimento lento dos grãos, para confirmar se o gene responsável pelo escurecimento nesses genótipos é o mesmo. Para isso, foram avaliadas progênies F2:3 por meio de testes de segregação a partir dos dados obtidos da avaliação fenotípica do escurecimento. Considerando as 17 linhagens, 13 apresentaram escurecimento lento, três apresentaram escurecimento normal e uma não apresentou escurecimento. Os marcadores Pvsd-1158 e PvbHLHp12804 apresentaram os alelos esperados de acordo com a avaliação fenotípica em 14 dos 16 genótipos que apresentaram algum escurecimento, representando 87,5% de coincidência com os dados fenotípicos e indicando que o gene Sd é o responsável pelo escurecimento dos grãos nesses genótipos. A linhagem CNFM11940, com grãos mulatinho e a cultivar TAA Dama, com grãos carioca apresentaram escurecimento lento e alelos relativos ao escurecimento normal para os dois marcadores. Isso indica que houve recombinação nessa região genômica, provocando a separação entre os marcadores e o gene Sd, ou que existe outro gene conferindo o escurecimento lento nesses genótipos. As estimativas de divergência genética entre os genótipos forneceram informações adicionais para comparação dos genótipos. Adicionalmente, todas as progênies F2:3 oriundas das três populações, apresentaram escurecimento lento e, portanto, não houve segregação. Assim, o gene que controla o escurecimento dos grãos em feijão pinto e carioca é o gene Sd. The darkening of bean grains (Phaseolus vulgaris L.) occurs after harvest and leads to loss of commercial value of the product. This trait is controlled by one gene, in which the dominant allele confers the normal grain darkening of the carioca and pinto type. In the pinto type, this gene was denominated Sd (Slow darkening). However, there are no reports that the gene identified in pinto is the same as in the carioca type. Molecular markers linked to the Sd gene have been identified and validated in carioca type populations: Pvsd-1158 (SSR) and PvbHLHp12804 (SNP). Thus, this study aimed to verify if the gene that controls the darkening of the grains in different genotypes is the same; evaluate the efficiency of the markers Pvsd-1158 and PvbHLHp12804 in a group of genotypes with carioca and mulatinho (cream) grains; and estimate the genetic divergence among these genotypes. For this, 17 bean genotypes were used, which were grown in two experiments in greenhouse. The harvested grains were stored for 135 days and phenotypically evaluated for darkening. In parallel, these genotypes were evaluated genotypically with the markers Pvsd-1158 and PvbHLHp12804 and also with a panel of 24 microsatellite markers for estimation of genetic diversity. Crossings were also performed between genotypes 1533-15, AN512666-0 and BRSMG Madrepérola, which present slow darkening of the grains, to confirm if the gene responsible for the slow darkening is the same. For this, progenies F2:3 were evaluated by segregation tests from the data obtained from the phenotypic evaluation of the darkening. Considering the 17 lines,, 13 lines showed slow darkening, three presented normal darkening and one presented no darkening. The Pvsd-1158 and PvbHLHp12804 markers presented the expected alleles according to the phenotypic evaluation in 14 of the 16 genotypes that presented some darkening, representing 87.5% coincidence with the phenotypic data, indicating that the Sd gene is responsible for the darkening the grains in these genotypes. The line CNFM11940, with grains mulatinho (cream) and the cultivar TAA Dama, with carioca grains presented slow darkening and alleles linked to normal darkening for the two markers. This indicates that there were recombination in this genomic region, taunting the separation between the markers and the Sd gene, or that there is another gene conferring the slow darkening in these genotypes. Estimation of genetic divergence among the genotypes provided additional information for comparison of the genotypes. Additionally, all the progenies F2:3 originating from the three populations showed slow darkening and, therefore, there was no segregation. Thus, the gene that controls the darkening of the grains in beans pinto and carioca is the Sd gene.