Integrative taxonomy reveals a new species of Cyphocharax (Characiformes: Curimatidae) from the Upper Paraíba do Sul River basin, Brazil

A new species of Cyphocharax is described from the Upper Paraíba do Sul River basin, São Paulo, Brazil based on integrated morphological and molecular delimitation criteria. It is morphologically distinguished from its congeners by the presence of a round, dark blotch at the midlength of the caudal peduncle not extending to the proximal portions of the median caudal-fin rays, 19-20 circumpeduncular scales, 34-41 perforated lateral-line scales, 6-7 longitudinal scale rows above and below the lateral line, greatest body depth corresponding to 34.7-39.9% of standard length (SL), and the caudal peduncle depth corresponding to 13.3-15.2% of SL. The lowest genetic distances between the new species and other congeners are: 2.5% from C. gilbert, followed by 3.0% from C. santacatarinae, and 3.2% from C. aff. gilbert. All species delimitation criteria employed herein corroborated the recognition of the new species. In addition, comments on its conservation status are provided.(AU)

Uma nova espécie de Cyphocharax é descrita do alto rio Paraíba do Sul, São Paulo, Brasil, baseada em dados morfológicos e moleculares integrados. A espécie se distingue morfologicamente de seus congêneres por: apresentar uma mancha escura arredondada na porção média do pedúnculo caudal, não se estendendo à porção proximal dos raios medianos da nadadeira caudal, 19-20 escamas circunpedunculares, 34-41 escamas perfuradas na linha lateral, 6-7 escamas acima e abaixo da linha lateral, altura do corpo correspondendo à 34,7-39,9% do comprimento padrão (CP), e a altura do pedúnculo caudal correspondendo a 13,3-15,2% do CP. As menores distâncias genéticas entre a espécie nova e outras congêneres são: 2,5% de C gilbert, seguida de 3,0% de C. santacatarinae, e 3,2% de C. aff. gilbert. Todos os critérios de delimitação de espécies aqui empregados corroboraram o reconhecimento da nova espécie. Adicionalmente, comentários sobre seu estado de conservação são fornecidos.(AU)

Divergence times of the Rhoadsia clade (Characiformes: Characidae)

The family Characidae is the most diverse group of fishes in the Neotropics with challenging systematics. The three genera Carlana, Parastremma, and Rhoadsia, formerly considered the subfamily Rhoadsiinae, are now included in the subfamily Stethaprioninae. Previous phylogenetic analyses did not include all genera of Rhoadsiinae, specifically Parastremma. Here, we estimated the phylogenetic relationships and divergence times of the genera of Rhoadsiinae (the Rhoadsia clade) relative to the most representative genera of the Characidae. We used six molecular markers from the mitochondrial and nuclear genome to estimate the phylogeny and divergence times. We confirmed the monophyly of the Rhoadsia clade. Furthermore, we estimated that the Central American genus Carlana and the western Colombian genus Parastremma diverged approximately 13 Mya (95% HPD 8.36­18.11), consistent with the early-closure estimates of the Isthmus of Panama (~15 Mya). The genus Rhoadsia, endemic to Western Ecuador and Northern Peru, was estimated to originate at around 20 Mya (95% HPD 14.35­25.43), consistent with the Andean uplift (~20 Mya).(AU)

La familia Characidae es el grupo más diverso de peces en el Neotrópico con una sistemática compleja. Los tres géneros Carlana, Parastremma y Rhoadsia, antes considerados en la subfamilia Rhoadsiinae, ahora se consideran dentro de la subfamilia Stethaprioninae. Los análisis filogenéticos publicados no incluyen todos los géneros de Rhoadsiinae, específicamente Parastremma. Aquí, estimamos las relaciones filogenéticas y los tiempos de divergencia de los géneros de Rhoadsiinae (el clado Rhoadsia) en relación con los géneros más representativos de Characidae. Utilizamos seis marcadores moleculares del genoma mitocondrial y nuclear para estimar la filogenia y el tiempo de divergencia. Confirmamos la monofilia del clado Rhoadsia. Además, estimamos que el género centroamericano Carlana y el género colombiano occidental Parastremma divergieron aproximadamente hace 13 millones de años (95% HPD 8.36­18.11), lo que es consistente con recientes estimaciones del cierre del Istmo de Panamá (~15 millones de años). Se estimó que el género Rhoadsia, endémico del oeste de Ecuador y el norte de Perú, se originó hace alrededor de 20 millones de años (95% HPD 14.35­25.43), consistente con el levantamiento de los Andes (~20 millones de años).(AU)

Transferability of heterologous microsatellite primers in Leiarius marmoratus / Transferibilidade de primers microssatélites heterólogos em Leiarius marmoratus

The Amazonian Jundiá (Leiarius marmoratus) (Siluliformes: Pimelodidae) is a species of catfish with social and economic importance in some South American countries such as Brazil and Colombia. Genetic evaluation of this species is limited due to the lack of specific molecular markers, hindering studies on genetic diversity and structure in animals under captive conditions or in natural populations. The objective of the present study was to evaluate the transferability of heterologous microsatellite markers in Leiarius marmoratus. Thirty-two heterologous primers were tested in L. marmoratus. The primers that presented the best standards were applied to 20 specimens, and the number of alleles (Na), number of effective alleles (Ne), gene diversity per Locus (GdL) and percentage of amplification failure (Md) were calculated. Eleven primers demonstrated satisfactory transferability patterns, all from the fish of the Pimelodidae family, of which, seven were monomorphic and four polymorphic. The eleven markers presented low percentage of Md (mean was 5.9% samples per locus). Na varied from one to two alleles per locus, revealing low polymorphism in the evaluated samples. The mean Ne and GdL numbers were 1.77 and 0.32, respectively. The transferability of the heterologous microsatellite loci in L. marmoratus was shown to be possible. However, further tests are needed to apply these markers inpopulation genetic studies.

O Jundiá da Amazônia (Leiarius marmoratus) (Siluliformes: Pimelodidae) é uma espécie de catfish com importância social e econômica em alguns países Sul americanos como Brasil e Colômbia. A avaliação genética dessa espécie é limitada devido a ausência de marcadores moleculares específicos para L. marmoratus, dificultando estudos sobre a diversidade e estrutura genética em animais em condições de cativeiro ou em populações naturais. O objetivo do presente estudo foi avaliar a transferibilidade de 32 marcadores microssatélites heterólogos em Leiarius marmoratus. Os primers que apresentaram melhores padrões foram aplicados em 20 espécimes, sendo calculados o número de alelos (Na), número de alelos efetivos (Ne), diversidade gênica por Locus (GdL) e porcentagem de falha na amplificação (Md). Onze primers demonstraram padrões satisfatórios de transferibilidade, todos oriundos de peixes da família Pimelodidae, dos quais sete foram monomórficos e quatro polimórficos. Os onze marcadores apresentaram baixa porcentagem de Md (média 5,9% amostras por loco). O Na variou deum a dois alelos por loco, revelando baixo polimorfismo nas amostras avaliadas. O número médio de Ne e GdL foram 1,77 e 0,32, respectivamente. Estudos genéticos envolvendo indivíduos de diferentes regiões poderão apresentar novos alelos e maior número de loci polimórficos. A transferibilidade de loci microssatélites heterólogos em L. marmoratus se mostrou possível, no entanto, novos testes são necessários para aplicação desses marcadores em estudos genéticos populacionais.

Transferability of heterologous microsatellite primers in Leiarius marmoratus / Transferibilidade de primers microssatélites heterólogos em Leiarius marmoratus

The Amazonian Jundiá (Leiarius marmoratus) (Siluliformes: Pimelodidae) is a species of catfish with social and economic importance in some South American countries such as Brazil and Colombia. Genetic evaluation of this species is limited due to the lack of specific molecular markers, hindering studies on genetic diversity and structure in animals under captive conditions or in natural populations. The objective of the present study was to evaluate the transferability of heterologous microsatellite markers in Leiarius marmoratus. Thirty-two heterologous primers were tested in L. marmoratus. The primers that presented the best standards were applied to 20 specimens, and the number of alleles (Na), number of effective alleles (Ne), gene diversity per Locus (GdL) and percentage of amplification failure (Md) were calculated. Eleven primers demonstrated satisfactory transferability patterns, all from the fish of the Pimelodidae family, of which, seven were monomorphic and four polymorphic. The eleven markers presented low percentage of Md (mean was 5.9% samples per locus). Na varied from one to two alleles per locus, revealing low polymorphism in the evaluated samples. The mean Ne and GdL numbers were 1.77 and 0.32, respectively. The transferability of the heterologous microsatellite loci in L. marmoratus was shown to be possible. However, further tests are needed to apply these markers inpopulation genetic studies.(AU)

O Jundiá da Amazônia (Leiarius marmoratus) (Siluliformes: Pimelodidae) é uma espécie de catfish com importância social e econômica em alguns países Sul americanos como Brasil e Colômbia. A avaliação genética dessa espécie é limitada devido a ausência de marcadores moleculares específicos para L. marmoratus, dificultando estudos sobre a diversidade e estrutura genética em animais em condições de cativeiro ou em populações naturais. O objetivo do presente estudo foi avaliar a transferibilidade de 32 marcadores microssatélites heterólogos em Leiarius marmoratus. Os primers que apresentaram melhores padrões foram aplicados em 20 espécimes, sendo calculados o número de alelos (Na), número de alelos efetivos (Ne), diversidade gênica por Locus (GdL) e porcentagem de falha na amplificação (Md). Onze primers demonstraram padrões satisfatórios de transferibilidade, todos oriundos de peixes da família Pimelodidae, dos quais sete foram monomórficos e quatro polimórficos. Os onze marcadores apresentaram baixa porcentagem de Md (média 5,9% amostras por loco). O Na variou deum a dois alelos por loco, revelando baixo polimorfismo nas amostras avaliadas. O número médio de Ne e GdL foram 1,77 e 0,32, respectivamente. Estudos genéticos envolvendo indivíduos de diferentes regiões poderão apresentar novos alelos e maior número de loci polimórficos. A transferibilidade de loci microssatélites heterólogos em L. marmoratus se mostrou possível, no entanto, novos testes são necessários para aplicação desses marcadores em estudos genéticos populacionais.(AU)

Survey of protozoan vector-borne diseases in dogs from Atlantic Rainforest fragment around Billings dam, São Paulo, Brazil / Levantamento de protozoários transmitidos por vetores em cães de um fragmento de Mata Atlântica nos arredores da barragem Billings, São Paulo, Brasil

Vector-borne diseases are currently one of the biggest public health concerns worldwide. Dogs, being the closest companion animals to humans, are considered the main reservoir of some of these diseases in the urban environment. Therefore, the study of the disease behavior in dogs can help to understand the disease affecting human health. Serological and molecular diagnoses of Babesia vogeli, Rangelia vitalli, Leishmania infantum, and other trypanosomatids, were performed by immunochromatographic and PCR assays, respectively, on dogs in a dog shelter located in an Atlantic Forest fragment near the Billings Dam, São Bernardo do Campo, São Paulo-Brazil. Our molecular diagnostic results showed a high prevalence of Babesia vogeli, at 20.9% (17/81). No other protozoan was detected in any of the tests. Determining the prevalence of major vector-borne diseases is essential to establish preventive and control measures for zoonotic diseases in animals kept in shelters, in order to minimize the impact of vector-borne diseases on animal health.(AU)

As doenças transmitidas por vetores são atualmente um dos maiores problemas de saúde pública. Os cães, sendo os animais de companhia mais próximos dos seres humanos, são considerados os principais reservatórios de algumas dessas doenças no ambiente urbano, e o estudo de seu comportamento em cães ajuda a entender a doença como um todo na saúde humana. Diagnósticos sorológicos e moleculares de Babesia vogeli, Rangelia vitalli, Leishmania infantum e outros tripanossomatídeos, em um abrigo para cães localizado em um fragmento da Mata Atlântica próximo à Barragem Billings, São Bernardo do Campo, São Paulo, Brasil. Foram realizadas sorologias e diagnósticos moleculares, no ensaio de PCR foram utilizados marcadores moleculares de oligonucleotídeos específicos para alguns protozoários de importância na saúde animal, como Babesia vogeli, Rangelia vitalli, Leishmania infantum e outros tripanossomatídeos. Nossos resultados de diagnóstico molecular mostraram uma alta prevalência de 20,9% (17/81) de Babesia vogeli. Nenhum outro protozoário foi detectado em nenhum dos testes. A determinação da prevalência das principais doenças transmitidas por vetores é essencial para estabelecer medidas preventivas e de controle de doenças zoonóticas em animais mantidos em abrigos. Essas medidas devem ser propostas para minimizar o impacto de doenças transmitidas por vetores na saúde animal.(AU)

Transferability of heterologous microsatellite primers in Brycon gouldingi / Transferibilidade de primers microssatélites heterólogos em Brycon gouldingi

Brycon gouldingi is a species of neotropical fish of socioeconomic and environmental importance in the Tocantins-Araguaia Basin. Genetic studies on this species are still limited, making it difficult to evaluate the population structure and genetic diversity in natural and captive stocks. Here, we aimed to evaluate the transferability of heterologous microsatellite primers in B. gouldingi. A total of 30 primers for eight species were evaluated: Brycon hilarii, Brycon opalinus, Brycon cephalus, Brycon orbignyanus, Prochilodus lineatus, Prochilodus argenteus, Piaractus mesopotamicus, and Colossoma macropomum. The primers that showed the best amplification patterns were applied to 20 specimens of B. gouldingi, and their genetic parameters were assessed. Among the 30 primers, seven showed satisfactory transferability, six of which belonged to the genus Brycon: Bh13 (B. hilarii), BoM5, BoM13 (B. opalinus), Borg9, Borg13, and Borg59 (B. orbignyanus), and one belonged to P. argenteus (Par80). The primers for the other species tested showed non-specificity or monomorphism; and were therefore, excluded from the analyses. The number of alleles ranged between two (Borg13 and Borg59) and three (Bh13, BoM5, BoM13, Borg9 and Par80), with sizes varying between 103 bp (BoM5) and 430 bp (Borg9). Four primers showed evidence of null alleles (BoM13, Borg9, Borg13, and Par80), which could probably be attributed to the respective Hardy-Weinberg deviation. Thus, seven primers were validated for cross-amplification in B. gouldingi, which may be used in future studies involving this species.(AU)

Brycon gouldingi é uma espécie de peixe neotropical com importância socioeconômica e ambiental na Bacia do Tocantins-Araguaia. Estudos genéticos nessa espécie ainda são escassos, dificultando o conhecimento sobre a estrutura populacional e a diversidade genética nos estoques naturais e em cativeiro. O objetivo do presente estudo foi avaliar a transferibilidade de primers microssatélites heterólogos em B. gouldingi. Foram avaliados um total de 30 primers de oito espécies: Brycon hilarii, Brycon opalinus, Brycon cephalus, Brycon orbignyanus, Prochilodus lineatus, Prochilodus argenteus, Piaractus mesopotamicus e Colossoma macropomum. Os primers que demonstraram melhores padrões de amplificação foram aplicados em 20 espécimes de B. gouldingi para os cálculos dos parâmetros genéticos. Sete dos 30 primers apresentaram resultados satisfatórios de transferibilidade, sendo seis oriundos do gênero Brycon: Bh13 (B. hilarii), BoM5, BoM13 (B. opalinus), Borg9, Borg13 e Borg59 (B. orbignyanus), e um oriundo de P. argenteus (Par80). Os primer das outras espécies testados mostraram inespecificidade ou monomorfismo, sendo excluídos das análises. O número de alelos variou de dois (Borg13 e Borg59) a três (Bh13, BoM5, BoM13, Borg9 e Par80), com tamanhos entre 103 pb (BoM5) e 430 pb (Borg9). Quatro primers apresentaram evidências de alelos nulos (BoM13, Borg9, Borg13 e Par80), o que provavelmente inferiu sobre o desvio de Hardy-Weinberg nos mesmos. Concluindo, sete primers foram validados para a amplificação cruzada em B. gouldingi e poderão ser utilizados em futuros estudos com essa espécie.(AU)

Cross-amplification of heterologous microsatellite markers in Piracanjuba / Amplificação cruzada de marcadores microssatélites heterólogos em piracanjuba

Brycon orbignyanus, popularly known in Brazil as piracanjuba, is a fish with great economic value but whose natural population drastically decreased in number during the last years. In this context, genetic variability studies of natural stocks and in restocking programs are fundamental for the adoption of conservation measures. Current analysis verifies the cross-amplification of heterologous primers in B. orbignyanus. Fifty-two primers of the species Brycon opalinus, Brycon hilarii, Brycon insignis, Prochilodus sp., Piaractus mesopotamicus, Colossoma macropomum and Oreochromis niloticus were tested. Primers with the best reproducibility were applied to a sample of 20 individuals and the genetic parameters were calculated. Nine primers provided good results for cross-amplification with B. orbignyanus, involving (BoM5 and BoM13) of Brycon opalinus, (Bh5, Bh6, Bh8, Bh13 and Bh16) of Brycon hilarii, (Bc48-10) of Brycon insignis and (Par80) of Prochilodus argenteus. Primers of Piaractus mesopotamicus, Colossoma macropomum and Oreochromis niloticus failed to provide amplification or provided non-specificity. Results demonstrated the possibility of using primers of different species and genera of B. orbignyanus, facilitating genetic studies on the species.

A piracanjuba (Brycon orbignyanus) é um peixe de grande valor econômico que nos últimos anos tem apresentado uma redução drástica em suas populações naturais. Nesse contexto, estudos de variabilidade genética dos estoques naturais e nos programas de repovoamento são fundamentais para adoção de medidas conservacionistas. O objetivo do presente trabalho foi verificar a amplificação cruzada de primers heterologos em B. orbignyanus. Foram avaliados um total de 52 primers das espécies Brycon opalinus, Brycon hilarii, Brycon insignis, Prochilodus sp., Piaractus mesopotamicus, Colossoma macropomum e Oreochromis niloticus. Os primers com melhor reprodutibilidade foram aplicados a uma amostra de 20 indivíduos e os parâmetros genéticos foram calculados. Nove primers apresentaram resultados satisfatórios de amplificação cruzada com B. orbignyanus, sendo das espécies Brycon opalinus (BoM5 e BoM13), Brycon hilarii (Bh5, Bh6, Bh8, Bh13 e Bh16), Brycon insignis (Bc48-10) e Prochilodus argenteus (Par80). Os primers de Piaractus mesopotamicus, Colossoma macropomum e Oreochromis niloticus não apresentaram amplificação ou apresentaram inespecificidade. Os resultados revelaram a possibilidade da utilização de primers de diferentes espécies e gênero em B. orbignyanus, o que facilita a realização de estudos genéticos nessa espécie.

Cross-amplification of heterologous microsatellite markers in Piracanjuba / Amplificação cruzada de marcadores microssatélites heterólogos em piracanjuba

Brycon orbignyanus, popularly known in Brazil as piracanjuba, is a fish with great economic value but whose natural population drastically decreased in number during the last years. In this context, genetic variability studies of natural stocks and in restocking programs are fundamental for the adoption of conservation measures. Current analysis verifies the cross-amplification of heterologous primers in B. orbignyanus. Fifty-two primers of the species Brycon opalinus, Brycon hilarii, Brycon insignis, Prochilodus sp., Piaractus mesopotamicus, Colossoma macropomum and Oreochromis niloticus were tested. Primers with the best reproducibility were applied to a sample of 20 individuals and the genetic parameters were calculated. Nine primers provided good results for cross-amplification with B. orbignyanus, involving (BoM5 and BoM13) of Brycon opalinus, (Bh5, Bh6, Bh8, Bh13 and Bh16) of Brycon hilarii, (Bc48-10) of Brycon insignis and (Par80) of Prochilodus argenteus. Primers of Piaractus mesopotamicus, Colossoma macropomum and Oreochromis niloticus failed to provide amplification or provided non-specificity. Results demonstrated the possibility of using primers of different species and genera of B. orbignyanus, facilitating genetic studies on the species.(AU)

A piracanjuba (Brycon orbignyanus) é um peixe de grande valor econômico que nos últimos anos tem apresentado uma redução drástica em suas populações naturais. Nesse contexto, estudos de variabilidade genética dos estoques naturais e nos programas de repovoamento são fundamentais para adoção de medidas conservacionistas. O objetivo do presente trabalho foi verificar a amplificação cruzada de primers heterologos em B. orbignyanus. Foram avaliados um total de 52 primers das espécies Brycon opalinus, Brycon hilarii, Brycon insignis, Prochilodus sp., Piaractus mesopotamicus, Colossoma macropomum e Oreochromis niloticus. Os primers com melhor reprodutibilidade foram aplicados a uma amostra de 20 indivíduos e os parâmetros genéticos foram calculados. Nove primers apresentaram resultados satisfatórios de amplificação cruzada com B. orbignyanus, sendo das espécies Brycon opalinus (BoM5 e BoM13), Brycon hilarii (Bh5, Bh6, Bh8, Bh13 e Bh16), Brycon insignis (Bc48-10) e Prochilodus argenteus (Par80). Os primers de Piaractus mesopotamicus, Colossoma macropomum e Oreochromis niloticus não apresentaram amplificação ou apresentaram inespecificidade. Os resultados revelaram a possibilidade da utilização de primers de diferentes espécies e gênero em B. orbignyanus, o que facilita a realização de estudos genéticos nessa espécie.(AU)

CARACTERIZAÇÕES GENÉTICAS E MOLECULARES EM ALGAROBA (PROSOPIS JULIFLORA (SW.) DC)

A algaroba, Prosopis juliflora (Sw) DC, é considerada uma alternativa na alimentação de animais em regiões semiáridas, apresentando importância econômica e social. A referida espécie tem recebido atenção por pesquisadores em estudos genéticos moleculares, embora, pouco se sabe sobre a sua diversidade e estrutura genética. Assim, objetivou-se gerar informações relativas à extração de ácidos nucleicos, uso de marcadores moleculares e estimativas de diversidade e estrutura genética que contribuam para subsidiar ações de manejo e melhoramento genético em P. juliflora (Sw.) DC. Para isto, foram testados sete protocolos de extração de DNA genômico disponíveis na literatura, utilizados em diferentes espécies vegetais. Os protocolos foram otimizados por meio da eliminação do uso de -mercaptoetanol, nitrogênio líquido, proteinase K e RNAses. Após as etapas de extração, foi analisada a qualidade e quantidade de DNA obtido e, por fim, realizado teste de amplificação com uso de marcador molecular Resistance Gene Analogs - RGA. Ao final, selecionou-se os três protocolos mais eficientes para a obtenção do DNA genômico: tampão SDS 10%, CTAB 5% e Sorbitol; sendo utilizado o SDS 10% para extração do DNA nos próximos estudos. Posteriormente, foram caracterizados e selecionados 17 combinações de marcadores moleculares RGA, em 20 amostras de DNA genômico da planta extraídas de espécimes coletadas no município de Itapetinga, Bahia. Com base nos perfis de amplificação os pares de iniciadores foram classificados como: Adequado; Razoável e Inadequado. Também foram realizadas análises descritivas associadas ao número de marcadores gerados, onde os percentuais de polimorfismo variou entre 60% e 100%, a média da Heterozigosidade Esperada (He) foi de 0,21 e, o conteúdo de informações polimórficas (PIC) médio foi de 0,17. Dos 17 pares de iniciadores analisados, 10 foram selecionados para estimar a diversidade e a estrutura genética de população referente à sete populações naturalizadas da mesorregião centro sul baiano, composta por 48 acessos e 144 acessos da coleção de germoplasma do Instituto Federal Baiano foram incluídas nas análises. Com base nos perfis de amplificação, realizou-se a genotipagem e a construção da tabela de dados binários. As análises descritivas, Análise de Variância Molecular (AMOVA) e Análise de Coordenadas Principais (PCoA) também foram realizadas. Observamos um total de 147 marcas, cuja média de polimorfismo foi de 51,7% , sendo 12 marcas raras e cinco exclusivas. A Heterozigosidade esperada apresentou média de 0,17, variando de 0,05 em Anagé e 0,32 em Caculé. O conteúdo de informação de polimorfismo variou de 0,04 a 0,25 com média de 0,14. Os acessos estudados apresentaram estruturação em dois pools gênicos e subestruturação em três pools gênicos. A partir dos atributos genéticos moleculares apresentados nesse estudo, a presente Tese busca subsidiar futuros planos de manejo das populações de Prosopis juliflora naturalizada na mesorregião sudoeste da Bahia.

The mesquite, Prosopis juliflora (Sw) DC, is considered an alternative for animal feeding in semiarid regions, presenting economic and social importance. The specie has received attention by researchers in molecular genetic studies, although, there are not much studies about its diversity and genetic structure. This study aimed to generate information related to the extraction of nucleic acids, use of molecular markers and estimation of diversity and genetic structure that contribute to support management and genetic improvement actions of P. juliflora (Sw.) DC. It was used seven genomic DNA extraction protocols available in the literature, used in different botanical species. The protocols were optimized by eliminating the use of -mercaptoethanol, liquid nitrogen, proteinase K and RNAses. After the extraction steps were done, the quality and quantity of DNA obtained was analyzed and an amplification test was performed using a molecular marker Resistance Gene Analogs - RGA. At the end, three most efficient protocols for obtaining genomic DNA were selected: 10% SDS buffer, 5% CTAB and Sorbitol; using 10% SDS for DNA extraction in future studies. Subsequently, 17 combinations of RGA molecular markers were characterized and selected on 20 samples of plant genomic DNA extracted from specimens collected in the county of Itapetinga, Bahia. Based on the amplification profiles the primer pairs were classified as: Adequate; Reasonable and Inappropriate. It was also performed the description of the analyzes associated with the number of generated markers, where the polymorphism percentages ranged between 60% and 100%, the average Expected Heterozygosity (H) was 0.21, and the average polymorphic information content (PIC) was of 0.17. From the 17 pairs of primers analyzed, 10 were selected to estimate the diversity and genetic structure of the population referring to seven naturalized populations from the central southern region of Bahia, comprising 48 accessions and 144 accessions from the germplasm collection of the Instituto Federal Baiano were included in the analyses. Based on the amplification profiles, genotyping and the construction of the binary data table were performed. Descriptive analyses, Molecular Variance Analysis (AMOVA) and Principal Coordinate Analysis (PCoA) were also performed. It was observed a total of 147 brands, whose average polymorphism was 51.7%, being 12 rare brands and five exclusive ones. Expected heterozygosity averaged 0.17, ranging from 0.05 in Anagé to 0.32 in Caculé. The polymorphism information content ranged from 0.04 to 0.25 with a mean of 0.14. The studied accessions presented structure in two gene pools and substructure in three gene pools. From the molecular genetic attributes presented in this study, this doctoral dissertation intends to support future management plans for populations of Prosopis juliflora naturalized in the southwestern mesoregion of Bahia.

Modelagem celular de bebês nascidos com microcefalia causada por infecção vertical por Zika vírus

Em 2015, um número incomum de casos de bebês nascidos com microcefalia no Nordeste do Brasil chamou atenção, especialmente por apontarem um arbovírus, o Zika vírus (ZIKV), como possível causador de uma infecção congênita. O ZIKV é um Flavivírus transmitido pelo mosquito Aedes aegypti e cuja infecção produz efeitos brandos em humanos, com raras manifestações neurológicas e ocasionalmente síndrome de Guillain-Barré. Entretanto, em função de esclarecer os casos de microcefalia, estudos foram realizados comprovando que o ZIKV era capaz de infectar células do Sistema Nervoso Central (SNC), como neurônios e células da glia e, em especial, células mais imaturas, como as progenitoras neurais (NPC), abundantes no feto. Quando as NPC são infectadas pelo ZIKV, há menos migração celular, comprometimento da neurogênese e morte celular por apoptose, o que provavelmente acaba contribuindo para a microcefalia em recém-nascidos. O intuito desse projeto foi o de modelar in vitro o SNC de pacientes que nasceram com microcefalia congênita causada pela infecção vertical por ZIKV. Nosso objetivo foi verificar os efeitos celulares e moleculares da ação do vírus nestes pacientes durante a formação do SNC sob a hipótese de que a infecção maternal tenha induzido modificações celulares e moleculares que sejam responsáveis pelo fenótipo patogênico apresentado na síndrome congênita do Zika vírus (CZS). Nossos resultados mostraram que os fibroblastos utilizados para a reprogramação e estudo desses pacientes in vitro foi uma ótima alternativa mediante a dificuldade de obtenção de amostras. Além disso, as iPSC geradas através da reprogramação via transfecção de plasmídeos epissomais nos fibroblastos foram diferenciadas em astrócitos e neurônios. De acordo com a porcentagem de células diferenciadas, os pacientes foram divididos em dois grupos: um com 20% de astrócitos na cultura mista de neurônios (CZS-A), semelhante ao grupo controle, e outro grupo que apresentou baixa expressão de marcadores de astrócitos (CZS-B). A investigação da quantidade de sinapses nos neurônios derivados das iPSC dos pacientes com a CZS apresentavam menor expressão nas proteínas pré e pós-sinápticas (em ambos os grupos), assim como na sua colocalização, indicando que esses pacientes apresentam uma redução significativa de sinapses comparado ao grupo controle. Entretanto, foi observado uma redução significativa de proteína pós-sináptica e sua colocalização com a proteína pré- sináptica ao comparar os dois grupos de neurônios, sendo menor em pacientes CZS- B. Um quadro de redução significativa na produção de glutamato também foi observado nos astrócitos dos pacientes com CZS em comparação ao grupo controle, porém a curva de recaptação de glutamato apresentou o mesmo padrão de recaptação em ambos os grupos. Com esse trabalho e os resultados obtidos, podemos dizer que é possível modelar a CZS in vitro focando nos fenótipos celulares e moleculares, porém mais estudos serão necessários para confirmar esses achados e eventualmente correlacioná-los com as características clínicas encontradas nestas crianças.

In 2015, an unusual number of cases of babies born with microcephaly in Northeastern Brazil drew attention, especially for pointing out an arbovirus, the Zika virus (ZIKV), as a possible cause of congenital infection. ZIKV is a flavivirus transmitted by the Aedes aegypti mosquito and whose infection produces mild effects in humans, with rare neurological manifestations and occasionally Guillain-Barré syndrome. However, to clarify the microcephaly cases, studies have been carried out proving that ZIKV was able to infect cells of the Central Nervous System (CNS), such as neurons and glial cells and, in particular, more immature cells, such as neural progenitors. (NPC), abundant in the fetus. When NPCs are infected with ZIKV, there is less cell migration, impaired neurogenesis, and cell death from apoptosis, which probably contributes to microcephaly in newborns. The aim of this project was to model in vitro the CNS of patients who were born with congenital microcephaly caused by vertical ZIKV infection. Our objective was to verify the cellular and molecular effects of the virus action in these patients during the CNS formation under the hypothesis that maternal infection has induced cellular and molecular changes responsible for the pathogenic phenotype presented in the congenital Zika virus syndrome (CZS). Our results showed that the fibroblasts used for reprogramming and studying these patients in vitro were a great alternative due to the difficulty of obtaining samples. Also, iPSCs generated by reprogramming via transfection of episomal plasmids in fibroblasts were differentiated into astrocytes and neurons. According to the percentage of differentiated cells, patients were divided into two groups: one with 20% of astrocytes in the mixed neuron culture (CZS-A), similar to the control group, and another group that presented low expression of astrocyte markers. (CZS-B). The investigation of the number of synapses in the iPSC-derived neurons of patients with CZS showed less expression in pre-and postsynaptic proteins (in both groups), as well as in their colocalization, indicating that these patients have a significant reduction in synapses compared to the control group. However, a significant reduction in postsynaptic protein and its colocalization with presynaptic protein was observed when comparing the two groups of neurons, lower CZS-B patients. A picture of a significant reduction in glutamate production was also observed in the astrocytes of patients with CZS compared to the control group. Still, the glutamate reuptake curve showed the same reuptake pattern in both groups. With this work and the results obtained, we can say that it is possible to model CZS in vitro, focusing on cellular and molecular phenotypes. However, more studies will be needed to confirm these findings and eventually correlate them with the clinical characteristics found in these children.

MARCADORES MOLECULARES PARA CARACTERIZAÇÃO DA ESTRUTURA POPULACIONAL, DIVERSIDADE GENÉTICA E RELAÇÃO DE PARENTESCO EM OVINO SANTA INÊS

Objetivou-se com esse estudo caracterizar a estrutura populacional, a diversidade genética e estimar as relações de parentesco em rebanhos de ovino Santa Inês criados no Meio-Norte brasileiro, através da utilização de marcadores moleculares. Para tanto, coletou-se sangue de 257 ovinos Santa Inês de seis diferentes populações nos estados do Piauí e Maranhão. O DNA extraído foi qualificado por eletroforese em gel de agarose. Para análises com microssatélite, foram realizadas PCRs a partir de 20 loci recomendados pela FAO. As amostras amplificadas foram genotipadas por eletroforese em gel de poliacrilamida e revelação em nitrato de prata. As análises foram realizadas em diversos programas estatísticos para caracterização populacional, diversidade genética e estimação das relações de parentesco. Para as análises com SNP, o painel Ovine SNP50BeadChip foi utilizado para genotipagem dos indivíduos, sendo utilizado 47.069 SNPs para gerar a matriz de parentesco. As análises de controle de qualidade foram realizadas através do programa PREGSF90 da família deprogramas BLUPF90.No Capitulo 1, foram estimados parâmetros populacionais para análise da estrutura populacional e diversidade genética. Todos os loci apresentaram-se altamente polimórficos e com alto poder de descriminação, mostrando-se importantes para esse estudo. Os marcadores demonstraram alto potencial para inferir parentesco, apresentando probabilidade de exclusão maior que 0,74. Cinco dos seis rebanhos apresentaram desvio do equilíbrio de Hardy-Weinberg. O nível de diversidade genética apresentou uma média de 0,89 ± 0,2, mostrando que os rebanhos possuem alta variabilidade genética. Foram detectados indícios de gargalo e erosão genética, indicando que as populações estudadas apresentavam moderada diferenciação genética, com ocorrência de migração entre as fazendas. No Capitulo 2, estimou-se as relações de parentesco utilizando marcadores microssatélite e SNP. Para tanto, foram geradas matrizes de parentesco genômico dos indivíduos estudado. Com os marcadores microssatélite, a relação foi estimada através do programa coancestry pelo estimador DyadML em diferentes painéis utilizando 10, 12, 15 e 19 loci. Todos os painéis foram capazes de estimar a relação e inferir quatro categorias de parentesco, sendo irmãos completo (IC), meio irmãos (MI), pai-filho (PF) e não relacionada (NR). Contudo, à medida que diminuiu o número de marcadores aumentou a variação em torno dos valores de parentesco que é esperado para cada categoria. A matriz de parentesco gerada pelo marcador SNP apresentou valores de parentesco variando de 0 a 0,66, com média de 0,04, corroborando com os valores encontrados nos microssatélites. Além disso, a matriz de parentesco SNP apresentou-se altamente correlacionada com as matrizes geradas nos quatro painéis de microssatélite. Os resultados encontrados indicam que rebanhos Santa Inês presente na região Meio-Norte do Brasil apresenta alta variabilidade genética com moderada estruturação populacional. As estimativas de parentesco realizadas através de microssatélites foram capazes de estimar a relação entre indivíduos com confiança de 95%, indicando a aplicabilidade desse marcador para estimarem parentesco. Assim, metodologias como essas podem ser inseridas em programa de melhoramento e conservação de recursos genéticos, oferecendo ganho tanto para a espécie como para os produtores.

The focus of this study was characterizing the populational structure, genetic diversity and relatedness in flock of sheep Santa Ines living in Brazilian Middle-North, through molecular markers utilization. In order, blood was collected of 257 santa ines sheep in six different populations present in states Piaui and Maranhão. From the blood, the DNA was extracted and qualified by agarose electrophoresis gel. In addition, with extract DNA was realized essay with microsatellites, utilizing PCRs of recommend 20 loci by FAO. The samples were genotyping by polyacrylamide electrophoresis gel and revealed in silver nitrate. The analysis of data was made in several programs according to the purpose. To analyze of SNP, the panel Ovine SNP500 BreadChip was utilized to genotyper of individuals, generating a relatedness matrix using 47.069 SNP data. The analysis of quality control was realized through the program PREGSF90 of the program family BLUPF90. The Chapter 1 estimated populational parameters to analysis populational structure and genetic diversity. The analyze resulted in all loci shown highly polymorphic and high power of discrimination, the results were important to this study. The markers showed high potential to relatedness inference with exclusion probability superior 0.74. Five of six flocks demonstrated deviation from Hardy-Weinberg equilibrium. The genetic diversity level had mean of 0.89 ± 0.2, demonstrating the flock have high genetic variability. With data was detected evidences of bottlenecks and genetic eruption, indicating that populations present in this study have moderate genetic differentiation with migrations occurs between farms. In Chapter 2, was estimate the relatedness using microsatellite markers and SNP. In order, was created genomic kindship matrix of individuals. Based markers microsatellite data, the relation was estimated by coancestry program with estimator DyadML in different panels utilizing 10, 12, 15 and 19 loci. Based on results was analyzed that all panels were capable to estimate the relatedness and inference of four categories of kindship, being full-siblings (FS), half-siblings (HS), Parents-offspring (PO) and unrelated (UR). However, the reducing of markers numbers increased the variation around relatedness values in each category. The relationship matrix generated by SNP markers present variant values of 0 until 0.66, with mean of 0.04, corroborating with microsatellite values. Furthermore, the SNP kindship matrix have elevated correlation with the matrices of four microsatellite panels. The findings indicate the Santa ines flocks living in Middle-North region of Brazil present high genetic variability with moderate populational structure. The estimative of relatedness through microsatellite are able to determinate the relations between individuals with 95% of assurance, indicating the applicability of these markers to relatedness estimative. Thus, these methodologies can be insert in an improvement program and genetic resources conservation, offering benefits to the specie and productors.

ESTRUTURA GENÉTICA E COMPOSIÇÃO RACIAL DE BOVINOS DA RAÇA PANTANEIRA POR MEIO DE MARCADORES DO TIPO MICROSSATÉLITES E SNPs

A raça bovina localmente adaptada Pantaneira é considerada patrimônio genético dos estados de Mato Grosso (MT) e Mato Grosso do Sul (MS) e tem como características principais a rusticidade e adaptabilidade às condições ambientais extremas das planícies inundáveis, o Pantanal. Objetivou-se com este estudo realizar a caracterização genética da raça avaliando sua estrutura populacional e diversidade genética, bem como, a frequência de polimorfismos localizados em genes candidatos já validados e associados a caracteristicas de produção animal, por meio de marcadores do tipo microssatélites e de Polimosfismos de Base Única (SNPs). Foram avaliados 155 animais de cinco rebanhos localizados nos estados supracitados mediante a genotipagem de 20 marcadores microssatélites e 60 - SNPs, em sistema multiplex fluorescente e pela técnica de SNaPshot®, respectivamente. Os valores de diversidade foram estimados através de parâmetros de riqueza alélica, heterozigosidade observada, esperada e matrizes. O valor de FIS reflete uma endogamia geral alta (14,9%). A diferenciação genética foi baixa entre as populações de estudo, mas significativa, e os resultados confirmam que as populações de Promissão e Nhumirin compartilharam seus indivíduos para formação das populações de Rio Negro, Aquidauana e Jardim. A partir da análise da frequência dos alelos na população da raça Pantaneira, foram detectados que entre as populações ocorreu variações que refletem suas aptidões e seus históricos de formação: a população de Jardim apresentam maior frequência de alelos favoráveis para composição e produção de leite (DGAT1, PPARGC1A, CSN3, GH, CGGBP, CRI1, ABCA10 e MC4R g. 9457) enquanto que as populações de Rio Negro, Promissão e Aquidauana apresentaram maior frequência de alelos benéficos para crescimento muscular, marmoreio e maciez (FABP4, CAPN1 g.6545, GDF8 g.l821, LOX, POMC, SCAP e CGGBP). Na população da Nhumirin a frequência alélica foi semelhante para ambas as aptidões comprovando seu papel como Núcleo de Conservação da raça. Com os resultados obtidos, busca fornecer subsídios para estruturação de um programa de manejo junto com a associação de criadores, entidades de pesquisa e sociedade cultural.

The locally adapted bovine breed Pantaneira is considered genetic heritage in two states of Mato Grosso (MT) and Mato Grosso do Sul (MS) and has as main characteristics rusticity and adaptability to the extreme environmental conditions of the floodplain, or Pantanal. The objective of this study is to carry out a genetic characterization of the breed, validating its population structure and genetic diversity, as well as the frequency of polymorphisms located in candidate genes that have been validated and associated with animal production characteristics, using micro-type markers. satellite and single-base polymosphisms (SNPs). 155 animals of five slices located in the states above were validated by genotyping 20 microsatellite markers and 60 - SNPs, using a multiplex fluorescent system and the SNaPshot® technique, respectively. The diversity values were estimated using allelic richness parameters, observed and expected heterozygosity and matrices. The value of the FIS reflects a high overall consanguinity (14.9%). The genetic difference was smaller between the populations studied, more significant, and the results confirmed that the populations of Promissão and Nhumirin shared their individuals for the formation of the populations of Rio Negro, Aquidauana and Jardim. From the analysis of the frequency of two alleles in the population of the Pantaneira breed, it was found that among the populations or their variations that reflect their abilities and their historical formation: the population of Jardim has the highest frequency of alleles favored by the composition and production of , PPARGC1A, CSN3, GH, CGGBP, CRI1, ABCA10 and MC4R g. 9457) since the populations of Rio Negro, Promissão and Aquidauana have a higher frequency of beneficial alleles for muscle growth, marbling and tenderness (FABP4, CAPN1 g.6545, g.6545 GDF8 g.l821, LOX, POMC, SCAP and CGGBP ). The population of Nhumirin in the allelic frequency was similar for both abilities, proving its role as the Conservation Nucleus of the breed. Based on the results obtained, we seek to provide subsidies for the structuring of a management program in conjunction with the association of creators, research entities and cultural society.

Caracterização de rebanhos leiteiros da raça Girolando através da tipificação de marcadores moleculares para kappa-caseína

p>This study aimed to characterize the genotype of kappa-casein in 144 Gir cows, the State of Pernambuco, using PCR-RFLP. 30 ½ Holstein-gir-gir 38 ¾ Holstein and Holstein-turned 76 : Whole blood samples of the animals of the following genotypes were collected. This material was extracted DNA. Through a region of DNA was amplified and its product has the action of restriction enzyme HindIII possible to observe the polymorphism was determined. The following genotypes with respective frequencies were found: AA (0.59); AB (0.25) BB (0.06); CA (0.05); BC (0.02) and CC (0.02). The allele frequencies observed for genes A, B and C were 0.74; 0.20 and 0.06, respectively. Important to note the detection of the C gene in the population, rarely described in other papers. The presence of the BB genotype in the population of Holstein cows-turned points for deployment of genetic selection for increased frequency of the genotype in question, which will enable significant gains in the milk chain, particularly for producers and processing industries programs. /p>

p>Objetivou-se caracterizar o genótipo da kappa-caseína em 144 vacas Girolando, do Estado de Pernambuco, utilizando a técnica de PCR-RFLP. Foram coletadas amostras de sangue total desses animais dos seguintes grupos genéticos: 30 ½ holando-gir, 38 ¾ holando-gir e 76 holando-gir. Desse material foi extraído o DNA. Através do DNA foi determinada uma região que foi amplificada e seu produto sofreu ação da enzima de restrição HindIII para observar os possíveis polimorfismos. Foram encontrados os seguintes genótipos com respectivas frequências: AA (0,59); AB (0,25) BB (0,06); AC (0,05); BC (0,02) e CC (0,02). As frequências alélicas observadas para os genes A, B e C foram 0,74; 0,20 e 0,06, respectivamente. Há de se registrar a detecção do gene C na população, raramente descrito em outros trabalhos. A presença do genótipo BB na população de vacas holando-gir aponta para implantação de programas de seleção genética visando aumento na frequência do genótipo em questão, o que possibilitará ganhos significativos na cadeia do leite, particularmente, para produtores e indústrias de processamento. /p>

REVISÃO SISTEMÁTICA E META-ANÁLISE PARA ESTUDO DA CONSERVAÇÃO DE RECURSOS GENÉTICOS DE CAPRINOS: A EXPERIÊNCIA SULAMERICANA

O objetivo desse estudo foi fazer uma revisão quantitativa dos artigos científicos de genética de populações com foco em levantar as informações de forma a identificar padrões de estruturação das raças e os centros de maior concentração da diversidade genética de caprinos nativos da América do Sul, como forma de contribuir para futuros programas de conservação e desenvolvimento sustentável na região. Por meio de revisão sistemática da literatura um conjunto de dados de parâmetros genéticos para avaliação da diversidade de caprinos foi construído a partir de 12 publicações. Mil trezentos e trinta e um foi o número de animais utilizados de 19 raças caprinas nativas da América do sul. Os dados de (Na) Número total de alelos; (A) Número médio de alelos por loco; (Ar) Riqueza alélica; (He) Heterozigozidade esperada; (Ho) Heterozigozidade observada; (Fis, Fit, Fst) Estatísticas F-Whigth e Equilíbrio de Hardy-Weinberg (EHW) foram utilizados. Os parâmetros foram sistematizados a partir de um conjunto de 20 marcadores moleculares relacionados nos artigos. No geral, a diversidade genética das populações crioulas (médias do número de alelos = 5,80; heterozigosidade observada = 0,592) foi moderada e ligeiramente inferior ao que foi detectado em outros estudos com raças de outras regiões. A nível de locus, o número total de alelos (NA) variou entre 3 e 22 com uma média de 12 alelos por locus. A riqueza alélica por locus foi cerca de quatro para a maioria dos loci. Os valores de Fit e Fst por locus apresentaram médias gerais de 0,173 e 0,164, respectivamente. A cerca da diversidade genética dentro das 19 populações de caprinos crioulos analisados mostram em média (A = 5,713; Ar = 3,658; Ho = 0,611 e He = 0,610) resultados moderados. Já a diversidade entre as populações, o valor geral do Fst entre as 19 raças crioulas foi 0,129. A diversidade genética entre as populações por meio da distância Euclidiana estimada para os vários grupos de raças/ecótipos com base no dendograma apresentou distâncias mínimas entre os grupos que variaram de 0,09 a 1,46. Nossos resultados fornecem uma perspectiva ampla sobre a diversidade genética existente os caprinos crioulos da América do Sul e seve de suporte a estratégias de conservação.

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Caracterização de rebanhos leiteiros da raça Girolando através da tipificação de marcadores moleculares para kappa-caseína

p>This study aimed to characterize the genotype of kappa-casein in 144 Gir cows, the State of Pernambuco, using PCR-RFLP. 30 ½ Holstein-gir-gir 38 ¾ Holstein and Holstein-turned 76 : Whole blood samples of the animals of the following genotypes were collected. This material was extracted DNA. Through a region of DNA was amplified and its product has the action of restriction enzyme HindIII possible to observe the polymorphism was determined. The following genotypes with respective frequencies were found: AA (0.59); AB (0.25) BB (0.06); CA (0.05); BC (0.02) and CC (0.02). The allele frequencies observed for genes A, B and C were 0.74; 0.20 and 0.06, respectively. Important to note the detection of the C gene in the population, rarely described in other papers. The presence of the BB genotype in the population of Holstein cows-turned points for deployment of genetic selection for increased frequency of the genotype in question, which will enable significant gains in the milk chain, particularly for producers and processing industries programs. /p>

p>Objetivou-se caracterizar o genótipo da kappa-caseína em 144 vacas Girolando, do Estado de Pernambuco, utilizando a técnica de PCR-RFLP. Foram coletadas amostras de sangue total desses animais dos seguintes grupos genéticos: 30 ½ holando-gir, 38 ¾ holando-gir e 76 holando-gir. Desse material foi extraído o DNA. Através do DNA foi determinada uma região que foi amplificada e seu produto sofreu ação da enzima de restrição HindIII para observar os possíveis polimorfismos. Foram encontrados os seguintes genótipos com respectivas frequências: AA (0,59); AB (0,25) BB (0,06); AC (0,05); BC (0,02) e CC (0,02). As frequências alélicas observadas para os genes A, B e C foram 0,74; 0,20 e 0,06, respectivamente. Há de se registrar a detecção do gene C na população, raramente descrito em outros trabalhos. A presença do genótipo BB na população de vacas holando-gir aponta para implantação de programas de seleção genética visando aumento na frequência do genótipo em questão, o que possibilitará ganhos significativos na cadeia do leite, particularmente, para produtores e indústrias de processamento. /p>

IDENTIFICAÇÃO DE ASSINATURAS DE SELEÇÃO E VARIAÇÕES NO NÚMERO DE CÓPIAS EM BOVINOS DA RAÇA CURRALEIRO PÉ DURO

A utilização de novas tecnologias moleculares na produção animal tem crescido significativamente nos últimos anos, já que permitem entender a arquitetura genética das características de interesse. Sendo assim, no presente trabalho objetivou-se identificar as assinaturas de seleção e as variações no número de cópias (CNVs) presentes no Curraleiro Pé- Duro (CPD), com o intuito de identificar os genes relacionados à capacidade produtiva e adaptativa dessa raça. Para tanto foram utilizados Illumina® BovineHD BeadChip de 126 bovinos CPD, provenientes de 20 propriedades distintas. Para a detecção de assinatura de seleção, o controle de qualidade dos SNPs foi realizado com base na taxa de determinação de SNP e amostra igual ou superior a 90% e SNPs com frequência alélica menor inferior a 3% utilizando o programa Plink versão 2.0. A construção dos haplótipos cromossômicos foi realizada utilizando o programa Beagle. A identificação das assinaturas foi realizada pelas metodologias: Escore de Integração dos Haplótipos (iHS), Homozigose do Haplótipo Estendido (EHH) e teste de haplótipos de longo alcance (LRH). Para a identificação de CNVs, foi feita por meio do software PennCNV, com ajuste para o conteúdo de Guanina e Citosina (GC) de uma janela genômica de 500 pares de base (pb). O controle de qualidade foi realizado usando desvio padrão de LRR inferior a 0,3, desvio padrão de BAF inferior a 0,01 e fator de ondulação inferior a 0,05, amostras que apresentaram mais de 150 CNVs e marcadores com tamanho menor do que 5 mil pb foram removidos. A identificação de assinaturas de seleção, mostrou-se como efetiva na identificação de regiões genômicas associadas as características de produção, sendo as mesmas relacionadas principalmente a adaptabilidade, pois apresentam genes responsáveis ligados a termotolerancia e resistência a doenças. Os CNVs estão em regiões do genoma que abrigam genes relacionados com termotolerância, reprodução e balanço energético negativo. Os resultados encontrados em ambos os estudos reforçam regiões do cromossomo BTA 20 como potenciais candidatos para a seleção dessas características.

The use of new molecular technologies in animal production has grown significantly in recent years, as it allows us to understand the genetic architecture of the traits of interest. Thus, the present work aimed to identify the selection signatures and the copy number variations (CNVs) present in Curraleiro Pé-Duro (CPD), in order to identify genes related to the productive and adaptive capacity of this breed. For this purpose, Illumina® BovineHD BeadChip genotypes of 120 CPD cattle from 20 different properties were used. For selection signature detection, the quality control of SNPs was performed based on the SNP and sample call rate equal to or greater than 90% and SNPs with minor allelic frequency less than 3% using the software Plink. The construction of chromosomal haplotypes was performed using the Beagle software. Signatures were identified by the following methodologies: Haplotype Integration Score (iHS), Extended Haplotype Homozygosis (EHH) and Long Range Haplotype Test (LRH). The identification of CNVs was performed using PennCNV software, adjusting the Guanine and Cytosine (GC) content of a 500 base pair (bp) genomic window. Quality control was performed using LRR standard deviation less than 0.3, BAF standard deviation less than 0.01 and wave factor less than 0.05, samples with more than 150 CNVs and markers smaller than 5,000 bp has been removed. The identification of selection signatures proved to be effective in identifying genomic regions associated with production traits, and they are mainly related to adaptability, as they are related to thermotolerance and disease resistance. CNVs are in regions of the genome that harbor genes related to thermotolerance, reproduction and negative energy balance. The results found in both studies reinforce regions of the BTA 20 chromosome as potential candidates for the selection of these characteristics

GENETIC CHARACTERIZATION OF RESISTANCE TO Haemonchus contortus IN MORADA NOVA SHEEP

Nematódeos gastrintestinais são um grande obstáculo na produção de ovinos. A seleção para resistência tem sido uma abordagem eficiente e factível para lidar com esse problema. A utilização e investigação de marcadores genéticos para características de resistência poderia acelerar o melhoramento genético e levar ao melhor entendimento dos mecanismos moleculares de resistência. O objetivo desse estudo foi verificar a possibilidade de seleção para características de resistência e resiliência em cordeiros da raça Morada Nova, estimar as potenciais respostas correlacionadas e avaliar se cinco polimorfismos de base única (SNPs, OAR2_14765360, OAR6_81718546, OAR11_62887032, OAR12_69606944 and OAR15_59871543) estão associados às características de resistência e resiliência. Um total de 287 cordeiros e 131 matrizes foram submetidas a dois desafios parasitários consecutivos e independentes por infecção oral com 4.000 larvas infectantes (L3) de Haemonchus contortus. Contagem de ovos por grama de fezes (OPG), volume globular (VG) e peso corporal vivo (PV) foram monitorados a cada uma ou duas semanas para 42 dias em cada desafio. Amostras de DNA de 287 cordeiros, 131 matrizes e 4 reprodutores machos foram amplificados por ARMS-PCR ou PCR-RFLP e os genótipos foram determinados. Estimativas de parâmetros genéticos foram obtidas para dias individuais de coleta, e para a característica como um todo com medidas repetidas, utilizando modelos animais mistos. A análise de variância (ANOVA) foi utilizada para análises de associação entre genótipos dos SNPs e fenótipos. No caso de associação significativa, o efeito de substituição de alelo foi calculado baseado em um modelo linear. As estimativas de herdabilidade para OPG no primeiro e segundo desafio parasitário foram, respectivamente, 0,25 ± 0,18 e 0,46 ± 0,19 para cordeiros, e 0,00 ± 0,09 e 0,20 ± 0,16 para matrizes. Para VG, as estimativas de herdabilidade foram 0,23 ± 0,14 e 0,32 ± 0,16 para cordeiros e 0.13 ± 0.11 e 0.37 ± 0.18 para matrizes. A estimativa de herdabilidade do ganho de peso diário (GPD) total foi 0,70 ± 0,21. As correlações genéticas de OPG e VG entre cordeiros e matrizes foram 0,36 ± 0,08 e 0,42 ± 0,08, respectivamente. Não foi encontrada correlação genética significativa entre GPD e as demais características, enquanto ocorreu uma correlação genética negativa entre OPG e VG (-0.70 ± 0.03). OAR2_14765360 e OAR12_69606944 foram associados com OPG, e OAR12_69606944 também teve um efeito significativo no VG e GPD, mostrando associação favorável do genótipo CC com todas as características avaliadas. OAR6_81718546 e OAR11_62887032 foram associados ao GPD, e OAR6_81718546 teve um efeito adicional no VG. OAR15_59871543 não foi polimórfico na população. OAR6_81718546 e OAR12_69606944 apresentaram efeito de substituição de alelo significativo de -1.06 ± 0.52 kg para o alelo T no PV final e 0.74 ± 0.32 para o alelo C no VG do mesmo dia de desafio, respectivamente. A seleção para OPG baixo e VG alto é possível em cordeiros da raça Morada Nova. A seleção para OPG baixo deve ter uma resposta correlacionada no VG (levando a VG mais alto), enquanto não é esperada uma resposta correlacionada no GPD. A seleção para OPG baixo e VG alto em cordeiros deve levar a OPG baixo e VG alto em matrizes. Um índice contendo GPD total e dados de duas coletas de OPG e VG (conduzidas 4 a 6 semanas após a infecção durante o segundo desafio parasitário) pode ser utilizado como critério de seleção em cordeiros, permitindo seleção simultânea para OPG mais baixo, VG mais elevado e GPD mais elevado. Nossos resultados suportam a existência de locos de características quantitativas (QTL) para resistência e resiliência em desequilíbrio de ligação com os SNPs polimórficos e sugere o seu uso futuro para a exploração dessas características em ovinos Morada Nova.

Gastrointestinal nematodes are a major constraint in sheep production. Breeding for resistance has proven to be an effective and feasible approach to address this problem. The use and investigation of genetic markers for resistance traits could accelerate genetic progress and lead to a better understanding of underlying molecular mechanisms. The aim of this study was to verify the possibility of selection for resistance and resilience traits in Morada Nova lambs, to estimate potential correlated responses and to evaluate if five single nucleotide polymorphisms (SNPs) (OAR2_14765360, OAR6_81718546, OAR11_62887032, OAR12_69606944 and OAR15_59871543) are associated with resistance and resilience traits. A total of 287 lambs and 131 ewes were submitted to two consecutive independent parasite challenges by oral infection with 4,000 infective larvae (L3) of Haemonchus contortus. Faecal egg counts (FEC), packed cell volume (PVC) and body weight were measured every one or two weeks for 42 days in each trial. DNA samples from 287 lambs, 131 ewes and 4 rams were amplified by ARMS-PCR or PCR-RFLP and genotypes were determined. Estimates of genetic parameters were obtained for individual records as well as for overall traits with repeated measures, using mixed animal models. Analysis of variance (ANOVA) was used for association analyses between SNP genotypes and phenotypes. In case of significant association, the allele substitution effect was calculated based on a linear model. Heritability estimates of FEC in the first and second parasite challenge were, respectively, 0.25 ± 0.18 and 0.46 ± 0.19 for lambs, and 0.00 ± 0.09 and 0.20 ± 0.16 for ewes. For PCV, heritability estimates were 0.23 ± 0.14 and 0.32 ± 0.16 for lambs and 0.13 ± 0.11 and 0.37 ± 0.18 for ewes. The overall weight gain heritability estimate was 0.70 ± 0.21. Genetic correlations of FEC and PCV between lambs and ewes were 0.36 ± 0.08 and 0.42 ± 0.08, respectively. No significant genetic correlation was found between weight gain and the other traits, while there was a negative genetic correlation between FEC and PCV (-0.70 ± 0.03). OAR2_14765360 and OAR12_69606944 were associated with FEC, and OAR12_69606944 also had significant effects on PCV and weight gain, showing favourable associations of the CC genotype with all evaluated traits. Both OAR6_81718546 and OAR11_62887032 were associated with weight gain, and OAR6_81718546 had an additional effect on PCV. OAR15_59871543 was not polymorphic in the population. OAR6_81718546 and OAR12_69606944 presented significant allele substitution effects of -1.06 ± 0.52 kg for the T allele on final body weight and 0.74 ± 0.32 for the C allele in PCV of the same sampling date, respectively. Selection for low FEC and high PCV is possible in Morada Nova lambs. Selection for low FEC should have a correlated response on PCV (leading to higher PCV), while no correlated response is expected on weight gain. Selection for low FEC and high PCV in lambs should lead to low FEC and high PCV in ewes. An index consisting of overall weight gain and two records of FEC and PCV (taken 4 to 6 weeks after infection during the second parasite challenge) can be used as selection criterion in the Morada Nova lambs, allowing simultaneous selection for lower FEC, higher PCV and higher weight gain. Our findings support the existence of quantitative trait loci (QTL) for resistance and resilience in linkage disequilibrium with the polymorphic SNPs and suggest their future use for explorations of these traits in Morada Nova sheep.

APPLYING NEXT GENERATION SEQUENCE DATA IN ANIMAL BREEDING

No Melhoramento Animal existe um histórico de utilizar dados fenotípicos dos melhores animais de uma geração para produzir a próxima geração. Entretanto, é sabido que a herdabilidade das características de interesse depende de uma base genética e podem ser explicadas através do DNA. Na genética quantitativa é usado o modelo básico que diz que o fenótipo é a soma do genótipo (composição genética do indivíduo) e do ambiente, entretanto, genótipos diferentes podem desempenhar resultados superiores ou inferiores dependendo do ambiente em que estão inseridos, com isso, houve a necessidade de incluir o fator interação entre o genótipo e o ambiente. Com o desenvolvimento tecnológico, o sequenciamento de nova geração (NGS) tem trazido avanços no entendimento de características complexas no melhoramento animal, com o sequenciamento completo do genoma dos animais domésticos foi possível melhor entender como variantes causais e estruturais tem influenciado o fenótipo. Com o uso do NGS é possível quantificar o mRNA que está sendo expresso de um determinado gene que influencia determinada característica (transcriptoma RNA-Seq), descobrir alterações epigenéticas (ChIP-Seq) e, então, conhecer melhor os mecanismos moleculares que modulam a característica e tecido em questão; aumentar a densidade de marcadores de nucleotídeos simples (SNP) com o sequenciamento do genoma completo (WGS) e então, descobrir associações genômicas mais significativas e mais precisas. Com o advento do NGS veio a necessidade de o desenvolvimento poder computacional e novas ferramentas capazes de analisar e armazenar a quantidade de dados gerada. Em função disso, o desenvolvimento de softwares capazes de realizar o controle de qualidade, mapeamento das sequencias contra o genoma de referencia e, quantificar os transcritos (no caso de RNASeq) tem se tornado necessário e, lidar com esse tipo de análise pode ser difícil para aqueles que não tem familiaridade com sistemas computacionais. Visto isso foi desenvolvido um pipeline de uso amigável para analisar dados de RNA-Seq, realizando controle de qualidade, mapeamento e contagem de sequencias. O BAQCOM (Bioinformatics Analysis of Quality Control and Mapping) tem se mostrado eficiente e rápido. Utilizando dados de RNA-Seq objetivou-se conhecer o perfil global de expressão gênica envolvido em Condronecrose Bacteriana com Osteomielite em frangos (BCO), que é desenvolvida nas placas de crescimento ósseo do fêmur e tíbia e colonizada por bactérias oportunistas. Utilizando amostras de tíbia de seis frangos de linhagem comercial (três afetados por BCO e três sadios), foram encontrados 192 genes diferencialmente expressos (FDR < 0.05) divididos em 63 upregulados e 129 downregulados. 26 genes e sete fatores de transcrição foram encontrados downregulados explicando BCO em tíbia, podendo concluir que a BCO em frangos pode ser causada pela baixa expressão de genes relacionados ao crescimento ósseo e, que, a proliferação bacteriana parece ser um processo secundário. Outro cenário para o uso de NGS é o mapeamento fino de região de QTL (quantitative Traits Loci). Uma região de QTL no cromossomo 5 associada com espessura de toucinho foi encontrada em quatro linhagens comercial de suínos (sintético baseado em large-white, Pietrain, Landrace e Large-White). Espessura de toucinho é importante para eficiência alimentar e qualidade de carne, além de ser reservatório energético. Embora Genome Wide Association Study (GWAS) tem sido amplamente usada associada à fenótipos, ainda há a necessidade de reduzir a região de associação se o objetivo é achar mutações causais. Por essa razão objetivou-se reduzir esta região de QTL usando dados de WGS, RNA-Seq e ChIP-Seq. A partir do SNP mais significativo do GWAS (leadSNP SSC5:66103958), os haplótipos foram postos em fase e selecionados haplótipos de tamanho 41 SNPs (20 < leadSNP > 20). Foi selecionado o haplótipo mais frequente entre as linhagens utilizadas, então foi possível identificar uma região de 5 SNPs (2 < leadSNP > 2) presente em todas as linhagens. A partir desta região foi realizado o mapeamento fino, primeiro foi utilizado WGS e foi identificado três variantes candidatas (SSC5:66097445, SSC5:66099282 e SSC5c66103958). Nesta região entre SSC5:66097445-66103958 foram encontradas marcas epigenéticas H3K27me3 e H3K4me3 utilizado dados de ChIP-Seq de macrófagos alveolar de suínos, indicando regulação de expressão gênica durante período de desenvolvimento pre-natal. Em função disso foram utilizados RNA-Seq de embriões e fetos, onde foi possível encontrar alta expressão do gene CCND2, que está relacionado ao desenvolvimento e diferenciação de tecido adiposo, sendo um forte candidato a gene causal para espessura de toucinho. É possível, também, concluir que nesta região pode ter elementos regulatórios envolvidos na expressão do gene CCND2 no desenvolvimento embrionário e que, o impacto epigenético durante a vida embrionária pode impactar a produção de características na vida adulta. Nessa tese foi usado dados de sequenciamento, genotipagem, fenótipo, transcriptoma e ChIP-Seq, integrando todos para estreitar regiões de interesse no genoma, assim, resultando e propondo ferramentas para melhorar o melhoramento animal no futuro.

In Animal Breeding there is a history of using phenotypic data of the best animals from one generation to produce the next one. However, it is known that the heritability of interest traits depends on a genetic basis and can be explained by the DNA. In quantitative genetics, the basic model says that the phenotype is the sum of the genotype (genetic composition of the individual) and the environment, however, different genotypes can perform superior or inferior results depending on the environment in which they are inserted, with that, there was the need to include an interaction factor at the genotype and the environment. The development of Next Generation Sequencing (NGS) has brought advances in the understanding of complex traits in animal breeding, with the Whole Genome Sequencing (WGS) of the domestic animals it was possible to better understand how causal and structural variants have influenced the phenotype. With the use of NGS it is possible to quantify the mRNA that is being expressed of a certain gene that influences a certain trait (transcriptome - RNA-Seq), discover epigenetic changes (ChIP-Seq) and, then, better understand the molecular mechanisms that modulate the trait and tissue in question; increase the density of Simple Nucleotide Polymorphism Markers (SNP) with WGS and then discover more significant and more accurate genomic associations. With the advent of NGS came the need for the development of computational power and new tools capable of analyzing and storing the amount of data generated. As a result, the development of software capable of performing quality control, mapping sequences against the reference genome and quantifying the transcripts (in the case of RNA-Seq) has become necessary and, dealing with this type of analysis can be difficult for those unfamiliar with computer systems. For this reason, a userfriendly pipeline was developed to analyze RNA-Seq data, carrying out quality control, mapping and sequence counting. BAQCOM (Bioinformatics Analysis of Quality Control and Mapping) has been shown to be efficient and fast. Using RNA-Seq data, it was aimed to know the global gene expression profile involved in Bacterial Chondronecrosis with Osteomyelitis (BCO) in chicken, which is developed in the bone growth plates of the femur and tibia followed by opportunistic bacteria. Using tibia samples from six commercial broilers (three affected by BCO and three healthy), 192 differentially expressed genes (FDR <0.05) were found (63 upregulated and 129 downregulated). 26 genes and seven transcription factors were found downregulated, explaining BCO in tibia, concluding that BCO in chickens may be caused by the low expression of genes related to bone growth and that bacterial proliferation seems to be a secondary process. Another scenario for the use of NGS is the fine mapping of QTL (quantitative Traits Loci) regions. A QTL region on chromosome 5 associated with backfat thickness was found in four commercial pig lines (synthetic based on large-white, Pietrain, Landrace and Large-White). Backfat is important for feed efficiency and meat quality, as well as being a storage of energy. Although the Genome Wide Association Study (GWAS) has been widely used in association with phenotypes, there is still a need to reduce the associated region if the goal is to find causal mutations. For this reason, it was aimed to reduce this QTL region using data from WGS, RNA-Seq and ChIPSeq. From the most significant SNP of GWAS (leadSNP - SSC5:66103958), haplotypes were phased and haplotypes of size 41 SNPs (20 20) were selected. The most frequent haplotype was selected among the four breeds, so it was possible to identify a region of 5 SNPs (2 2) cross breed. Fine mapping was carried out using this region, first WGS was used and three candidate variants were identified (SSC5:66097445, SSC5:66099282 and SSC5:66103958). In this region between SSC5:66097445-66103958 epigenetic marks H3K27me3 and H3K4me3 were found using ChIP-Seq data from pig alveolar macrophages, indicating regulation of gene expression during the prenatal development period. From this result, RNA-Seq from embryos and fetuses were used, where it was possible to find high expression of the CCND2 gene, which is related to the development and differentiation of adipose tissue, being a strong candidate for a causal gene for backfat. It is also possible to conclude that in this region there may be regulatory elements involved in the expression of the CCND2 gene in embryonic development and that the epigenetic impact during embryonic life can impact the production of traits in adult life. In this thesis, sequencing, genotyping, phenotype, transcriptome and ChIP-Seq data were used, integrating them all to narrow down regions of interest in the genome, thus resulting and proposing tools to improve animal breeding in the future.

Caracterização de rebanhos leiteiros da raça Girolando através da tipificação de marcadores moleculares para kappa-caseína / Characterization of dairy herds Girolando through typification of molecular markers for kappa-caseína

Objetivou-se caracterizar o genótipo da kappa-caseína em 144 vacas Girolando, do Estado de Pernambuco, utilizando a técnica de PCR-RFLP. Foram coletadas amostras de sangue total desses animais dos seguintes grupos genéticos: 30 ½ holando-gir, 38 ¾ holando-gir e 76 ⅝ holando-gir. Desse material foi extraído o DNA. Através do DNA foi determinada uma região que foi amplificada e seu produto sofreu ação da enzima de restrição HindIII para observar os possíveis polimorfismos. Foram encontrados os seguintes genótipos com respectivas frequências: AA (0,59); AB (0,25) BB (0,06); AC (0,05); BC (0,02) e CC (0,02). As frequências alélicas observadas para os genes A, B e C foram 0,74; 0,20 e 0,06, respectivamente. Há de se registrar a detecção do gene C na população, raramente descrito em outros trabalhos. A presença do genótipo BB na população de vacas holando-gir aponta para implantação de programas de seleção genética visando aumento na frequência do genótipo em questão, o que possibilitará ganhos significativos na cadeia do leite, particularmente, para produtores e indústrias de processamento.(AU)

This study aimed to characterize the genotype of kappa-casein in 144 Gir cows, the State of Pernambuco, using PCR-RFLP. 30 ½ Holsteingir-gir 38 ¾ Holstein and Holstein-turned 76 ⅝: Whole blood samples of the animals of the following genotypes were collected. This material was extracted DNA. Through a region of DNA was amplified and its product has the action of restriction enzyme HindIII possible to observe the polymorphism was determined. The following genotypes with respective frequencies were found: AA (0.59); AB (0.25) BB (0.06); CA (0.05); BC (0.02) and CC (0.02). The allele frequencies observed for genes A, B and C were 0.74; 0.20 and 0.06, respectively. Important to note the detection of the C gene in the population, rarely described in other papers. The presence of the BB genotype in the population of Holstein cows-turned points for deployment of genetic selection for increased frequency of the genotype in question, which will enable significant gains in the milk chain, particularly for producers and processing industries programs.(AU)

Caracterização de rebanhos leiteiros da raça Girolando através da tipificação de marcadores moleculares para kappa-caseína / Characterization of dairy herds Girolando through typification of molecular markers for kappa-caseína

Objetivou-se caracterizar o genótipo da kappa-caseína em 144 vacas Girolando, do Estado de Pernambuco, utilizando a técnica de PCR-RFLP. Foram coletadas amostras de sangue total desses animais dos seguintes grupos genéticos: 30 ½ holando-gir, 38 ¾ holando-gir e 76 ⅝ holando-gir. Desse material foi extraído o DNA. Através do DNA foi determinada uma região que foi amplificada e seu produto sofreu ação da enzima de restrição HindIII para observar os possíveis polimorfismos. Foram encontrados os seguintes genótipos com respectivas frequências: AA (0,59); AB (0,25) BB (0,06); AC (0,05); BC (0,02) e CC (0,02). As frequências alélicas observadas para os genes A, B e C foram 0,74; 0,20 e 0,06, respectivamente. Há de se registrar a detecção do gene C na população, raramente descrito em outros trabalhos. A presença do genótipo BB na população de vacas holando-gir aponta para implantação de programas de seleção genética visando aumento na frequência do genótipo em questão, o que possibilitará ganhos significativos na cadeia do leite, particularmente, para produtores e indústrias de processamento.

This study aimed to characterize the genotype of kappa-casein in 144 Gir cows, the State of Pernambuco, using PCR-RFLP. 30 ½ Holsteingir-gir 38 ¾ Holstein and Holstein-turned 76 ⅝: Whole blood samples of the animals of the following genotypes were collected. This material was extracted DNA. Through a region of DNA was amplified and its product has the action of restriction enzyme HindIII possible to observe the polymorphism was determined. The following genotypes with respective frequencies were found: AA (0.59); AB (0.25) BB (0.06); CA (0.05); BC (0.02) and CC (0.02). The allele frequencies observed for genes A, B and C were 0.74; 0.20 and 0.06, respectively. Important to note the detection of the C gene in the population, rarely described in other papers. The presence of the BB genotype in the population of Holstein cows-turned points for deployment of genetic selection for increased frequency of the genotype in question, which will enable significant gains in the milk chain, particularly for producers and processing industries programs.