Antonio Augusto Franco Garcia.

Os ataques por fitonematoides estão entre os principais problemas fitossanitários que acometem o feijoeiro comum (Phaseolus vulgaris). Os nematoides de galhas, do gênero Meloidogyne, são possivelmente as pragas agrícolas de maior distribuição geográfica, com destaque para a espécie M. incognita, considerada um dos patógenos de maior prejuízo econômico em todo o mundo. As alternativas de controle dos nematoides envolvem práticas inviáveis a campo, e o controle químico é pouco eficiente, de custo alto, podendo acarretar relevantes impactos ambientais, havendo a necessidade do desenvolvimento de cultivares resistentes/tolerantes que são escassas para o feijoeiro. Apesar da disponibilidade de várias abordagens genético-moleculares, pouco foi realizado visando a contribuir para o entendimento dos mecanismos envolvidos na resposta do feijoeiro aos nematoides de galhas. Neste cenário, o presente projeto pretende dar sequência aos esforços conjuntos do Programa de Melhoramento do Feijoeiro do IAC e do Departamento de Genética da ESALQ, particularmente no que se refere à identificação de genes candidatos e regiões genômicas envolvidas na resposta do feijoeiro ao nematoide de galhas. A proposta integra cinco subprojetos que envolvem: mapeamento de QTLs envolvidos na resistência do hospedeiro; análise do perfil transcricional de genótipos com resposta contrastante à infecção por M. incognita; estudo funcional de genes candidatos, via transformação e edição genômica; análise da interação com Fusarium oxysporum; e finalmente a avaliação de linhagens melhoradas e pré-comerciais. Assim, a partir dos resultados deste projeto espera-se: entender a arquitetura genética da resistência ao nematoide; apontar SNPs que permitam identificar genótipos de feijoeiro resistentes e assim poder usar a seleção assistida por marcadores, contribuindo para reduzir a necessidade das dificultosas avaliações fenotípicas em programas de melhoramento da cultura; avançar no entendimento dos mecanismos moleculares envolvidos na complexa interação M. incognita - P. vulgaris; identificar genes envolvidos na resposta de defesa aos nematoides de galhas, e desenvolver e caracterizar cultivares quanto à resistência.

Projeto multi-institucional para promover a integração de diferentes áreas com o objetivo de formar profissionais mais completos e especializados, com treinamento adequado para uso das ferramentas de biologia computacional existentes, aptos a realizarem estudos de variação genética aplicados a diversas áreas do conhecimento.

Breeding programs have been successfully over the years in the generation of new improved sugarcane varieties (Saccharum spp.), which are more productive and resistant to pests, diseases and abiotic stresses. These varieties are of central importance for sugar and ethanol production. However, breeding process takes about 10 to 15 years to release new varieties, mainly because of the difficulty to correctly identify good genotypes on the fields, since there is strong influence of environmental conditions. This process could be speed up with the development and the use of genetic markers, which are genomic regions that could be observed (evaluated) on each individual. By studying the segregation of those markers, it is possible to estimate the genetic distances between them, resulting in the so called genetic maps. After, linkage studies are performed in order to associate genotype (based on molecular traits) and phenotypes (traits that are evaluated on field conditions, such as sugar and fiber content). If the genomic regions are strongly linked with genes that control agronomic traits, they could be used for help the breeding process. Since most of the traits of agronomic and economic importance are quantitative (controlled by many loci), the major goal is to identify genomic regions associated with such traits, named quantitative trait loci (QTL). The use of markers in genetic studies, including QTL mapping, has allowed important progress in the knowledge of the genomic structure, genetics and evolution of sugarcane. In this project, new markers will be developed and used for QTL mapping. A new class of very useful markers called genic molecular markers (GMMs) will be developed and used. This kind of marker (EST-SSRs and SNPs), also named Functional Markers, will be obtained from expressed sequences from the SUCEST data bank, and sequencing genes from BAC clones. BAC libraries will be constructed using DNA from parental sugarcane varieties employed in the biparenta

A avicultura brasileira e mundial vêm alcançando expressiva evolução nos índices de desempenho devido ao melhoramento genético baseado em conceitos de genética quantitativa, onde ocorre a seleção de indivíduos com fenótipos desejáveis para serem os genitores da geração seguinte. Com o advento das técnicas moleculares de análise genética (marcadores moleculares), um novo horizonte abriu-se aos melhoristas, vislumbrando-se maiores possibilidades de ganhos à medida que o controle genético dos caracteres quantitativos sob seleção é desvendado, permitindo que novas informações sejam incorporadas aos métodos clássicos de melhoramento, por meio da identificação de genes que controlam tais caracteres. Grandes esforços vêm sendo realizados para a construção de um mapa genético de frango de corte com o uso de marcadores microssatélites, que servem de base para a realização de estudos para a identificação de QTL´s (quantitative trait loci) que estejam associados às características de interesse comercial. Atualmente, os métodos de análise genético-estatísticas envolvidas no mapeamento de QTL´s são muito complexos, envolvendo profundos conhecimentos nas áreas de Genética, Estatística e Computação. Com o uso desses métodos, é possível estudar a arquitetura genética dos caracteres quantitativos, pois os mesmos permitem determinar o número, a posição, os efeitos e as interações entre os QTL´s. Assim, os objetivos deste projeto de pesquisa serão; i) mapear QTL´s associados às características de desempenho zootécnico e de carcaça em uma população referência de frangos de corte (CT); ii) realizar estudos sobre a arquitetura genética de caracteres quantitativos nessa população, determinando localização e número de QTL´s envolvidos no controle destas características, o(s) tipo(s) de ação(ões) gênica(s) dos QTL´s que controla(m) tais características; iii) estudos detalhados da correlação entre tais caracteres.

Com o recente surgimento dos marcadores moleculares, tornou-se possível a construção de mapas genéticos, que têm grande aplicação no estudo de locos que controlam caracteres quantitativos (QTL's) de importância agronômica. A construção desses mapas genéticos envolve a ordenação de locos dentro de grupos de ligação, principalmente através do método da verossimilhança. Existem vários softwares disponíveis que realizam essas análises, como por exemplo MAPMAKER/EXP, JoinMap e QTL Cartographer. No entanto, nenhum deles fornece parâmetros para avaliação da ordem final obtida. Mapas construídos com erros na ordem das marcas podem causar sérios problemas, já que serão utilizados como base para outros estudos de grande importância, como a localização de genes e de QTL's. Uma maneira de avaliar a ordem dos locos é com uso de técnicas não-paramétricas, como o método de reamostragem bootstrap. O presente trabalho tem por objetivo, primeiramente, desenvolver um software que permita a realização de análises bootstrap para a validação da ordem dos locos. Posteriormente, será avaliado o comportamento do método bootstrap nessa situação, via simulação computacional. Pretende-se, com isso, verificar se o método bootstrap pode ser empregado com segurança, o que permitiria a obtenção de informações importantes a respeito dos mapas genéticos.

Projeto para desenvolvimento de pós-doutorado no Bioinformatics Research Center, Department of Statistics, North Carolina State University.

Projeto de pesquisa que visa desenvolver formas de aproveitar as vantagens de dois programas muito usados para a construção de mapas genéticos.

Pesquisa que visa, através de simulação computacional, verificar a influência da herdabilidade do caráter na detecção de QTL's com modelos de regressão

Pesquisa que visa fornecer subsídios úteis para a construção de mapas genéticos. Normalmente, o número de marcadores por grupo de ligação é elevado, o que impede que algoritmos de busca exaustiva sejam usados. Esse projeto estuda algoritmos alternativos à busca exaustiva.

Projeto que visa fornecer subsídios para o entendimento da arquitetura genética de caracteres quantitativos importantes para a cana-de-açúcar

Projeto que visa fornecer subsídios para entendimento da arquitetura genética de caracteres quantitativos importantes para a cultura do milho.

Desde o recente advento dos marcadores moleculares, estudos detalhados sobre a arquitetura genética dos caracteres quantitativos têm sido desenvolvidos, usando como base os mapas de ligação. Com base nesses resultados, deve ser possível aumentar ainda mais a eficiência dos programas de melhoramento, uma vez que eles permitem individualizar os locos que controlam tais caracteres, além de determinar seus efeitos e interações. O projeto em questão tem como objetivo desenvolver e/ou adaptar métodos genético-estatísticos que permitam utilizar, de forma eficiente, as informações dos marcadores genéticos (morfológicos, isoenzimáticos, moleculares e genômicos) em programas de melhoramento e estudos básicos de genética. Os tópicos considerados nas pesquisas são: i) desenvolvimento de métodos genético-estatísticos para construção de mapas em populações geradas pelo cruzamento de linhagens endogâmicas, como é o caso do milho, e em F1?s resultantes do cruzamento de plantas de polinização aberta (não endogâmicas), como a cana-de-açúcar; ii) desenvolvimento de métodos genético-estatísticos para mapeamento de QTL?s em populações individuais (principalmente em milho, cana-de-açúcar e frangos de corte); iii) desenvolvimento de modelos para mapeamento de QTL's e estudo da base genética da heterose;iv) desenvolvimento de métodos genético-estatísticos para mapeamento de QTL?s de múltiplos caracteres, ambientes e populações; v) desenvolvimento de métodos genético-estatísticos para realizar seleção assistida por marcadores considerando múltiplos caracteres e ambientes.

Pesquisa que visa, através de simulação computacional, verificar a influência da herdabilidade do caráter na detecção de QTL's com o método da análise de variância

Estudo da base genética das variedades cultivadas no Brasil, via coeficiente de parentesco

Estudo da arquitetura genética do teor de óleo, que é uma característica muito importante para o melhoramento do milho

Projeto que visa avaliar se os programas de melhoramento forneceram variedades baseadas em poucos ancestrais, o que pode causar riscos de vulnerabilidade genética.

Com o uso de marcadores moleculares, os estudos de base genética ficam mais detalhados, uma vez que as informações das genealogias são normalmente incompletas e sujeitas a erros. Nesse projeto, visou-se complementar os trabalhos sobre diversidade genética feitos apenas com base em genealogias.