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Princípio científico e análises genéticas utilizando
marcadores molecularesFábio Gelape Faleiro
Cerrados
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• Por que estudar o DNA?
• Infra-estrutura necessária para análises do DNA
• Diferentes tipos de marcadores moleculares
• Infra-estrutura da Embrapa Cerrados
• Principais aplicações
Cerrados
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• Por que estudar o DNA?
• Infra-estrutura necessária para análises do DNA
• Diferentes tipos de marcadores moleculares
• Infra-estrutura da Embrapa Cerrados
• Principais aplicações
Cerrados
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Por que estudar o DNA?
• Onde está o DNA?
• Função biológica do DNA
• Interação genótipo x ambiente
• Clonagem animal e vegetal
• Propagação vegetativa e seminal
• Contribuições da tecnologia
Cerrados
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Onde está o DNA?
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Met
Glu
Asp
Gly
Ser
Met
Met
Lys
Estrutural
Enzimática
ATGGAAGATGGTTCTATGAAAATG
DNA
AUGGAAGAUGGUUCUAUGAAAAUG
RNAm
Função biológica do DNA
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RNA PROTEÍNAS
FENÓTIPO
AMBIENTE
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Clonagem vegetal X Clonagem animal
mandioca citrus manga
Ovelha Dolly Bezerra Vitória
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Propagação vegetativa
estaquiaestaquia enxertiaenxertia
Propagação sexuadaX
pólen
produtivaprodutiva
resistenteresistente
ResistenteResistenteee
produtivaprodutiva
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DNA
informação genética responsável por todas as características de
um determinado indivíduo
Cerrados
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Informações úteis
MARCADORES MOLECULARES
RAPD
Microssatélites
AFLP
PROJETO GENOMA
Contribuições das análises do DNA
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Dados obtidos
CODIFICADOS
Cerrados
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DiversidadeGenética
AgrupamentoAgrupamento
Grupo Indivíduos
< 1 > D< 2 >
E CA B
AnáliseAnáliseEstatísticaEstatística
A B C D E
0 1 1 1 01 0 0 0 00 0 1 1 10 1 0 0 01 1 0 1 11 0 0 0 00 0 0 1 11 1 0 0 01 1 1 1 1
Matriz de dadosMatriz de dados
DendrogramaDendrogramaABCD
E
Distância GenéticaDistância Genética
A B C D EABCDE
-0.440.670.670.56
--
0.440.440.56
---
0.220.33
----
0.11
-----
Projeção no PlanoProjeção no Plano
AA BB CC DD EE
GelGel
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Softwares
Genes Statistica
SPSS NTSYS
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Mapeamento genético
F1
. . .
x
P1 X P2
Resistente Suscetível
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Softwares
Joinmap
JUMP/SAS
GQMol
QTLCartographer
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1 2 3 4 5
Seqüências6
Unidade de tempo
Unidade de distância4
32
56 1
156423
tempo
Análises filogenéticas
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• Por que estudar o DNA?
• Infra-estrutura necessária para análises do DNA
• Diferentes tipos de marcadores moleculares
• Infra-estrutura da Embrapa Cerrados
• Principais aplicações
Cerrados
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Extração do DNACerrados
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Amplificação do DNACerrados
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EletroforeseCerrados
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FotodocumentaçãoCerrados
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Setor de BioinformáticaCerrados
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• Por que estudar o DNA?
• Infra-estrutura necessária para análises do DNA
• Diferentes tipos de marcadores moleculares
• Infra-estrutura da Embrapa Cerrados
• Principais aplicações
Cerrados
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Diferentes tipos de marcadores moleculares
Isoenzimáticos RAPDMicrossatélites
AFLPRFLP
PCR sequencing
VNTRs, CAPS, DGGE, ISSR, S-SAP, IRAP, DAF, SNPs etc.
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Isoenzimáticos
ETAPAS
1. Obtenção do extrato2. Eletroforese em gel de amido3. Reação enzimática
PRINCIPAL VANTAGEM
Técnica barata e acessível
PRINCIPAL DESVANTAGEM
Número reduzido de marcadores
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RAPD
ETAPAS
1. Extração do DNA2. Amplificação via PCR3. Eletroforese4. Fotodocumentação
PRINCIPAL VANTAGEM
Simplicidade e rapidez
PRINCIPAL DESVANTAGEM
Marcador dominante e baixareproducibilidade
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Microssatélites
ETAPAS
1. Extração do DNA2. Amplificação via PCR3. Eletroforese4. Fotodocumentação
PRINCIPAL VANTAGEMSimplicidade e rapidez,Marcador codominante ealtamente reprodutível
PRINCIPAL DESVANTAGEMNecessita o desenvolvimento de primers específicos para a espécie
em estudo
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RFLP
ETAPAS
1. Extração do DNA2. Clivagem com enzimas de restrição3. Eletroforese4. Hibridização com sondas específicas5. Radioautografia
++
--
PRINCIPAL DESVANTAGEM
Envolve muitas etapas (processo lento) e necessita de bibliotecas
de sondas disponíveis
PRINCIPAL VANTAGEM
Marcador codominante e alta reproducibilidade
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AFLP
ETAPAS
1. Extração do DNA2. Clivagem com enzimas de restrição3. Ligação de adaptadores específicos4. Amplificação via PCR5. Eletroforese
PRINCIPAL DESVANTAGEM
Marcador dominante, envolve muitasetapas e reagentes são muito caros
PRINCIPAL VANTAGEM
Grande número de fragmentosgerados em um único gel
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Qual tipo de marcador molecular utilizar?A resposta depende:
- da infra-estrutura disponível
- dos recursos financeiros
- de recursos humanos treinados
- do nível de conhecimento da espécie
- do objetivo do trabalho
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• Por que estudar o DNA?
• Infra-estrutura necessária para análises do DNA
• Diferentes tipos de marcadores moleculares
• Infra-estrutura da Embrapa Cerrados
• Principais aplicações
Cerrados
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Laboratório de Genética e Biologia Molecular da Embrapa Cerrados
Cerrados
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Laboratório Genética e Biologia Molecular
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Laboratório Genética e Biologia Molecular
GENÔMICA
PROTEÔMICA BIOINFORMÁTICA
TRANSCRIPTÔMICA
ANÁLISES
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• Por que estudar o DNA?
• Infra-estrutura necessária para análises do DNA
• Diferentes tipos de marcadores moleculares
• Infra-estrutura da Embrapa Cerrados
• Principais aplicações
Cerrados
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Laboratório Genética e Biologia Molecular
MELHORAMENTOGENÉTICO
MICROBIOLOGIAAGRÍCOLA
RECURSOSGENÉTICOS
ESTRESSES BIÓTICOSE ABIÓTICOS
LINHASPESQUISA
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Laboratório Genética e Biologia Molecular
MELHORAMENTOGENÉTICO
MICROBIOLOGIAAGRÍCOLA
RECURSOSGENÉTICOS
ESTRESSES BIÓTICOSE ABIÓTICOS
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Laboratório Genética e Biologia Molecular
MELHORAMENTOGENÉTICO
MICROBIOLOGIAAGRÍCOLA
RECURSOSGENÉTICOS
ESTRESSES BIÓTICOSE ABIÓTICOS
LINHASPESQUISA
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manga
forrageiras
seringueira
maracujá
soja
trigo
mandiocacevada
pitaya
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S. macrocephala S. guianensis Arachis
Feijão guandu Panicum Capim elefante
forrageiras
Leucena
Brachiaria
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Laboratório Genética e Biologia Molecular
MELHORAMENTOGENÉTICO
MICROBIOLOGIAAGRÍCOLA
RECURSOSGENÉTICOS
ESTRESSES BIÓTICOSE ABIÓTICOS
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Dist MarcadorescM
SCARBA8-5605.4
OF10-10500.3SCARF10-10508.0OX11-550
8.9
fer522.4fer472.0fer560.7fer491.0fer323.5ant813.5ant735.8ant89
Diversidade genética de fitopatógenos
Mapeamento de genes de resistência
Diagnóstico Molecularde fitonematóides
Proteômica – cigarrinha das pastagens
Tolerância à seca
Fitorremediação
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Laboratório Genética e Biologia Molecular
MELHORAMENTOGENÉTICO
MICROBIOLOGIAAGRÍCOLA
RECURSOSGENÉTICOS
ESTRESSES BIÓTICOSE ABIÓTICOS
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Estudo da variabilidadegenética de microorganismos
do solo
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Laboratório Genética e Biologia MolecularLaboratório Genética e Biologia Molecular
MELHORAMENTOMELHORAMENTOGENÉTICOGENÉTICO
MICROBIOLOGIAMICROBIOLOGIAAGRÍCOLAAGRÍCOLA
RECURSOSRECURSOSGENÉTICOSGENÉTICOS
ESTRESSES BIÓTICOSE ABIÓTICOS
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Características agronômicase quantitativas
Características morfológicas
Características moleculares
Cerrados
latitude
longitude
Descritoresecológicos
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Plantas nativas do Cerrado
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Animais silvestres do cerrado
Papagaio BicudoArara Tucano
Ema PacaCapivara Queixada
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