Molecular identification and mapping of a novel stripe rust resistance gene in wheat resistance line CH5389 / Identificação e mapeamento de um novo gene de resistência a ferrugem linear na linhagem de trigo CH5389

ABSTRACT: Stripe rust, caused by Puccinia striiformis is one of the most destructive diseases of wheat worldwide. CH5389 is a wheat-Thinopyrum intermedium derived line conferring stripe rust resistance. Genetic analyses of seedlings of F2 populations and F2:3 families developed by crossing CH5389 and susceptible common wheat revealed that stripe rust resistance in CH5389 was controlled by a single dominant gene that was designated YrCH5389. Eight SSR and EST-PCR polymorphic markers on chromosome 3AL were identified in F2 population of CH5389/Taichung29. The YrCH5389 was flanked by EST marker BE405348 and SSR marker Xwmc388 on chromosome 3AL with genetic distances of 2.2 and 4.6 cM, respectively. Comparative genomic analysis demonstrated that the orthologous genomic region of YrCH5389 covered 990 kb in rice, 640 kb in Brachypodium, and 890 kb in sorghum. Based on the locations of the markers, the resistance gene was located to chromosome deletion bin 3AL-0.85-1.00. Because there are no officially named stripe rust resistance genes on the 3AL chromosome, the YrCH5389 should be designated as a new resistance gene. These linkage markers could be useful for marker-assisted selection in wheat resistance breeding.

RESUMO: A ferrugem linear causada por Puccinia striiformis é uma das doenças mais destrutivas do trigo no mundo. A linhagem CH5389 é derivada do cruzamento de trigo com Thinopyrum intermedium e confere resistência a ferrugem linear. Análises genéticas de indivíduos da população F2 e família F2:3 obtida a partir do cruzamento entre CH5389 e trigo comum suscetível revelaram que a resistência à ferrugem linear na linhagem CH5389 foi controlada por um único gene dominante, designado YrCH5389. Oito marcadores polimórficos SSR e EST-PCR no cromossomo 3AL foram identificados na população F2 de CH5389/Taichung29. O gene YrCH5389 foi delimitado pelos marcadores EST BE405348 e SSR Xwmc388 no cromossomo 3AL com distâncias genéticas de 2,2 e 4,6 cM, respectivamente. Análises genômicas comparativas demonstraram que regiões genômicas ortólogas do gene YrCH5389 compreendem 990 kb em arroz, 640 kb em braquipódio e 890 kb em sorgo. Com base nas localizações dos marcadores, o gene de resistência foi localizado no cromossomo 3AL-0.85-1.00. Como não há genes oficialmente nomeados de resistência à ferrugem linear no cromossomo 3AL, o YrCH5389 deve ser designado como um gene novo de resistência. Esses marcadores de ligação podem ser úteis para a seleção assistida de genótipos de trigo resistentes a ferrugem linear.

Genomic imbalances detected through array CGH in fetuses with holoprosencephaly / Instabilidades genômicas detectadas através de array CGH em fetos com holoprosencefalia

OBJECTIVE: Holoprosencephaly (HPE) is heterogeneous in pathogenesis, integrating genetic susceptibility with the influence of environmental factors. Submicroscopic aberrations may contribute to the etiology of HPE. Our aim was to report the molecular analysis of 4 fetuses with HPE and normal metaphase karyotype. METHOD: A whole genome BAC-array based Comparative Genomic Hybridization (array CGH) was carried out in fetal blood samples. All potential cytogenetic alterations detected on the arrays were matched against the known copy number variations databases. RESULTS: The array CGH analysis showed copy number gains and losses in all cases. We found a recurrent deletion in 15q14 (clone RP11-23J11) and in 15q22 (clone RP11-537k8) in 2 out 4 cases analyzed. We also observed submicroscopic gain in 6p21 in 3 out of 4 fetuses in nearby clones. All these regions were tested in known databases and no copy number variations have been described for them. CONCLUSION: This is the first report of molecular characterization through a whole genome microarray CGH of fetuses with HPE. Our results may contribute to verify the effectiveness and applicability of the molecular technique of array CGH for prenatal diagnosis purposes, and contributing to the knowledge of the submicroscopic genomic instability characterization of HPE fetuses.

OBJETIVO: Holoprosencefalia (HPE) é uma malformação heterogênea na patogênese, integrando a suscetibilidade genética com a influência de fatores ambientais. Aberrações submicroscópicas podem contribuir para a etiologia da HPE. Nosso objetivo foi relatar a análise molecular de 4 fetos com HPE e cariótipo normal. MÉTODO: Foi realizado um estudo descritivo prospectivo dos achados da técnica de hibridação genômica comparativa baseada em microarranjos utilizando BAC clones de ampla cobertura genômica (BAC-array CGH) em amostras sanguíneas de fetos portadores de holoprosencefalia e com cromossomos numericamente normais ao bandamento G. Todas as potenciais alterações citogenéticas detectadas foram comparadas com bancos de dados com variações do número de cópias conhecidas. RESULTADOS: A análise de array CGH evidenciou ganhos e perdas do número de cópias em todos os 4 casos. Foram encontradas deleções recorrentes em 15q14 (clone RP11-23J11) e em 15q22 (clone RP11-537k8) em 2 dos 4 casos analisados. Observou-se em 3 fetos ganho genômico na região 6p21 em clones próximos. Todas estas regiões não apresentaram variações do número de cópias descritas em bancos de dados conhecidos. CONCLUSÃO: Este é o primeiro relato de caracterização molecular através de um microarray CGH de fetos com HPE. Nossos resultados podem contribuir para verificar a eficácia e aplicabilidade da técnica molecular de array CGH para fins de diagnóstico pré-natal, contribuindo para o conhecimento da caracterização de instabilidades genômicas submicroscópicas de fetos com HPE.

Importância da identificação das mutações do protooncogene RET e sua atuação no desenvolvimento dos diversos fenótipos das neoplasias endócrinas múltiplas tipo 2 / Importance of RET proto-oncogene mutations identification and its performance in thedevelopment of the multiples endocrines neoplasias type 2 several phenotypes

A hereditariedade autossômica dominante da neoplasia endócrina múltipla tipo 2 (NEM 2) relaciona-se à ativação do proto-oncogene RET, através de mutações missense. As mutações do RET são encontradas em 95% dos casos índices de NEM 2 e apresentam relação direta entre sua localização codon específica e os diversos fenótipos desenvolvidos, dentre eles, carcinoma medular datireóide, feocromocitoma e/ou hiperparatireoidismo. Baseando-se em análises bioquímicas e genéticas, é possível efetuar um diagnósticoprematuro, viabilizando a intervenção cirúrgica em tempo hábil. A periodicidade da monitorização bioquímica é ditada pelo fenótipopresente, pelas manifestações clínicas familiares e pelo genótipo RET. A recomendação da análise genética deve ser feita a todos indivíduos afetados e também a seus ascendentes e descendentes diretos, caso alguma mutação esteja presente; permitindo identificar os portadores de mutações RET, previamente ao início da sintomatologia. Neste trabalho, serão discutidos os aspectos molecularesdos diversos fenótipos da NEM 2, bem como a importância da identificação genotípica do proto-oncogene RET e sua interação com os testes bioquímicos visando o diagnóstico precoce, prevenção, monitorização, screening familiar e, portanto, maior sobrevidado paciente.

The dominant autossomic hereditarity of the multiple endocrine neoplasia type 2 (MEN 2) is related to RET proto-oncogene activation, through mutations missense. RET mutations are found in 95% of MEN 2 index cases and present direct relation between its specific localization codon and the diverse developed phenotypes, among them, medullary thyroid carcinoma, pheochromocytoma and/or hyperparathyroidism. Being based on biochemists and genetics analyses, it is possible to perform a premature diagnosis, making possible a surgical intervention in the right time. The biochemist monitoring regularity is determined by present phenotype, the familiar clinical manifestations and RET genotype. The recommendation of the genetic analysis must be made to all affected individuals and also their ascendants and descendants, in case some mutation is present, allowing to identify the RET mutations carriers previously to the beginning of the symptomatology. In this work, the molecular aspects of MEN 2 diverse phenotypes will be discussed, as well as the importance of the RET proto-oncogene genotypic identification and its interaction with the biochemists tests aiming the precocious diagnosis, prevention, monitoring, familiar screening e, therefore, the patient’s longer survival.

Discriminação de raças primitivas de Pupunha (Bactris Gasipaes) na Amazônia brasileira por meio de marcadores moleculares (RAPDs)

The pejibaye (Bactris gasipaes Kunth, Palmae) was domesticated for it fruits by the first peoples of western Amazonia. Consequently it exhibits a landrace complex that has been partially characterized morphologically and mapped. Along the Amazonas and Solimões Rivers, in Brazil, three landraces have been proposed [Pará (Amazonas River), Solimões (lower and middle Solimões River), Putumayo (upper Solimões River)], with indications that the Solimões landrace could be an artifact of the morphometric analysis. RAPD markers were used to evaluate the three landrace hypothesis. DNA was extracted from 30 plants of each landrace maintained in the Pejibaye germplasm bank, Manaus, AM, Brazil. During PCR amplification, 8 primers generated 80 markers, Jaccard similarities were estimated, the plants were grouped with UPGMA. The dendrogram contained 2 large groups that joined at a similarity of 0.535: the group of the Pará landrace contained 26 plants of this race, 5 of the Putumayo and 1 of the Solimões; the group of the Solimões River contained 29 plants of the Solimões race, 19 of the Putumayo and 1 of the Pará. The structure of the second group suggested that there is only one landrace along the Solimões River, since the plants were mixed in sub-groups without apparent order. This marker-based genetic analysis did not support the three landrace hypothesis and suggests that the Putumayo landrace extends along the Solimões River to central Amazonia. Genetic and morphological data must now be used to evaluate this new hypothesis.

A pupunha (Bactris gasipaes Kunth, Palmae) foi domesticada por seu fruto pelos primeiros povos da Amazônia Ocidental, possuindo um complexo de raças primitivas (landraces) parcialmente caracterizado e mapeado morfologicamente. Ao longo dos Rios Amazonas e Solimões, no Brasil, foram propostas três raças primitivas [Pará (Rio Amazonas), Solimões (baixo e médio Rio Solimões), Putumayo (alto Rio Solimões)], com indicações de que a raça Solimões poderia ser artefato de análise morfométrica. Marcadores RAPDs foram usados para avaliar a hipótese de três raças. Extraiu-se DNA de 30 plantas de cada raça mantida no BAG de Pupunha em Manaus, AM, Brasil. Na amplificação por PCR, 8 primers geraram 80 marcadores, cujas similaridades de Jaccard foram estimadas para agrupamento das plantas com UPGMA. O dendrograma conteve 2 grandes grupos que juntaram-se a uma similaridade de 0,535: o grupo da raça Pará conteve 26 plantas dessa raça, 5 da Putumayo e 1 da Solimões; o grupo do Rio Solimões conteve 29 plantas da raça Solimões, 19 da Putumayo e 1 da Pará. A estrutura do segundo grupo sugere que existe apenas uma raça ao longo do Rio Solimões, pois as plantas amostradas são misturadas em sub-grupos sem ordem aparente. A análise genética não apoia a hipótese de três raças e sugere que a raça Putumayo estende-se ao longo do Rio Solimões até Amazônia central. Será necessário juntar dados genéticos com morfológicos para avaliar esta nova hipótese com mais precisão.