disciplina: nt237 – tópicos especiais em taxonomia vegetal

UUNNIIVVEERRSSIIDDAADDEE EESSTTAADDUUAALL DDEE CCAAMMPPIINNAASS

IINNSSTTIITTUUTTOO DDEE BBIIOOLLOOGGIIAA

PPRROOGGRRAAMMAA DDEE PPÓÓSS GGRRAADDUUAAÇÇÃÃOO EEMM BBIIOOLLOOGGIIAA VVEEGGEETTAALL

Programa de Pós-Graduação em Biologia Vegetal, Instituto de Biologia, Universidade Estadual de Campinas Caixa Postal 6109. 13083-970 Campinas, SP, Brasil

Fone (19) 3521 6382. Fax (19) 3521 6374. e-mail [email protected]

Disciplina: NT237 – Tópicos Especiais em Taxonomia Vegetal – turma F

(Princípios e métodos em sistemática filogenética)

Professor: André Olmos Simões

Condensada Período de 28/01 a 08/02/13, das 09:00 às 12:00 e das 14:00 às 17:00 h

Créditos: 05

Programa da disciplina / Cronograma:

Apresentação geral: Desde a proposição de seus princípios teóricos e metodológicos por

Hennig na década de 1950, a sistemática filogenética (cladística) têm se consolidado como

uma ferramenta essencial no estudo das relações entre seres vivos. O desenvolvimento de

metodologias em biologia molecular com o uso da seqüência de nucleotídeos do DNA e RNA

como fonte de caracteres, aliado à franca expansão da bioinformática a partir da década de

1990, alçaram os estudos nesta área a um novo patamar, tornando-a uma das mais

promissoras dentro das ciências biológicas. O considerável número de filogenias publicadas

nos últimos 15 anos envolvendo representantes de praticamente todas as famílias de

angiospermas trouxe mudanças significativas nos sistemas de classificação até então

propostos, além de possibilitar estudos integrados de biologia evolutiva, biogeografia

histórica e evo-devo.

Objetivos: Em linhas gerais, este curso tem por objetivo fornecer aos estudantes de pós-

graduação um conhecimento teórico-prático sobre os princípios da sistemática filogenética

(cladística) e métodos de reconstrução de relacionamentos filogenéticos baseados nos critérios

de parsimônia, máxima verossimilhança e inferência bayesiana. Espera-se que, ao final do

curso, os alunos sejam capazes de ler e interpretar artigos científicos em sistemática

filogenética, construir matrizes de dados moleculares e não-moleculares e utilizar programas

para reconstrução filogenética, como PAUP e MrBayes.

Conteúdo: O curso focará na apresentação da metodologia cladística e de seus conceitos

fundamentais, complementado por aulas práticas onde os alunos terão a oportunidade de

aplicar os conhecimentos adquiridos ao utilizar diferentes programas de computador. Além

disso, pretende-se desenvolver atividades complementares no laboratório de Biologia

Molecular, de forma que os alunos possam desempenhar atividades rotineiras em sistemática






filogenética molecular, como extração de DNA, amplificação de framentos via reação de PCR

e checagem dos resultados via eletrofose em gel de agarose.

Avaliação: Os alunos serão avaliados pelo desempenho geral nas atividades práticas

programadas e pela apresentação de seminário em tema selecionado no início da disciplina.

Programa: A disciplina será dividida em dois núcleos semanais de seis horas diárias. O

período da manhã será reservado às aulas teóricas, e o período da tarde será reservado às aulas

práticas. O conteúdo programático da disciplina foi dividido da seguinte forma, para um total

de dez dias:

Aula 1

Teórica: Apresentação da disciplina. Introdução aos conceitos teóricos em sistemática

filogenética: ancestralidade e derivação, homologia/analogia, sinapomorfias e plesiomorfias,

árvores filogenéticas.Breve histórico da sistemática filogenética: da botânica clássica à

moderna sistemática molecular.

Prática: extração de DNA total

Aula 2

Teórica: Conceitos teóricos em sistemática filogenética – continuação: monofilia, parafilia e

polifilia; convergências e paralelismos, árvores filogenéticas. Caracteres e estados de caráter.

Fontes de caracteres moleculares e não-moleculares para reconstrução filogenética.

Introdução à metodologia de amplificação de fragmentos do genoma via reação de PCR

Prática: amplificação de fragmentos por reação de PCR

Aula 3

Teórica: Métodos em biologia molecular: da extração de DNA ao sequenciamento, e

perspectivas futuras.

Prática: amplificação de fragmentos por reação de PCR e checagem dos resultados em gel de

agarose

Aula 4

Teórica: Construção de matrizes de dados. Alinhamento de matrizes: princípios e métodos.






Prática: montagem e alinhamento de matrizes de dados com o uso dos programas Mesquite e

Mega5.

Aula 5

Teórica: Modelos evolutivos: princípios e aplicações. Introdução aos métodos de inferência

filogenética: métodos de distância, parcimônia, máxima verossimilhança e inferência

bayesiana.

Prática: Teste de modelos evolutivos com o uso do programa Jmodeltest

Aula 6

Teórica: Reconstrução filogenética pelo critério de máxima parcimônia: princípios, métodos e

estudos de caso.

Prática: Reconstrução filogenética por máxima parsimônia pelo uso do programa PAUP

Aula 7

Teórica: Reconstrução filogenética pelo critério de máxima verossimilhança : princípios,

métodos e estudos de caso.

Prática: Reconstrução filogenética por máxima verossimilhança pelo uso dos programas

PAUP e MEGA5

Aula 8

Teórica: Reconstrução filogenética por inferência bayesiana: princípios, métodos e estudos de

caso.

Prática: Reconstrução filogenética por inferência bayesiana pelo uso do programa Mr.Bayes.

Aula 9

Teórica: Expansão dos métodos filogenéticos: o uso de filogenias na reconstrução da história

evolutiva de caracteres. Princípios, métodos, direções futuras e estudos de caso.

Prática: Reconstrução de estados de caráter ancestrais pelo uso do programa Mesquite

Aula 10

Apresentação de seminários e fechamentod a disciplina






Pré-requisitos: Não serão exigidos pré-requisitos para esta disciplina.

Bibliografia recomendada:

Amorim, D.S. 1994. Elementos básicos de sistemática filogenética. Sociedade Brasileira de

Entomologia, São Paulo, Brasil.

Hall, B.G. 2004. Phylogenetic trees made easy: A How-To Manual (2nd ed.). Sinauer

Associates, Sunderland, Massachusetts, USA.

Hillis, D.M., C. Moritz e B.K. Mable. 1996. Molecular systematics (2nd ed.). Sinauer

Associates, Sunderland, Massachusetts, USA.

Judd, W.S.; Campbell, C.S.; Kellogg, E.A.; Stevens, P.F. & Donoghue, M.J. 2009.

Sistemática vegetal: um enfoque filogenético. 3ª. edição. Artmed Editora, Porto Alegre,

RS.

Maddison, W.P. & Maddison, D.R. 2003. MESQUITE, A Modular System for Evolutionary

Analysis. Disponível on-line em: http://mesquiteproject.org

Matioli, S.R. (ed.) 2001. Biologia molecular e evolução. Editora Holos, Ribeirão Preto,

Brasil.

Moore, B.R. & Donoghue, M.J. 2007. Correlates of diversification in the plant clade

Dipsacales: geographic movement and evolutionary innovations. The American

Naturalist 170 (sup.): S28-S55.

Ridley, M. 1996. Evolution (2nd ed.). Blackwell Science, Cambridge, Massachusetts, USA.

Ronquist, F. & Huelsenbeck, J.P. 2003. Mr Bayes 3: Bayesian phylogenetic inference under

mixed models. Bioinformatics, 19: 1572-1574.

Ronquist, F.; Huelsenbeck, J.P. & van der Mark, P. 2005. MrBayes 3.1 manual. Disponível

em: http://mrbayes.csit.fsu.edu/

Soltis, P.S., D.E. Soltis e J.J. Doyle. 1998. Molecular systematics of plants II: DNA

sequencing. Kluwer Acad. Publ., Boston, USA.

Soltis, D.E., P.S. Soltis, P.K. Endress e M.W. Chase. 2005. Phylogeny and evolution of

angiosperms. Sinauer Associates, Sunderland, Massachusetts, USA.

Swofford, D.L. 2000. PAUP*: Phylogenetic analysis using parsimony, version 4.0b. Sinauer

Associates, Sunderland, Massachussets.

http://mesquiteproject.org/

disciplina: nt237 – tópicos especiais em taxonomia vegetal

Documents