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LUZIANE DE ABREU NACHBAR
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ASPECTOS CIENCIOMÉTRICOS, BOTÂNICOS, FENOTÍPICOS E MOLECULARES DE MANDIOCAS DA AMAZÔNIA OCIDENTAL, BRASIL
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Orientador : ANA APARECIDA BANDINI ROSSI
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Data: 26/02/2026
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A mandioca é uma espécie cultivada mundialmente, capaz de se adaptar a diversas condições ambientais, é utilizada na alimentação animal, humana e na agroindústria. O estado de Mato Grosso se destaca como um centro de diversidade do gênero Manihot, os agricultores familiares são detentores de grande parte da diversidade e desenvolvem um importante papel na conservação da espécie. Diante disso, este estudo teve como objetivo realizar uma análise cienciométrica sobre o uso de marcadores morfoagronômicos em pesquisas com a mandioca, bem como avaliar a diversidade genética de etnovariedades da espécie cultivadas no estado de Mato Grosso, por meio de dados fenotípicos e moleculares. Foi realizado um levantamento bibliográfico sobre o uso de marcadores morfoagronômicos em estudos de diversidade genética e conservação da mandioca, que ocorreu nas bases de dados da Web of Science e Scopus, os filtros de busca utilizados foram “cassava”, “genetic” e “morphological”. Após a filtragem realizou a análise completa dos arquivos para levantamento das variáveis avaliadas. Em três assentamentos do norte mato-grossense foi realizado a identificação e caracterização fenotípica de mandiocas cultivadas pelos agricultores, através de descritores qualitativos. Com amostras de DNA de etnovariedades de mandiocas mantidas na coleção de trabalho da Universidade do Estado de Mato Grosso Carlos Alberto Reyes Maldonado foi realizado uma caracterização molecular com marcadores de cpDNA. O estudo cienciométrico indicou um crescimento significativo na produção científica entre 2022 até 2024. O Brasil e a Indonésia são os países que mais contribuíram com o desenvolvimento da pesquisa. A EMBRAPA é a instituição que mais colabora com as publicações. Os descritores morfoagronômicos mais utilizados foram a cor do pecíolo e cor das folhas desenvolvidas, porém os mais informativos e que contribuíram em estudos de diversidade genética e conservação foram os caracteres peso fresco e a produtividade da raiz. A caracterização fenotípica ocorreu em 40 propriedades em assentamentos rurais da região norte de Mato Grosso, nas quais identificaram 78 etnovariedades cultivadas. Quanto a nomeação, deste universo amostral, 14 receberam denominações diferentes, a etnovariedade “amarela” foi a mais frequente, registrada em 47,5% das propriedades. O agrupamento UPGMA formou 12 grupos, sendo os grupos GI e GVIII os mais representativos. A caracterização molecular do cpDNA resultou em nove haplótipos, o haplótipo A apresentou maior frequência e está presente em todos os municípios estudados, existe diversidade haplotípica e nucleotídica, os testes de neutralidade D de Tajima e Fs de Fu foram negativos e significativos para análise do conjunto de populações. A análise cienciométrica da produção científica sobre o uso de descritores morfoagronômicos para fins de diversidade e conservação da mandioca ampliou a compreensão do cenário atual, ressaltando a relevância dessas abordagens para o avanço das pesquisas na área. Além disso, o estudo evidenciou que a espécie apresenta variabilidade fenotípica e molecular que pode orientar estratégias de conservação e apoiar programas de melhoramento genético.
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Cassava is a globally cultivated species capable of adapting to diverse environmental conditions. It is used for animal and human consumption, as well as in the agro-industry. The state of Mato Grosso stands out as a center of diversity for the genus Manihot; family farmers hold a large part of this diversity and play an important role in the conservation of the species. Given this, this study aimed to perform a scientometric analysis on the use of morpho-agronomic markers in cassava research, as well as to evaluate the genetic diversity of ethnovarieties of the species cultivated in the state of Mato Grosso, using phenotypic and molecular data. A bibliographic survey was conducted on the use of morpho-agronomic markers in studies of genetic diversity and conservation of cassava, which was carried out in the Web of Science and Scopus databases, using the search filters "cassava", "genetic" and "morphological". After filtering, a complete analysis of the files was performed to identify the evaluated variables. In three settlements in northern Mato Grosso, the phenotypic identification and characterization of cassava cultivated by farmers was carried out using qualitative descriptors. With DNA samples of cassava ethnovarieties maintained in the working collection of the State University of Mato Grosso Carlos Alberto Reyes Maldonado, a molecular characterization was performed using cpDNA markers. The scientometric study indicated a significant growth in scientific production between 2022 and 2024. Brazil and Indonesia are the countries that contributed most to the development of research. EMBRAPA is the institution that collaborates most with publications. The most used morpho-agronomic descriptors were petiole color and developed leaf color, however, the most informative and those that contributed to studies of genetic diversity and conservation were the fresh weight and root productivity traits. Phenotypic characterization was carried out on 40 properties in rural settlements in the northern region of Mato Grosso, where 78 cultivated ethnovarieties were identified. Regarding naming, from this sample universe, 14 received different names, with the "yellow" ethnovariety being the most frequent, recorded in 47.5% of the properties. The UPGMA grouping formed 12 groups, with groups GI and GVIII being the most representative. Molecular characterization of cpDNA resulted in nine haplotypes; haplotype A showed the highest frequency and is present in all municipalities studied. Haplotypic and nucleotide diversity exists. Tajima's D and Fu's Fs neutrality tests were negative and significant for the analysis of the population set. The scientometric analysis of scientific production on the use of morpho-agronomic descriptors for the purposes of diversity and conservation of cassava broadened the understanding of the current scenario, highlighting the relevance of these approaches for the advancement of research in the area. Furthermore, the study showed that the species exhibits phenotypic and molecular variability that can guide conservation strategies and support genetic improvement programs.
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ANDERSON ORTIZ ALVES
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DA LACUNA CIENTÍFICA À CONSERVAÇÃO GENÉTICA: ANÁLISE BIBLIOMÉTRICA, TRANSFERIBILIDADE DE MICROSSATÉLITES E ESTRUTURA POPULACIONAL DE Garcinia brasiliensis NO PANTANAL SOB INFLUÊNCIA DA DINÂMICA FLUVIAL
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Orientador : ANA APARECIDA BANDINI ROSSI
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Data: 27/02/2026
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Garcinia brasiliensis Mart. é uma espécie nativa amplamente distribuída no Brasil, com relevância ecológica e crescente interesse científico, especialmente em estudos fitoquímicos e farmacológicos. Entretanto, a produção científica sobre a espécie permanece fragmentada, e ainda são escassas as informações sobre sua base genética, particularmente em populações naturais do bioma Pantanal. Esta tese foi desenvolvida em três eixos complementares, com o objetivo de organizar o estado da arte sobre a espécie, viabilizar ferramentas moleculares para seu estudo e caracterizar a diversidade e a estrutura genética de populações naturais do Pantanal, considerando a possível influência da dinâmica fluvial sobre a conectividade genética. No primeiro eixo, realizou-se uma análise bibliométrica da produção científica sobre G. brasiliensis no período de 2000 a 2025, a partir das bases Scopus e Web of Science, resultando em um conjunto consolidado de 385 publicações após integração, deduplicação e padronização dos registros. Os resultados evidenciaram crescimento progressivo da produção científica, forte concentração temática em compostos bioativos e atividades biológicas, e uma lacuna expressiva de estudos voltados à genética e à biologia molecular da espécie. No segundo eixo, avaliou-se a transferibilidade de marcadores microssatélites (SSR) desenvolvidos para Garcinia indica e Garcinia gummi-gutta para G. brasiliensis. Oito dos doze loci testados apresentaram amplificação consistente, totalizando 28 alelos, com média de 3,5 alelos por loco, heterozigosidade observada superior à esperada (Ho = 0,53; He = 0,44) e índice de fixação negativo (f = −0,18), destacando-se o loco GI_KVRb204 como altamente informativo (PIC = 0,66). No terceiro eixo, esses marcadores foram aplicados à caracterização da diversidade e da estrutura genética de populações naturais do Pantanal mato-grossense, amostradas ao longo dos rios Cuiabá, São Lourenço, Paraguai e Jauru. Foram detectados 114 alelos, com média aproximada de 10,4 alelos por loco, heterozigosidade esperada elevada (He médio = 0,838), heterozigosidade observada reduzida (Ho médio = 0,198), alto índice médio de fixação (f = 0,766), diferenciação genética baixa a moderada (Fst = 0,099) e estruturação em dois grupos genéticos principais (K = 2). A AMOVA indicou que 90,14% da variação genética está distribuída dentro das populações e 9,86% entre populações, enquanto o teste de Mantel revelou correlação positiva, porém não significativa, entre distância genética e geográfica (r = 0,487; p = 0,083). Em conjunto, esses resultados indicam elevada diversidade genética e estruturação moderada, em padrão compatível com conectividade genética parcial ao longo dos sistemas fluviais, suficiente para contribuir para a manutenção da diversidade, mas não para homogeneizar completamente as frequências alélicas entre as populações. De forma integrada, a tese organiza o estado da arte sobre G. brasiliensis, valida a transferência interespecífica de marcadores SSR no gênero e fornece evidências inéditas sobre a estrutura genética de populações naturais da espécie no Pantanal, oferecendo subsídios para estratégias de conservação in situ e ex situ, manejo de recursos genéticos e definição de prioridades de conservação em ambientes sujeitos à alteração da conectividade fluvial.
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Garcinia brasiliensis Mart. is a native species widely distributed in Brazil, with ecological relevance and growing scientific interest, especially in phytochemical and pharmacological studies. However, scientific production on the species remains fragmented, and information on its genetic basis is still scarce, particularly in natural populations from the Pantanal biome. This thesis was developed through three complementary axes, aiming to organize the state of the art on the species, provide molecular tools for its study, and characterize the genetic diversity and structure of natural populations in the Pantanal, considering the possible influence of fluvial dynamics on genetic connectivity. In the first axis, a bibliometric analysis of the scientific production on G. brasiliensis from 2000 to 2025 was carried out using the Scopus and Web of Science databases, resulting in a consolidated dataset of 385 publications after integration, deduplication, and standardization of records. The results showed a progressive increase in scientific production, a strong thematic concentration on bioactive compounds and biological activities, and a marked gap in studies focused on the genetics and molecular biology of the species. In the second axis, the transferability of microsatellite markers (SSR) developed for Garcinia indica and Garcinia gummi-gutta to G. brasiliensis was evaluated. Eight of the twelve tested loci showed consistent amplification, totaling 28 alleles, with an average of 3.5 alleles per locus, observed heterozygosity higher than expected heterozygosity (Ho = 0.53; He = 0.44), and a negative fixation index (f = −0.18), with locus GI_KVRb204 standing out as highly informative (PIC = 0.66). In the third axis, these markers were applied to characterize the genetic diversity and structure of natural populations from the Pantanal of Mato Grosso, sampled along the Cuiabá, São Lourenço, Paraguai, and Jauru rivers. A total of 114 alleles were detected, with an average of approximately 10.4 alleles per locus, high expected heterozygosity (mean He = 0.838), reduced observed heterozygosity (mean Ho = 0.198), a high mean fixation index (f = 0.766), low to moderate genetic differentiation (Fst = 0.099), and structuring into two main genetic groups (K = 2). AMOVA indicated that 90.14% of the genetic variation was distributed within populations and 9.86% among populations, while the Mantel test revealed a positive but non-significant correlation between genetic and geographic distance (r = 0.487; p = 0.083). Taken together, these results indicate high genetic diversity and moderate structuring, in a pattern compatible with partial genetic connectivity along fluvial systems, sufficient to contribute to the maintenance of diversity, but not to completely homogenize allelic frequencies among populations. Overall, this thesis organizes the state of the art on G. brasiliensis, validates the cross-species transferability of SSR markers within the genus, and provides novel evidence on the genetic structure of natural populations of the species in the Pantanal, offering support for in situ and ex situ conservation strategies, genetic resource management, and the definition of conservation priorities in environments subject to changes in fluvial connectivity.
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JOÃO LUCAS DELLA SILVA
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Sensoriamento remoto baseado em nuvem para o impacto do uso da terra nas mudanças climáticas na Amazônia mato-grossense.
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Orientador : CARLOS ANTONIO DA SILVA JUNIOR
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Data: 19/03/2026
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A dinâmica do carbono entre os estoques atmosféricos, do solo e bióticos é de grande importância para os serviços ecossistêmicos e climáticos. A interdependência dos estoques de carbono é volátil, uma vez que maiores concentrações de CO₂ atmosférico afetam o desenvolvimento das plantas e, portanto, o armazenamento de carbono em ecossistemas terrestres. Além disso, o ciclo do carbono está relacionado à umidade do solo, e a sensibilidade desta difere entre ecossistemas e regiões climáticas. Na Amazônia meridional, as atividades agrícolas e pecuárias impulsionam ações antrópicas e os custos ambientais, e impactam os ciclos biogeoquímicos. Modelar essas dinâmicas é possível por meio de imagens de sensoriamento remoto, que, juntamente com ferramentas de modelagem apropriadas, nos permitem entender o balanço de carbono em nível regional. O primeiro objetivo deste estudo é modelar do efluxo de CO2 do solo (FCO₂) de diferentes usos da terra para previsões de dados orbitais usando imagens MODIS e PlanetScope, aplicar este modelo sobre dados orbitais e espacializar as análises sobre o dióxido de carbono e a sua relação com as dinâmicas de antropização e a alteração dos padrões hidrológicos. Dados locais foram a referência para a modelagem de dados orbitais com regressão de mínimos quadrados parciais (PLSR). Os modelos discutidos são baseados em umidade do solo, temperatura, bandas espectrais e modelos com MODIS GPP e CO2Flux foram criados. Usos da terra (caracterizados por soja de alta e baixa produtividade, pastagem degradada, pastagem produtiva e floresta nativa) e consistiram em diferentes subconjuntos de subconjuntos de entradas para projetar equações PLSR. As análises dos resultados foram baseadas nas métricas estatísticas de regressão linear (R2), erro médio absoluto (MAE) e raiz do erro quadrático médio (RMSE). A partir desses métodos, observou-se que os subconjuntos com menor erro e maior correlação foram os subconjuntos relacionados à soja. A homogeneidade das áreas de soja e suas características espectrais significam maior capacidade de predição do FCO₂, uma vez que as imagens orbitais e a modelagem PLSR fornecem maior correlação e menor erro, tanto absoluto quanto quadrático. Contudo, a modelagem do balanço de carbono em áreas de floresta e pastagens é limitada e potencialmente associada à heterogeneidade desse ambiente. A aplicação deste modelo sobre imagens MODIS permitiu um diagnóstico da afecção da antropização sobre serviços ecossistêmicos e climáticos que a floresta nativa promove, e que são fundamentais para a indústria agrícola brasileira. Junto dos modelos CO2Flux, MODIS GPP e do índice de seca (SPI), foram aplicadas estatística de Mann-Kendall e Petit para uma análise espacializada em dois diferentes períodos de amostragem (i) ao longo dos anos safra do modelo de FCO2, e (ii) no limite temporal dos dados de carbono orbital. A análise de hot e cold spots de carbono e estiagem reforça a correlação espacial do carbono e o uso da terra, enquanto o índice de seca apresenta correlação espacial com a degradação florestal, por vezes para atividade agropecuária. Temporalmente, o diagnóstico estatístico reafirma a complexa relação entre floresta e os ciclos biogeoquímicos (sobretudo o dióxido de carbono), na perspectiva do sensoriamento remoto.
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The dynamics of carbon among atmospheric, soil and biotic stocks are of great importance for ecosystem and climate services. The interdependence of carbon stocks is volatile, since higher atmospheric CO₂ concentrations affect plant development and therefore carbon storage in terrestrial ecosystems. In addition, the carbon cycle is related to soil moisture, and sensitivity to moisture differs between ecosystems and climatic regions. In the southern Amazon, agriculture and cattle ranching activities drive anthropogenic actions and for the environmental costs and impact the biogeochemical cycles. Modeling these dynamics is possible through remote sensing images, which, together with appropriate modeling tools, allow us to understand the carbon balance at a regional level. The first objective of this study is modeling the soil CO₂ efflux (FCO₂) from different land uses for predictions from orbital data using MODIS and PlanetScope images and subsequently apply this model on orbital data and spatialize the analyses on carbon dioxide and its relationship with anthropization dynamics and the change in hydrological patterns. Local data was the reference for orbital data modeling with partial least squares regression (PLSR). Discussed models are based on soil moisture, temperature, spectral bands and models with MODIS GPP and CO2Flux were created. Land uses (characterized by high and low productivity soybeans, degraded pasture, productive pasture and native forest) and consisted of different subsets of input subsets to design PLSR equations. Results analyzed were based on the statistical metrics of linear regression (R2), mean absolute error (MAE) and root mean square error (RMSE). From those methods, it was observed that the subsets with the lowest error and highest correlation were the subsets related to soybeans. The homogeneity of soybean areas and its spectral characteristics mean greater capacity for predicting FCO₂, since the orbital images and PLSR modeling provide a higher correlation and lower error, both absolute and quadratic. On the other hand, carbon balance modeling in forest areas and pastures is limited and potentially associated with the heterogeneity of that environment. The application of this model to MODIS imagery allowed a diagnosis of how the anthropization affects ecosystem and climate services that native forests provide, and which are fundamental for the Brazilian agricultural industry. Alongside the CO2Flux, MODIS GPP, and drought index (SPI) models, Mann-Kendall and Petit statistics were applied for spatial analysis across two different sampling periods: (i) throughout the crop years of the CO2Flux model, and (ii) within the temporal boundary of orbital carbon data. The analysis of carbon and drought hot and cold spots reinforces the spatial correlation between carbon and land use, while the drought index shows a spatial correlation with forest degradation, sometimes due to agricultural activity. Temporally, the statistical diagnosis reaffirms the complex relationship between forests and biogeochemical cycles (especially carbon dioxide), from a remote sensing perspective.
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