Prospecção de transcritos codificadores de quitinases em dados de RNA-Seq da formiga cortadeira Atta sexdens

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Flores, Lorrana Verdi
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFLA
Texto Completo: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/56405
Resumo: The leaf-cutting ant Atta sexdens is widely distributed in Brazil and is considered an important insect pest of several crops due to its intense foraging activity on fresh plant material. The intense defoliation performed by ants takes place to grow the symbiotic fungus (Leucoagaricus gongylophorus) on which ants feed. Although much is known about the ants bioecology, there are still few studies to validate the gene function of protein families that play important roles in the development of leaf-cutting ants, since little molecular data is currently available for these species. This work aimed to obtain the leaf-cutting ant A. sexdens transcriptome by RNA sequencing of five biological samples (whole larva, larval gut, whole foraging ant, head, and gut of foraging ant), aiming to identify sequences encoding chitinases – enzymes involved in the degradation route of chitin, a vital polysaccharide for building extracellular matrices and for accomplishing other functions in insects. After sequencing, de novo assembly of the transcripts was performed using the Trinity tool. The prediction of Open Reading Frames occurred from similarity data and identification of protein domains, with identification of 45,253 protein-coding sequences. Of this total, 36,639 sequences had at least one domain deposited in the Pfam database, and it was possible to annotate 24,392 sequences containing direct orthologs in databases available in eggNOG. In general, the transcripts present in larger quantities in A. sexdens transcriptome fell into the category signal transduction mechanisms. From the phylogenetic analysis, twenty-three sequences encoding chitinases were identified, divided into eleven groups of chitinases commonly found in insects, of which fifteen presented all the expected domains. Therefore, with the in silico identification of potencial candidates for chitinases in the A. sexdens transcriptome it will be possible to expand molecular and physiological knowledge about the species and contribute to further studies aimed at elucidating the role of these enzymes in the development of leaf-cutting ants.
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This work aimed to obtain the leaf-cutting ant A. sexdens transcriptome by RNA sequencing of five biological samples (whole larva, larval gut, whole foraging ant, head, and gut of foraging ant), aiming to identify sequences encoding chitinases – enzymes involved in the degradation route of chitin, a vital polysaccharide for building extracellular matrices and for accomplishing other functions in insects. After sequencing, de novo assembly of the transcripts was performed using the Trinity tool. The prediction of Open Reading Frames occurred from similarity data and identification of protein domains, with identification of 45,253 protein-coding sequences. Of this total, 36,639 sequences had at least one domain deposited in the Pfam database, and it was possible to annotate 24,392 sequences containing direct orthologs in databases available in eggNOG. In general, the transcripts present in larger quantities in A. sexdens transcriptome fell into the category signal transduction mechanisms. From the phylogenetic analysis, twenty-three sequences encoding chitinases were identified, divided into eleven groups of chitinases commonly found in insects, of which fifteen presented all the expected domains. Therefore, with the in silico identification of potencial candidates for chitinases in the A. sexdens transcriptome it will be possible to expand molecular and physiological knowledge about the species and contribute to further studies aimed at elucidating the role of these enzymes in the development of leaf-cutting ants.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)A formiga cortadeira Atta sexdens apresenta ampla distribuição no Brasil e é considerada um importante inseto-praga de diversas culturas agrícolas devido à sua intensa atividade de forrageio de material vegetal fresco. A intensa desfolhação dessas formigas ocorre em virtude da necessidade de fornecerem alimentos para cultivo do fungo (Leucoagaricus gongylophorus) com o qual vivem em simbiose e do qual também se alimentam. Embora muito se saiba sobre a bioecologia destes insetos, ainda são poucos os estudos de validação da função gênica de famílias proteicas que desempenham funções importantes no desenvolvimento das formigas cortadeiras, uma vez que são quase inexistentes os dados moleculares disponíveis para estas espécies. O objetivo deste trabalho consistiu em obter o transcritoma da formiga cortadeira A. sexdens proveniente do sequenciamento de RNA de cinco amostras biológicas (larva inteira, intestino de larva, formiga forrageadora inteira, cabeça e intestino de formiga forrageadora), visando identificar transcritos codificadores de quitinases, que são enzimas envolvidas na rota de degradação da quitina - um importante polissacarídeo componente de matrizes extracelulares e que desempenha diversas funções nos insetos. A partir dos dados brutos do sequenciamento das amostras foi conduzida análise de qualidade e, posteriormente, as leituras processadas foram utilizadas na montagem de novo do transcritoma por meio da ferramenta Trinity. A predição de ORFs (do inglês - Open Reading Frames) ocorreu a partir de dados de similaridade e identificação de domínios proteicos, com identificação de 45.253 sequências candidatas a transcritos codificadores. Deste total, 36.639 sequências apresentaram ao menos um domínio depositado no banco de dados Pfam, sendo que foi possível anotar 24.392 sequências contendo ortólogos diretos nos bancos de dados disponíveis no eggNOG. De maneira geral, os transcritos presentes em maior quantidade no transcritoma de A. sexdens se enquadraram na categoria de mecanismos de transdução de sinais. Após a análise filogenética foram identificados 23 transcritos codificadores de quitinases, divididos em 11 grupos de quitinases comumente encontradas em insetos. De modo geral, quinze das quitinases identificadas em A. sexdens apresentaram todos os domínios esperados. Portanto, com a identificação in silico de potenciais candidatas a quitinases no transcritoma de A. sexdens será possível ampliar o conhecimento molecular e fisiológico acerca da espécie e contribuir com estudos posteriores que visem elucidar o papel destas enzimas no desenvolvimento da formiga cortadeira Atta sexdens.Universidade Federal de LavrasPrograma de Pós-graduação em Biotecnologia VegetalUFLAbrasilDepartamento de BiologiaNunes, José Airton RodriguesCastellanos, Nathaly LaraMáximo, Wesley Pires FlausinoSoares, Filippe Elias de FreitasMacedo, Leonardo Lima Pepino deBueno Filho, Júlio Sílvio de SousaMarçal, Tiago de SouzaFlores, Lorrana Verdi2023-03-31T14:03:16Z2023-03-31T14:03:16Z2023-03-312023-01-17info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfFLORES, L. V. Prospecção de transcritos codificadores de quitinases em dados de RNA-Seq da formiga cortadeira Atta sexdens. 2023. 66 p. Dissertação (Mestrado em Biotecnologia Vegetal)–Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2023.http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/56405porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFLAinstname:Universidade Federal de Lavras (UFLA)instacron:UFLA2023-04-12T14:13:10Zoai:localhost:1/56405Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufla.br/oai/requestnivaldo@ufla.br || repositorio.biblioteca@ufla.bropendoar:2023-04-12T14:13:10Repositório Institucional da UFLA - Universidade Federal de Lavras (UFLA)false
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