Montagem, anotação e análise comparativa do genoma da bactéria Herbaspirillum lusitanum P6-12

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Weiss, Vinicius Almir
Data de Publicação: 2014
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/36776
Resumo: Orientador : Prof. Dr. Leonardo Magalhães Cruz
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spelling Raittz, Roberto Tadeu, 1966-Universidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Ciências (Bioquímica)Cruz, Leonardo Magalhães, 1971-Weiss, Vinicius Almir2022-12-12T15:27:18Z2022-12-12T15:27:18Z2014https://hdl.handle.net/1884/36776Orientador : Prof. Dr. Leonardo Magalhães CruzCo-orientador : Prof. Dr. Roberto Tadeu RaittzTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ciências : Bioquímica. Defesa: Curitiba, 28/03/2014Inclui referênciasResumo: O Herbaspirillum lusitanum P6-12 foi isolado de nódulos de raiz da planta Phaseolus vulgaris (feijão) em Portugal. O genoma foi obtido através do programa CLCWorkbench utilizando a combinação de leituras de sequências SOLiD e Illumina. Utilizando o programa RAST e posterior revisão manual, a anotação do genoma obteve 4488 genes, cobrindo 87% do genoma, 51 tRNA e um operon ribosomal na ordem 16S rRNA-23S rRNA-5S rRNA. O H. lusitanum P6-12 possui as vias metabólicas Entner-Doudoroff, pentoses fosfato, ácidos tricarboxílicos Embden Meyerhof-Parnas, com exceção da enzima 6-fosfofrutoquinase (EC 2.7.1.11). Não foram encontrados os genes responsáveis pela fixação de nitrogênio, mas foi encontrado o gene que codifica a 1-aminociclopropano-1-carboxilato (ACC) deaminase, relacionada ao desenvolvimento da planta sob condições de estresse. Também foi encontrada a sequência parcial do gene que codifica para a proteína Ribulose-1,5-bisfosfato carboxilase/oxigenase (RuBisCO), ligada a fixação do carbono, embora os outros genes desta via não tenham sido identificados. Análises na diferença de cobertura global em relação à cobertura na região do operon, sinalizaram a presença de mais um operon ribosomal. Foram desenvolvidos métodos de tratamento das regiões de gap que permitiram a finalização do draft em 30 supercontigs, totalizando 4.919.496 pb. A análise do gene 16S rRNA confirmou que a espécie de Herbaspirillum sequenciada foi a de H. lusitanum estirpe P6-12. Foram utilizadas duas metodologias de agrupamento para as proteínas, a ligação simples e a ligação completa. Os grupos de genes ortólogos foram determinados como a intersecção entre os três métodos empregados nas análises OrthoMCL, INPARANOID e BBH, identificando 5218 grupos de genes ortólogos entre as 12 espécies estudas: Herbaspirillum sp. JC206, CF444, GW103, YR522, H. seropedicae SmR1, Os45, Os34, AU14040, H. rubrisubalbicans M1, H. frisingense GSF30 e H. huttiense subsp putei 7-2. Dentro dos 5218 grupos de ortólogos, 768 estiveram presentes em todos os genomas e foram definidos como core genoma. As análises filogenéticas baseadas nos grupos ortólogos sinalizaram uma possível classificação das estirpes Herbaspirillum sp. CF444 como Herbaspirillum lusitanum CF444 e Herbaspirillum sp. GW103 como H. huttiense subsp. putei GW103. Palavras-chave: Herbaspirillum lusitanum P6-12, anotação, grupos ortólogos, bioinformática, genômica.Abstract: The Herbaspirillum lusitanum P6 -12 was isolated from root nodules of the Phaseolus vulgaris plant (beans) in Portugal. The genome was assembled in CLCWorkbench program using the combination of SOLiD and Illumina reads. Using the RAST program and subsequent manual review, the genome annotation obtained 4.488 genes, covering 87 % of the genome, 51 tRNA and one ribosomal operon 16S rRNA-23S rRNA-5S rRNA. H. lusitanum P6-12 has the Entner- Doudoroff, pentose phosphate, citric acid and Embden Meyerhof-Parnas metabolic pathways, with the exception of the enzyme 6-phosphofructokinase (EC 2.7.1.11). The presence of genes responsible for nitrogen fixation have not been found, but the gene encoding 1- aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC) deaminase was present. This gene is related with plant development under stress conditions. Another finding was the partial sequence from the carbon fixation protein, Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (Rubisco). Analysis of the difference in overall genome coverage compared to the operon coverage, showed the presence of another ribosomal operon. Methods of treating regions of gap were developed and allowed the completion of the draft in 30 super-contigs and 4.919.496 bp. The analysis confirmed that the 16S rRNA gene of the species Herbaspirillum lusitanum was sequenced strain P6-12. Orthologous analysis showed the difference in prediction between three methods evaluated, OrthoMCL, INPARANOID and BBH. Two methods of clustering, simple and complet link were used. Groups of orthologous genes were determined as the intersection between the three methods identifying 5218 clusters of orthologous genes among the 12 species studied: Herbaspirillum sp. JC206, CF444, GW103, YR522, H. seropedicae SMR1, Os45, Os34, AU14040, H. rubrisubalbicans M1, H. frisingense GSF30 and H. huttiense subsp. putei 7-2. Within the groups of orthologous, 768 were present in all genomes being defined as core genome. Phylogenetic analysis based on orthologous groups showed a possible classification of Herbaspirillum CF444 as Herbaspirillum lusitanum CF444 and Herbaspirillum GW103 as H. huttiense subsp. putei GW103. Keywords: Herbaspirillum lusitanum P6-12, annotation, orthologous clustering, bioinformatics, genomics.93f. : il. algumas color., tabs., grafs.application/pdfDisponível em formato digitalTesesBioquímicaHerbaspirillumBioinformáticaGenômicaMontagem, anotação e análise comparativa do genoma da bactéria Herbaspirillum lusitanum P6-12info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - T - VINICIUS ALMIR WEISS.pdfapplication/pdf1844313https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/36776/1/R%20-%20T%20-%20VINICIUS%20ALMIR%20WEISS.pdf994811b98075aed83fb40157c7301fefMD51open accessTEXTR - T - VINICIUS ALMIR WEISS.pdf.txtExtracted Texttext/plain136217https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/36776/2/R%20-%20T%20-%20VINICIUS%20ALMIR%20WEISS.pdf.txta3a27975084d1041b3ff02af4592ce15MD52open accessTHUMBNAILR - T - VINICIUS ALMIR WEISS.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1086https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/36776/3/R%20-%20T%20-%20VINICIUS%20ALMIR%20WEISS.pdf.jpg7ea8973d269ddf0dbc94d5e45f070996MD53open access1884/367762022-12-12 12:27:18.241open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/36776Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082022-12-12T15:27:18Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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