Evolutionary and genetic aspects of the plastome of oleaginous species

• Autor(a) principal: Lopes, Amanda de Santana
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: eng
• Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Texto Completo: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/24757
• topic: Plantas oleaginosas; Genômica; Evolução; Genética Vegetal

O genoma plastidial (plastoma), em geral, é uma molécula circular apresentando cerca de 150 kb e 120 genes, os quais atuam, principalmente, na fotossíntese e na expressão gênica. A trajetória evolutiva dos plastomas abrange rearranjos estruturais, degeneração de genes, transferência de genes para o núcleo, seleção positiva e ganhos e de perdas de edições de RNA. Tais eventos são do interesse de diversas áreas da ciência vegetal, como filogenia, evolução, pesquisa básica e biotecnologia. Somado a isto, plastomas têm um conjunto de genes conservados útil na resolução de filogenias entre taxa distantes, sendo que o uso de plastomas inteiros em abordagens filogenômicas tem sido aplicado na resolução de relações intragenéricas. Em adição, sequências plastidiais de rápida evolução, como espaços intergênicos e introns, são fontes de marcadores moleculares aplicados em filogeografia e estudos genéticos. Por fim, plastomas são promissoras plataformas para aplicações biotecnológicas por meio da transformação plastidial. Muitos plastomas têm sido sequenciados com o avanço da tecnologia de sequenciamento nos últimos anos. Porém, plastomas de diversas espécies permanecem desconhecidos. Em vista disso, este estudo propôs-se a fornecer as sequências dos plastomas de cinco espécies oleaginosas utilizadas em diferentes demandas industriais: Linum ustitatissimum (Linaceae), Crambe abyssinica (Brassicaceae), Acrocomia aculeata, Astrocaryum murumuru, and A. aculeatum (Arecaceae). Neste estudo, uma detalhada caracterização destes plastomas relativo a marcadores moleculares, filogenia e evolução foi realizada. Análises de evolução molecular de genes plastidiais em Arecaceae mostram que genes altamente divergentes parecem ser traços evolutivos distintos de determinadas espécies, e que mais da metade dos genes carregam assinaturas de seleção positiva. Ademais, rearranjos únicos foram identificados em plastomas de Arecaceae e Linaceae. Ganhos e perdas de edições de RNA foram encontrados em todas as espécies sequenciadas, sugerindo uma relativamente alta taxa evolutiva deste processo nos plastídios. Adicionalmente, centenas de marcadores moleculares plastidiais foram mapeados, constituindo informação útil para estudos genéticos visando estabelecer estratégias de melhoramento genético, domesticação e conservação dos recursos naturais. Também são apresentadas filogenias com alta resolução e suporte, baseadas em genes concatenados e plastomas inteiros. Em síntese, este estudo lança luz acerca da trajetória evolutiva dos plastomas e suscita discussões sobre a relação entre adaptação ao ambiente e expressão de genes plastidiais.