Organização genômica de genótipos diploides e alotetraploides espontâneos e induzidos de Arachis L. revelada por citogenética

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Nascimento, Eliza Fabricio de Melo Bellard do
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: https://repositorio.unb.br/handle/10482/41622
Resumo: Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Botânica, Programa de Pós-Graduação em Botânica, 2021.
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Buscando compreender as razões para essas diferenças, alguns acessos coletados no Parque Indígena do Xingu e seus arredores foram citogeneticamente analisados e comparados com o amendoim cultivado e A. monticola. Os resultados mostraram que seus cariótipos são muito similares entre si, a A. hypogaea e A. monticola, sugerindo que a diversidade morfológica dentro desses acessos não está associada a uma origem diferente e, portanto, pode ser atribuída à plasticidade morfológica associada à seleção conduzida pelos indígenas. O amendoim é uma espécie alotetraploide, o que dificulta o avanço dos programas de melhoramento. Para superar a limitação de compatibilidade interespécies por diferença de ploidia, uma estratégia consiste na obtenção de genótipos alotetraploides induzidos, que facilitam a transferência de alelos de interesse, além de serem fonte de estudos dos efeitos do choque genômico após a alotetraploidização. Dois alotetraploides induzidos (IpaDur1 e IpaDur2), obtidos a partir do cruzamento entre as espécies genitoras do amendoim foram citogeneticamente analisados e comparados com A. hypogaea, A. monticola e seus genitores diploides. Além desses dois alotetraploides induzidos, MagDur (A. magna x A. duranensis) 4x e ValSten (A. valida x A. stenosperma) 4x também foram analisados a fim de comprovar o sucesso da alotetraploidização induzida. Essas análises sugerem a instabilidade dos subgenomas induzidos, identificadas por alterações no número de sítios de DNA ribossômico (DNAr) 45S e recombinações entre os subgenomas A e B, como possíveis consequências da recente alotetraploidização. A citogenética molecular, além de sequências repetitivas de DNA, como de retrotransposons do tipo Long Terminal Repeats (RT-LTR), também permite mapear sequências gênicas por hibridização in situ por fluorescência (FISH). Buscando caracterizar a distribuição in situ de alguns RT-LTR e estabelecer o uso da citogenômica em Arachis com a localização de sequências gênicas, os genomas e transcritomas de espécies silvestres de Arachis foram explorados. Sequências gênicas responsivas a diferentes estressesforam selecionadas e utilizadas como sondas para FISH, tais como: o segmento genômico contendo a sequência de AdEXLB8, uma Expansina-like B isolada de A. duranensis; dois genes do tipo NLR (Nucleotide Binding Leucine Rich Repeats) e um gene pertencente à família das Estilbenos Sintases (GES). Em todos os genótipos analisados os resultados in situ corroboraram a localização previamente determinadas in silico. Pela primeira vez foram estabelecidos marcadores cromossomo- específicos a partir da sequência de dois genes, AdEXLB8 e GES em Arachis. A partir desses experimentos, foi possível incrementar o cariótipo para espécies do gênero, contribuindo para o entendimento da estrutura e evolução desses genomas.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES); Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e Fundação de Apoio à Pesquisa do Distrito Federal (FAP/DF).The cultivated peanut (Arachis hypogaea) has characteristics such as palatability and high nutritional value, which have made it a source of food for different cultures, such as the Kayabi Indians, who inhabit the Xingu Indigenous Park, Brazil. Analyzes of the germplasm of A. hypogaea collected in this region showed different morphological characteristics from the variation already described for the species widely cultivated in the world, raising questions about the possible contribution of other species in its origin. In order to understand the reasons for these differences, some accessions collected in the Xingu Indigenous Park and its surroundings were cytogenetically analyzed and compared with cultivated peanut and A. monticola. The results showed that their karyotypes are very similar to each other, A. hypogaea and A. monticola, suggesting that the morphological diversity within these accessions is not associated with a different origin. Therefore, it can be attributed to the morphological plasticity associated with selection conducted by the indigenous. Peanut is an allotetraploid species, which makes it difficult to advance breeding programs. To overcome the interspecies compatibility limitation due to ploidy difference, a strategy consists of obtaining induced allotetraploid genotypes, which facilitate the transfer of alleles of interest, in addition to being a source of studies on the effects of genomic shock after allotetraploidization. Two induced allotetraploids (IpaDur1 and IpaDur2), obtained from the cross between the progenitor species of the peanut were cytogenetically analyzed and compared with the cultivated peanut, A. monticola and its diploid progenitors. In addition to these two induced allotetraploids, MagDur (A. magna x A. duranensis) 4x and ValSten (A. valida x A. stenosperma) 4x were also analyzed in order to prove the success of induced allotetraploidization. These analyzes suggest the instability of the induced subgenomes, identified by changes in the number of 45S ribosomal DNA (rDNA) sites and recombination between A and B subgenomes, as possible consequences of the recent allotetraploidization. Molecular cytogenetics, in addition to repetitive DNA sequences, such as retrotransposons Long Terminal Repeats type (RT-LTR), also allows mapping gene sequences by fluorescence in situ hybridization (FISH). In order to characterize the in situ distribution of some RT- LTR and establish the use of cytogenomics in Arachis with the location of gene sequences, the genomes and transcriptomes of wild Arachis species were explored. Gene sequences responsive to different stresses were selected and used as probes for FISH, such as: the genomic segment containing the AdEXLB8 sequence, an Expansina-like B isolated from A. duranensis; two genes NLR type (Nucleotide Binding Leucine Rich Repeats) and one gene belonging to the family of the Stilbens Synthases (GES). In all genotypes analyzed, the results in situ corroborated the location previously determined in silico. For the first time, chromosome-specific markers were established from the sequence of two genes, AdEXLB8 and GES in Arachis. From these experiments, it was possible to increase the karyotype for species of the genus, contributing to the understanding of the structure and evolution of these genomes.Instituto de Ciências Biológicas (IB)Departamento de Botânica (IB BOT)Programa de Pós-Graduação em BotânicaAraujo, Ana Claudia Guerra deNascimento, Eliza Fabricio de Melo Bellard do2021-08-11T13:39:39Z2021-08-11T13:39:39Z2021-08-112021-02-19info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfNASCIMENTO, Eliza Fabricio de Melo Bellard do. Organização genômica de genótipos diploides e alotetraploides espontâneos e induzidos de Arachis L. revelada por citogenética. 2021. 126 f., il. Tese (Doutorado em Botânica)—Universidade de Brasília, Brasília, 2021.https://repositorio.unb.br/handle/10482/41622A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-02-06T18:11:38Zoai:repositorio.unb.br:10482/41622Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-02-06T18:11:38Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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