Análise comparativa de regiões microssintênicas entre Passiflora edulis e as Malpighiales Populus trichocarpa e Manihot esculenta

• Autor(a) principal: Egoávil Reátegui, Alina del Carmen
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11137/tde-17102019-110609/
• topic: Manihot esculenta; Manihot esculenta; Passiflora edulis; Passiflora edulis; Populus trichocarpa; Populus trichocarpa; Comparative genomics; Genômica comparativa; Malpighiales; Malpighiales; Microssintenia; Microsynteny

A família Passifloraceae pertence à ordem Malpighiales com ~ 700 espécies e 16 gêneros. O gênero Passiflora, compreende a espécie comercial Passiflora edulis (2n = 18), o maracujá-azedo, que ocupa cerca de 95% dos pomares cultivados no Brasil. A produção é destinada à elaboração de sucos e ao consumo da fruta in natura. Embora a espécie tenha relevância econômica para o país, há carência de estudos genéticos e genômicos. Por esse motivo, e com o desenvolvimento de dados genômicos pelo nosso grupo de pesquisa, análises de microsintenia foram aqui conduzidas a partir de sequências ricas em genes de P. edulis comparativamente às sequências das Malpighiales, Populus trichocarpa (2n = 38) e Manihot esculenta (2n = 36). Neste estudo, foram selecionados 35 insertos BACs de P. edulis, ricos em genes e realizados os alinhamentos (BLASTN) das sequências, considerando um e-value de 10-10 e uma cobertura maior do 50%. Por comparações par a par, regiões com sintenia, colinearidade e com quatro ou mais pares de genes ortólogos foram tratadas como regiões microssintênicas. Para a identificação dos elementos transponíveis nos espaçamentos intergênicos, foi utilizado o pipeline REPET. No total, 32 insertos BACs de P. edulis mostraram microssintenia, 28 deles com P. trichocarpa e 25 com M. esculenta. Em ambas as comparações, a ordem dos genes foi conservada, e poucos rearranjos foram observados (inversões e translocações), sendo as inversões mais comuns. Maximamente, foram identificadas nove e cinco cópias de genes duplicados nas comparações com P. trichocarpa e M. esculenta, respectivamente. O maior grau de sintenia foi encontrado entre o inserto Pe173B16 de P. edulis e o cromossomo 9 de P. trichocarpa (29 ortólogos) e entre o inserto Pe185D11 de P. edulis e o cromossomo 12 de M. esculenta (27 ortólogos). Interessantemente, regiões de P. edulis mostraram microssintenia com segmentos distintos no mesmo cromossomo de P. trichocarpa ou M. esculenta. Além disso, regiões microssintênicas de P. edulis mostraram orientação em direção oposta. A busca de elementos transponíveis resultou em um total de 517 elementos, dentre os quais 248 em M. esculenta, 244 em P. trichocarpa e apenas 25 em P. edulis distribuídos em 17 regiões microssintênicas. Os retrotransposons (classe I) foram a classe predominante nas três espécies, destacando-se a ordem LTR. A ordem TIR de transposons de DNA (classe II) foi mais frequente em P. trichocarpa (52), seguindo-se M. esculenta (42) e P. edulis (2). Em síntese, tem-se um maior grau de microssintenia entre P. edulis e P. trichocarpa do que entre P. edulis e M. esculenta, corroborando a filogenia estabelecida. Comparativamente, a compactação dos genes é maior em P. edulis devido ao maior número de elementos repetitivos nos espaçamentos intergênicos em P. trichocarpa e M. esculenta, embora ambas apresentem genomas menores. Sugere-se que o maior tamanho do genoma de P. edulis esteja associado à abundância de sequências repetitivas em regiões pobres em genes. Destaca-se que o método aqui usado visando à identificação de regiões microssintênicas representa uma importante ferramenta em análises comparativas, principalmente quando não se dispõe de genomas sequenciados, como é o caso de P. edulis.