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Leaf transcriptome of two highly divergent genotypes of Urochloa humidicola (Poaceae), a tropical polyploid forage grass adapted to acidic soils and temporary flooding areas

Processo: 16/22381-4
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Publicações científicas - Artigo
Vigência: 01 de dezembro de 2016 - 31 de março de 2017
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Genética - Genética Vegetal
Pesquisador responsável:Anete Pereira de Souza
Beneficiário:Anete Pereira de Souza
Instituição-sede: Centro de Biologia Molecular e Engenharia Genética (CBMEG). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Assunto(s):Transcriptoma  Polimorfismo genético  Marcador molecular 

Resumo

Antecedentes: Urochloa humidicola (gramínea de Koronivia) é uma espécie poliploide (6x a 9x) que é utilizada como forragem nos trópicos. A apomixia facultativa está presente na maioria dos genótipos desta espécie, embora um indivíduo tenha sido descrito como sexual. Estudos moleculares têm sido restritos a abordagens de marcadores moleculares para estimativas de diversidade genética e construção de mapas de ligação. Os objetivos do presente estudo foram descrever e comparar o transcriptoma foliar de dois importantes genótipos que são altamente divergentes em termos de seus fenótipos e modos de reprodução: o BH031 sexual e o cultivar BRS Tupi apomítico aposporórico.Resultados: Sequenciou-se o transcriptoma foliar do capim de Koronivia utilizando um sistema Illumina GAIIx, o qual produziu 13,09 Gb de dados que consistiam em 163.575.526 leituras de pares entre as duas bibliotecas. Recolhemos de novo 76.196 transcritos com um comprimento médio de 1152 pb e filtraram 35.093 unigenes não redundantes. Uma pesquisa de similaridade contra o Centro Nacional de Informações sobre Biotecnologia (NCBI), não redundante, retornou 65% de respostas. Anotámos 24133 unigenes na base de dados Phytozome e 14.082 unigenes na base de dados UniProtKB / Swiss-Prot, atribuímos 108.334 termos de ontologia genética a 17.255 unigenes e identificamos 5.324 unigenes em 327 vias metabólicas conhecidas. Comparações com outras gramíneas através de uma pesquisa BLAST recíproca revelou um maior número de genes ortólogos para a espécie Panicum. Os unigenes estavam envolvidos na fotossíntese C4, biossíntese de lignocelulose e respostas de estresse por inundação. A pesquisa de marcadores moleculares funcionais revelou 4.489 microsatélites e 560.298 polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs). Uma análise quantitativa por PCR em tempo real validou a análise de expressão de RNA-seq e permitiu a identificação de diferenças transcriptomicas entre os dois genótipos avaliados. Além disso, 192 sequências não anotadas foram classificadas como contendo quadros de leitura abertos completos, sugerindo que os novos genes potencialmente exclusivos deveriam ser investigados.Conclusão: O presente estudo representa o primeiro sequenciamento transcriptômico completo de folhas de U. humidicola, fornecendo uma importante fonte de informação pública de transcritos e marcadores moleculares funcionais. A análise de qPCR indicou que a expressão de certos transcritos confirmou a expressão diferencial observada em sílico, que demonstrou que o RNA-seq é útil para identificar genes expressos diferencialmente e únicos. Estes resultados corroboram os achados de estudos anteriores e sugerem uma origem híbrida para BH031. (AU)

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