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Genomas cloroplastidiais no gênero Passiflora: sequenciamento de cp-DNA, anotação e estudos comparativos

Processo: 19/09210-4
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
Vigência (Início): 17 de junho de 2019
Vigência (Término): 16 de dezembro de 2019
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Genética - Genética Vegetal
Pesquisador responsável:Maria Lúcia Carneiro Vieira
Beneficiário:Luiz Augusto Cauz dos Santos
Supervisor no Exterior: Helene Berges
Instituição-sede: Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ). Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba , SP, Brasil
Local de pesquisa : Institut National de la Recherche Agronomique, Toulouse (INRA), França  
Vinculado à bolsa:17/04216-9 - Genomas cloroplastidiais de passifloras: estrutura, inferências evolutivas e transferência de genes para o núcleo, BP.DD
Assunto(s):Genômica   Repetições palindrômicas curtas agrupadas e regularmente espaçadas   Genômica comparativa

Resumo

A família Passifloraceae é composta por cerca de 700 espécies de videiras, arbustos e árvores herbáceas ou lenhosas, classificadas em cerca de 16 gêneros, sendo que quase todos os seus membros pertencem ao gênero Passiflora, popularmente conhecido como maracujás. O gênero Passiflora foi estudado usando descritores morfológicos e moleculares, e apesar da classificação taxonômica recente em quatro subgêneros (Astrophea, Decaloba, Deidamioides e Passiflora), existem relações filogenéticas não resolvidas neste grupo, principalmente na existência do subgênero Deidamioides. No entanto, a falta de dados de DNA é uma das razões para a difícil realização de inferências filogenéticas, bem como para a realização de estudos genômicos. Com o objetivo de descrever e entender a estrutura do genoma de maracujá, nosso grupo construiu uma biblioteca genômica de grandes insertos de P. edulis em colaboração com o INRA no CNRGV (Centro Vegetal de Recursos Genômicos Vegetais), e a exploração dessa biblioteca gerou, por exemplo, a sequência do genoma do cloroplasto (cp) de P. edulis, o primeiro genoma do cloroplasto sequenciado na família Passifloraceae. Em seguida, propusemo-nos a analisar o genoma cp de várias espécies de Passiflora através do isolamento de cloroplastos e sequenciamento de cpDNA utilizando a tecnologia Single Molecule Real-Time (SMRT), implementada pela Pacific Biosciences (PacBio). No entanto, o acesso as informações sobre genomas cp possuem etapas que podem ser críticas. O passo mais crítico é o isolamento do DNA do cloroplasto sem contaminação do DNA nuclear que normalmente adere à membrana externa do cloroplasto. Em colaboração com o CNRGV, em um estágio anterior de 3 meses (BEPE), isolamos e sequenciamos com sucesso os genomas dos cloroplastos de três espécies de Passiflora: P. adenopoda (Decaloba), P. racemosa (Passiflora) e P. sprucei (Passiflora). Devido à necessidade de material vegetal de outras espécies para continuar nossa pesquisa, após a volta ao Brasil, coletamos várias espécies, e agora propomos reiniciar o isolamento e sequenciamento dos cloroplastos dos genomas cp usando a tecnologia PacBio em colaboração com a CNRGV. Além disso, também otimizaremos na França um experimento baseado em CRISPR/Cas9 para capturar fragmentos de cpDNA de espécies de Passiflora, uma ferramenta inovadora a ser aplicada em estudos de genoma de cloroplasto. Finalmente, os dados gerados através deste BEPE darão suporte ao plano de doutorado proposto, isto é, investigar os diferentes aspectos da estrutura e evolução dos genomas cloroplastidiais de Passiflora.