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

• Processo: 19/09210-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 17 de junho de 2019
• Data de Término da vigência: 16 de dezembro de 2019
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Vegetal
• Pesquisador responsável: Maria Lúcia Carneiro Vieira
• Beneficiário: Luiz Augusto Cauz dos Santos
• Supervisor: Helene Berges
• Instituição Sede: Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ). Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: 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 Genômica comparativa Genômica estrutural Repetições palindrômicas curtas agrupadas e regularmente espaçadas Proteína 9 associada à CRISPR Maracujá Passifloraceae Passiflora
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Cas9 | Crispr | Genomas cloroplastidiais | genômica comparativa | Passifloras | Sequenciamento PacBio | Genômica

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. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

CAUZ-SANTOS, LUIZ AUGUSTO; DA COSTA, ZIRLANE PORTUGAL; CALLOT, CAROLINE; CAUET, STEPHANE; ZUCCHI, MARIA IMACULADA; BERGES, HELENE; VAN DEN BERG, CASSIO; CARNEIRO VIEIRA, MARIA LUCIA. A Repertory of Rearrangements and the Loss of an Inverted Repeat Region in Passiflora Chloroplast Genomes. GENOME BIOLOGY AND EVOLUTION, v. 12, n. 10, p. 1841-1857, OCT 2020. (17/11815-6, 19/09210-4, 17/04216-9, 19/07838-6)