Desvendando mecanismos moleculares de caracteres quantitativos em Megathyrsus maximus utilizando fenótipos digitais e visão computacional

• Processo: 23/06910-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Vigência (Início): 01 de setembro de 2023
• Vigência (Término): 30 de abril de 2027
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Quantitativa
• Pesquisador responsável: Anete Pereira de Souza
• Beneficiário: Guilherme Francio Niederauer
• Instituição Sede: Centro de Biologia Molecular e Engenharia Genética (CBMEG). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Empresa Sede: Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (Brasil). Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA). Embrapa Sede
• Vinculado ao auxílio: 22/04006-2 - Centro de Melhoramento Molecular de Plantas, AP.PCPE
• Assunto(s): Genética vegetal Genômica Expressão gênica diferencial Seleção genômica Plantas cultivadas Fenotipagem de plantas Plantas forrageiras Análises multiômicas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: associação genômica | expressão diferencial | fenotipagem de alto rendimento | Forrageiras Tropicais | Multiômicas | selecao genomica | Genética e Genômica de Plantas Cultivadas

Resumo

As forrageiras tropicais são plantas cultivadas que possuem grande importância na alimentação do gado brasileiro e consequentemente na economia do país. Apesar da importância da cultura, a eficiência de seus programas de melhoramento, que são relativamente recentes, necessita de aprimoramentos. Os limitados recursos genômicos disponíveis e a ausência de metodologias avançadas para as espécies, como Megathyrsus maximus, dificultam a superação dos obstáculos existentes, que envolvem aspectos como poliploidia cromossômica e reprodução por apomixia.Por meio da aplicação de técnicas de fenotipagem de alto rendimento será determinada a viabilidade da aquisição de diferentes medidas fenotípicas utilizando imagens obtidas por sensoreamento remoto. Serão utilizadas abordagens de visão computacional de forma a extrair das imagens características morfofisiológicas que possibilitem a definição dos diferentes mensurações fenotípicas de maneira digitalizada. Tais fenótipos digitais serão associados a dados de genotipagem por meio de modelos de associação genômica, oportunizando a determinação de correspondências entre os diferentes fenótipos definidos e as diferenças genotípicas observadas por meio de marcadores genéticos (SNPs). Neste contexto, o potencial genético dos indivíduos presentes na população alvo será estimado e os resultados serão utilizados para a seleção de genótipos superiores e comparação com as técnicas tradicionais de fenotipagem e modelagem associativa. Por fim, técnicas de RNA-Seq serão empregadas com o objetivo de avaliar a expressão diferencial de genes entre genótipos contrastantes, e desta forma compreender os mecanismos moleculares envolvidos no controle do processo de rebrota, característica de grande interesse econômico na espécie.Espera-se que a integração das abordagens propostas proporcione o desenvolvimento de um arcabouço metodológico de predição genômica incorporando metodologias mais robustas e sofisticadas de fenotipagem e genotipagem. Além de possibilitar um ranqueamento mais eficiente dos genótipos para a seleção genômica, espera-se fornecer uma ferramenta metodológica para inferência de novas associações genômicas, servindo de subsídio para estratégias avançadas de biotecnologia. O projeto possui o potencial de introduzir novas práticas ao setor agropecuário brasileiro, de forma a melhorar a produtividade, qualidade e sustentabilidade da pecuária de corte. (AU)