Construction of a functional map for rubber tree (Hevea brasiliensis)

Autor(es)

Carla Cristina da Silva

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Biologia
• Data de defesa: 2014-06-18

Membros da banca

Anete Pereira de Souza; Mário Luiz Teixeira de Morais; Maria Bernadete Lovato; Ananda Virginia de Aguiar; Flavio Antonio Maës dos Santos

• Orientador: Anete Pereira de Souza

Resumo

A seringueira (Hevea brasiliensis), espécie nativa da Amazônia, é a maior fonte de borracha natural do mundo. Programas de melhoramento genético da seringueira têm sido cruciais para a obtenção de caracteres desejáveis. Entretanto, o ciclo de melhoramento da seringueira é muito longo (cerca de 30 anos), tornando-se essencial o desenvolvimento de novas técnicas de avaliação precoce. As bibliotecas de cDNA e Expressed Sequence Tags (ESTs) são ferramentas muito importantes em biologia molecular: possibilitam identificar genes preferencialmente expressos em tecidos ou tipos celulares e também são valiosas fontes de marcadores polimórficos, instrumentos poderosos para genotipagem e mapeamento molecular. O uso de marcadores derivados de ESTs permite construir mapas funcionais, nos quais são posicionados genes transcritos ou regiões próximas aos genes. Este tipo de mapeamento é importante para estudos de associação gene-característica, e identificação de genes candidatos. Este trabalho objetivou a construção de bibliotecas de cDNA de diferentes tecidos (painel, látex e folha) e tratamentos (exposição ao frio e infecção controlada por Microcyclus ulei) de seringueira para desenvolver sequências EST e marcadores moleculares gene-direcionados a partir destas sequências, para aumentar a saturação de um mapa integrado baseado em microssatélites, no qual identificaram 18 quantitative trait loci (QTLs) para características de crescimento, construído previamente em nosso laboratório. Foram sequenciados 10.464 clones, gerando 8.551 ESTs de alta qualidade que agrupadas formaram 5.211 unigenes. Destes, 3.582 (68,7%) apresentam similaridade com uma proteína hipotética ou expressa. Foram desenvolvidos 173 marcadores EST-SSR e 43 marcadores SNP para H. brasiliensis. 150 EST-SSRs (87%) podem estar associados a genes funcionais, e 98,8% foram transferidos para outras espécies de Hevea, sugerindo que o gênero seja um complexo formado pelas diferentes espécies. Os SNPs foram identificados em 13 ESTs similares a proteínas de resposta a estresse, desenvolvimento e síntese de látex. Seis sequências foram abundantes nas bibliotecas de exposição ao frio e análises de expressão demonstraram que a expressão de cinco sequências aumentou durante o experimento, principalmente a expressão de duas sequências que foi aumentada mais de 70 vezes. Dos EST-SSRs desenvolvidos, 46 foram genotipados na população segregante F1 com 270 indivíduos, e estes marcadores foram adicionados ao mapa genético de seringueira, totalizando 330 marcadores. O programa OneMap foi usado para a construção do mapa que possui 3.068,9 cM de extensão e 22 grupos de ligação (LGs). Cinco locos foram mapeados em regiões QTL, e os transcritos de três são similares a proteínas de resposta a estresse e desenvolvimento. Estes locos podem ser genes candidatos para estudos relacionados a características de crescimento em seringueira. Até o momento, este é o primeiro trabalho em seringueira que combina análises de ESTs de diferentes tecidos e tratamentos, e análises sobre a exposição a baixas temperaturas, em vários genótipos de seringueira. Os novos marcadores adicionados ao mapa poderão auxiliar na identificação de genes de interesse e de QTLs para outras características de importância agronômica. Os vários marcadores gene-direcionados desenvolvidos serão utilizados para mapeamento e posicionamento de possíveis genes em outras populações de mapeamento que estão sendo avaliadas no Laboratório de Análise Genética e Molecular (AU)

• Processo FAPESP: 09/52975-0 - Construção de um mapa funcional em seringueira (Hevea brasiliensis)
• Beneficiário: Carla Cristina da Silva
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado