Avaliação in silico do transcriptoma do café: identificação de SNPs e inferência de mecanismos de regulação da expressão gênica

Autor(es)

Ramon Oliveira Vidal

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Biologia
• Data de defesa: 2010-12-16

Membros da banca

Gonçalo Amarante Guimarães Pereira; Pierre Marraccini; Marcelo Mendes Brandão; Paulo Mazzafera; Michel Eduardo Beleza Yamagishi

• Orientador: Gonçalo Amarante Guimarães Pereira

Resumo

O café é uma das culturas mais importantes do mundo, sendo consumido mundialmente e com significativa participação na economia em países em desenvolvimento. Coffea arabica e Coffea canephora são responsáveis por 70% e 30% da produção comercial, respectivamente. Análise citogenética indicou que C. arabica é uma planta alotetraploide autógama formada por uma hibridação (1 milhão de anos atrás) entre os diplóides C. canephora e Coffea eugenioides. C. eugenioides é uma espécie silvestre que cresce em maiores altitudes próximo das bordas de florestas e produz poucas e pequenas sementes com baixo teor de cafeína. Por outro lado, C. canephora é alógama e cresce melhor em terras baixas, é também caracterizada por maior produtividade, maior tolerância a pragas e maior teor de cafeína, mas tem uma bebida considerada de qualidade inferior em comparação com a produzida por C. arabica. Durante a última década, algumas iniciativas de pesquisa têm sido lançadas para produzir dados genômicos e transcritômicos de algumas espécies de café. Esta coleção de ESTs representa uma boa visão do transcriptoma de C. arabica e C. canephora, sendo um importante recurso para análise molecular dessas espécies. Este trabalho teve como objetivo obter mais informações sobre algumas espécies do gênero Coffea, incluindo a estrutura dos genes, análise de expressão e identificação de genes e famílias gênicas que são específicos ou expandidos em café. Além disso, também foi proposto estudar a regulação da expressão gênica nos genes homeólogos da alotetraploide C. arabica. A fim de investigar estes conjuntos de dados de EST foram realizadas duas montagens: (i) a primeira montagem com cada espécie individualmente, com o objetivo de fazer uma análise comparativa entre as C. arabica, C. canephora e outras culturas, e (ii) com as duas espécies de café juntas, permitindo a identificação de SNPs entre C. arabica e C. canephora, e avaliar questões evolutivas em C. arabica. A identificação dos transcritos diferencialmente expressos e novas famílias gênicas foram utilizados como ponto de partida para a correlação de características de desenvolvimento e de perfis de expressão gênica em Coffea sp.. Domínios de proteínas e análises de Gene Ontology sugerem diferenças significativas entre os dados das espécies de café analisadas, principalmente em relação a síntese de açúcares, ligação de proteínas a nucleotídeos, retrotransposons e proteínas de resposta a estresse. A ferramenta OrthoMCL identificou as famílias de proteínas específicas ou predominante de café quando comparado com outras cinco espécies de plantas. Usando as discrepâncias de alta qualidade encontradas em ESTs sobrepostos de C. arabica e C. canephora, os perfis de diversidade de seqüência foram avaliados em ambas as espécies e utilizados para deduzir a contribuição de C. canephora e C. eugenioides na transcrição de C. arabica. A identificação de genes homeologous de C. arabica aos genomas ancestrais permitiu analisar as contribuições de expressão gênica de cada subgenoma. Nós sugerimos que este fenômeno tem uma questão importante na expressão dos genes e fisiologia de Coffea. (AU)

• Processo FAPESP: 07/51031-2 - Análise comparativa in silico da expressão diferencial em três espécies de café visando caracterização de genes de importância biotecnológica
• Beneficiário: Ramon Oliveira Vidal
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado