Genômica comparativa e evolução molecular de plantas carnívoras do gênero Utricularia (Lentibulariaceae)

Resumo

As plantas carnívoras da família Lentibulariaceae, que compreendem os gêneros Pinguicula, Genlisea e Utricularia, atraíram atenção da comunidade científica nos últimos anos, por serem consideradas candidatas à planta-modelo, não somente por suas adaptações morfológicas e fisiológicas para a obtenção alternativa de nutrientes, mas também pelo fácil cultivo em laboratório, assim como pelas características genômicas intrigantes. Neste aspecto, as espécies do gênero Utricularia podem apresentar genomas variando entre 79Mb a 706Mb e, com espécies de Genlisea, possuem os menores genomas conhecidos para angiospermas. Eventos independentes de propagação de elementos transponíveis (TEs) e duplicações genômicas contribuíram para a expansão genômica, enquanto que a redução genômica é relacionada à presença de poucos TEs e duplicações, associado a altas taxas de substituição nucleotídica, possivelmente relacionadas a carnivoria, ou mesmo à seleção positiva de genes. Em adição, o genoma organelar de Utricularia apresenta características peculiares, como, por exemplo, a pseudogenização e deleção no cpDNA de genes do complexo NAD (P) H-dehydrogenase (ndh) em espécies de hábitat terrestre. O mtDNA apresenta genes ndh e diversos outros genes de origem do cpDNA, fragmentos de TEs, repetições e duplicações. Do ponto de vista filogenético, são observadas incongruências relacionadas à posição de determinadas seções ou espécies, com táxons parafiléticos e polifiléticos. Portanto, a presente proposta pretende estudar 24 espécies de Utricularia sequenciadas por nosso grupo de pesquisa, utilizando genômica comparativa e filogenômica para: a) estimar o tamanho, montar, anotar e comparar os genomas nucleares e organelares; b) inferir a diversidade e papel do TEs e duplicações com processo de contração e expansão genômica; c) estudar os processos que norteiam a evolução dos genes ndh e transferência lateral entre organelas; d) propor novas hipóteses filogenéticas robustas entre as espécies de Utricularia, fundamentadas em genes organelares e nucleares. (AU)