The Wild Sugarcane and Sorghum Kinomes: Insights Into Expansion, Diversification, and Expression Patterns

Autor(es):Mostrar menos -

Aono, Alexandre Hild ^[1] ; Gonzaga Pimenta, Ricardo Jose ^[1] ; Basso Garcia, Ana Letycia ^[2] ; Correr, Fernando Henrique ^[2] ; Hosaka, Guilherme Kenichi ^[2] ; Carrasco, Marishani Marin ^[1] ; Cardoso-Silva, Claudio Benicio ^[1] ; Mancini, Melina Cristina ^[1] ; Sforca, Danilo Augusto ^[1] ; dos Santos, Lucas Borges ^[1] ; Nagai, James Shiniti ^[3] ; Pinto, Luciana Rossini ^[4] ; de Andrade Landell, Marcos Guimaraes ^[4] ; Carneiro, Monalisa Sampaio ^[5] ; Balsalobre, Thiago Willian ^[5] ; Quiles, Marcos Goncalves ^[6] ; Pereira, Welison Andrade ^[7] ; Alves Margarido, Gabriel Rodrigues ^[2] ; de Souza, Anete Pereira ^{[8, 1]}

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Estadual Campinas, Ctr Mol Biol & Genet Engn CBMEG, UNICAMP, Campinas, SP - Brazil

^[2] Univ Sao Paulo, Luiz de Queiroz Coll Agr ESALQ, Dept Genet, USP, Piracicaba - Brazil

^[3] Rhein Westfal TH Aachen, Fac Med Inst Computat Genom, Aachen Germany, Aachen - Germany

^[4] Agron Inst Campinas IAC, Adv Ctr Sugarcane Agrobusiness Technol Res, Ribeirao Preto - Brazil

^[5] Univ Fed Sao Carlos UFSCar, Ctr Ciencias Agr, Dept Biotecnol & Prod Vegetal & Anim, Sao Carlos - Brazil

^[6] Univ Fed Sao Paulo Unifesp, Inst Ciencia & Tecnol ICT, Sao Jose Dos Campos - Brazil

^[7] Fed Univ Lavras UFLA, Dept Biol, Lavras - Brazil

^[8] Univ Estadual Campinas, Dept Plant Biol, Inst Biol, UNICAMP, Campinas - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: FRONTIERS IN PLANT SCIENCE; v. 12, JUL 7 2021.
• Citações Web of Science: 0

Resumo

The protein kinase (PK) superfamily is one of the largest superfamilies in plants and the core regulator of cellular signaling. Despite this substantial importance, the kinomes of sugarcane and sorghum have not been profiled. Here, we identified and profiled the complete kinomes of the polyploid Saccharum spontaneum (Ssp) and Sorghum bicolor (Sbi), a close diploid relative. The Sbi kinome was composed of 1,210 PKs; for Ssp, we identified 2,919 PKs when disregarding duplications and allelic copies, and these were related to 1,345 representative gene models. The Ssp and Sbi PKs were grouped into 20 groups and 120 subfamilies and exhibited high compositional similarities and evolutionary divergences. By utilizing the collinearity between the species, this study offers insights into Sbi and Ssp speciation, PK differentiation and selection. We assessed the PK subfamily expression profiles via RNA-Seq and identified significant similarities between Sbi and Ssp. Moreover, coexpression networks allowed inference of a core structure of kinase interactions with specific key elements. This study provides the first categorization of the allelic specificity of a kinome and offers a wide reservoir of molecular and genetic information, thereby enhancing the understanding of Sbi and Ssp PK evolutionary history. (AU)

• Processo FAPESP: 14/11482-9 - Avaliação da sintenia genômica entre sorgo (Sorghum bicolor) e cana-de-açúcar (Saccharum officinarum): comparação dos genes envolvidos em um QTL para Brix em sorgo à região sintênica em cana-de-açúcar
• Beneficiário: Melina Cristina Mancini
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 18/18588-8 - Mapeamento de associação em cana-de-açúcar visando à tolerância ao vírus do amarelecimento foliar
• Beneficiário: Ricardo José Gonzaga Pimenta
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Processo FAPESP: 19/03232-6 - Seleção genômica ampla em cana-de-açúcar via aprendizado de máquina e redes complexas para caracteres de importância econômica
• Beneficiário: Alexandre Hild Aono
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 10/50091-4 - Mapeamento de QTLs em população derivada de cruzamento comercial bi-parental em cana-de-açúcar
• Beneficiário: Thiago Willian Almeida Balsalobre
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 15/22993-7 - Transcriptômica para identificação de genes de interesse comercial em cana-de-açúcar
• Beneficiário: Gabriel Rodrigues Alves Margarido
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 10/50119-6 - Identificação de cópias alélicas de locos que controlam caracteres de importância econômica e análise de sua variação entre cromossomos hom(e)ologas em cana-de-açúcar (Saccharum spp.)
• Beneficiário: Danilo Augusto Sforça
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 15/16399-5 - Balanço entre dosagem e expressão alélica para traçar o perfil da expressão gênica global em cana-de-açúcar
• Beneficiário: Cláudio Benício Cardoso da Silva
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 08/52197-4 - Genomic-assisted breeding of sugarcane: using molecular markers for understanding the genetic architecture of quantitative traits and to implement marker assisted selection
• Beneficiário: Anete Pereira de Souza
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Temático
• Processo FAPESP: 19/21682-9 - Mapeamento associativo e transcriptômica na investigação da resistência da cana-de-açúcar ao vírus do amarelecimento foliar
• Beneficiário: Ricardo José Gonzaga Pimenta
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 05/55258-6 - Mapeamento genético e identificação de marcadores moleculares genômicos e funcionais associados a características agronômicas de interesse em cana-de-açúcar
• Beneficiário: Luciana Rossini Pinto Machado da Silva
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 20/07434-0 - Diversidade molecular e estrutura genética de acessos do complexo Saccharum
• Beneficiário: Monalisa Sampaio Carneiro
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Publicações científicas - Artigo
• Processo FAPESP: 19/19340-2 - O quinoma de seringueira: classificação funcional e padrões de expressão em resposta ao frio
• Beneficiário: Lucas Borges dos Santos
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica