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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Macaubest: a comprehensive transcriptome of macaúba palm (Acrocomia aculeata) : Macaubest: atlas transcriptômico da macaúba (Acrocomia aculeata)
Title Alternative: Macaubest: atlas transcriptômico da macaúba (Acrocomia aculeata)
Author: Bazzo, Bárbara Regina, 1988-
Advisor: Pereira, Gonçalo Amarante Guimarães, 1964-
Mondego, Jorge Mauricio Costa
Abstract: Resumo: A macaúba (Acrocomia aculeata) é uma palmeira nativa de ampla ocorrência, estando presente principalmente em áreas de Cerrado. Sua elevada produtividade de frutos, altos teores e qualidade de óleo, além da possibilidade de plantio em áreas de déficit hídrico a credenciam como uma alternativa de matéria-prima para a produção de óleo para biodiesel e outras demandas. Assim, estudos na área de biologia molecular e diversidade genética formam a base para um programa de melhoramento de sucesso para uma espécie pouco estudada. Diante desse contexto, o trabalho visou construir um banco de genes da macaúba e o desenvolvimento de marcadores moleculares para estudos de caracterização da diversidade genética, seleção assistida e mapeamento das populações. Além disso, o trabalho investigou possíveis diferenças entre a macaúba e dendezeiro, espécies próximas geneticamente, porém com exigências edafoclimáticas distintas. Para isso, o RNA foi extraído de tecidos de raiz, bulbo, folha, flor (feminina e masculina) e mesocarpo de frutos maduros. No primeiro experimento, a montagem De Novo do transcriptoma foi utilizada, permitindo identificar 34.293 transcritos de macaúba em todas as bibliotecas, reunidas em uma única referência. O padrão de expressão gênica mostrou oito transcritos específicos de tecidos de fruto, dois de tecido foliar, oito de tecido de bulbo, cinco de flores femininas, 14 de flores masculinas, 8053 de tecido de raiz e nenhum em tecido de bainha foliar. Quando observados o nível de expressão dos transcritos tecido-específicos, o tecido de raiz apresentou 341 transcritos altamente expressos e específicos. Além disso, a comparação com o dendezeiro mostrou que a macaúba possui 24 famílias gênicas expandidas, 11 famílias possuem pelo menos um transcrito raiz- específico e seis famílias foram exclusivas de macaúba. A maioria dos transcritos expressos foi anotada como proteínas relacionadas a transdução de sinais em resposta a estresses abióticos e bióticos, como quinases, fatores de transcrição, proteínas ligantes de Ca2+. Os dados sugerem uma possível regulação na transdução de sinal em resposta à diversos estresses. Na segunda abordagem foi utilizada a montagem com a referência do genoma do dendê. Neste estudo, um total de 418 EST-SSRs foram identificados e 232 EST-SSR foram selecionados, com repetições trinucleotídicas sendo o motivo mais frequente (380 -90,9%), seguido por compostas (4,5%), di- (3,6%) e hexanucleotídeos (3,6%). Um total de 145 EST-SSR (62,5%) foram validados em dezessete amostras de macaúba, e 100 foram considerados polimórficos com valores de PIC de 0.25 a 0.77. Análise de diversidade genética realizada com os 20 mais informativos EST-SSR mostraram uma separação distinta dos diferentes grupos de macaúba, de acordo com a localização geográfica das amostras. Além disso, 145 marcadores foram transferidos em outras seis espécies de palmeiras resultando em taxas de transferibilidade de 99% (144) em Acrocomia intumescens, 98% (143) em Acrocomia totai, 80,7% (117 EST-EST) em amostras de dendezeiro (Elaeis guineensis) e pupunha (Bactris gasipaes), 70% (102) na palma juçara (Euterpe edulis) e 71,7% (104) em sabal (Sabal causiarum). Análise da distância genética estabeleceu grupos distintos por gênero das palmeiras. Os dados obtidos são exploratórios, mas suportarão as pesquisas em andamento com a planta

Abstract: The macaúba palm (Acrocomia aculeata) is a native and widespread palm tree, being present mainly in Brazilian Cerrado. It is considered an alternative oil-feedstock crop since it has high productivity, high oil content, high-quality oil, as well as it is possible to plant in drought areas. Consequently, molecular biology and genetic diversity studies may provide the basis for a successful breeding program. Therefore, this study aimed to build a macaúba palm gene bank and develop molecular markers for genetic diversity studies, marker-assisted selection, and population mapping. Moreover, the studies investigated possible differences between the macaúba pam and African oil palm, which are genetically close but with different edaphoclimatic requirements. For this, the RNA was extracted from the root, bulb, leaf, flower (female and male), and mesocarp of mature fruits. In the first experiment, De novo transcriptome assembly permitted to identify 34.293 transcripts of macaúba palm in all the libraries, gathered in a single reference. Gene expression analysis showed eight transcripts expressed only in fruit tissues, two in leaf tissue, eight in bulb tissue, five in female flowers, 14 in male flowers, 8053 in root and none in leaf sheath tissue. Furthermore, we observed 341 root-specific transcripts with high expression level. In addition, family turnover analysis between macaúba palm and African oil palm showed that macaúba has 24 expanded gene families, 11 families have at least one root-specific transcript and six families are exclusive of macaúba palm. Most transcripts were similarly to transduction proteins related to abiotic and biotic stresses responses, such as kinases, transcription factors, Ca2+-binding proteins. The data suggest a possible regulation of signal transduction in response to many stresses. In the second experiment, the reference-based transcriptome assembly was performed. We identified 418 EST-SSRs and 232 EST-SSR were selected, with trinucleotide repeats being the most frequent motif (380-90.9%), followed by composited (4.5%), di- (3.6%), and hexanucleotides (3.6%). A total of 145 EST-SSR (62.5%) were validated on seventeen macaúba samples, and 100 were considered polymorphic with PIC values ranging from 0.25 to 0.77. Genetic diversity analysis performed with the 20 most informative EST-SSRs showed a distinct separation of the different macaúba samples, according to the geographical location. Additionally, 145 markers were transferred in six other palm species resulting in 99% transferability rates (144) in Acrocomia intumescens, 98% (143) in Acrocomia totai, 80.7% (117 EST-EST) in samples of African oil palm (Elaeis guineensis) and peach palm (Bactris gasipaes), 70% (102) in juçara palm (Euterpe edulis) and 71.7% (104) in hat palm (Sabal causiarum). Analysis of genetic distance established distinct groups by genera. These are exploratory data but will support ongoing research with macaúba palm
Subject: RNA-seq
Expressão gênica
Marcadores moleculares
Language: Inglês
Editor: [s.n.]
Citation: BAZZO, Bárbara Regina. Macaubest: a comprehensive transcriptome of macaúba palm (Acrocomia aculeata): Macaubest: atlas transcriptômico da macaúba (Acrocomia aculeata). 2018. 1 recurso online (163 p.). Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/333535>. Acesso em: 25 mar. 2019.
Date Issue: 2018
Appears in Collections:FCA - Tese e Dissertação

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