62ª Reunião Anual da SBPC
C. Ciências Biológicas - 8. Genética - 5. Genética Vegetal
ANÁLISE IN SILICO DE SEQUÊNCIAS DO PLASTOMA DE FEIJÃO-CAUPI E OUTRAS LEGUMINOSAS
Tercilio Calsa Junior 1
Taciana Conceição Manso 1
Maria Clara Pestana-Calsa 1
1. Departamento de Genética, Universidade Federal de Pernambuco/UFPE
INTRODUÇÃO:
Os cloroplastos, pertencentes à classe dos plastídios, são organelas com sistema genético responsável por diversas funções no metabolismo celular, possuindo a maquinaria necessária para replicar e transcrever seu próprio DNA. O genoma dos cloroplastos (cpDNA) é formado por uma dupla fita de DNA altamente conservado, devido à sua herança geralmente uniparental. Nas angiospermas o plastoma é formado por duas regiões duplicadas e invertidas (IRs) separadas por duas regiões de cópia única - uma longa (LSC) e uma curta (SSC). Apesar da elevada conservação estrutural do cpDNA, mutações e rearranjos gênicos já foram relatados em plantas e algas. Através da comparação entre sequências de nucleotídeos de plastomas de diferentes espécies pode-se fazer análises filogenéticas, avaliando a evolução dessa organela e de seus elementos de regulação gênica. O feijão-caupi (Vigna unguiculata) é uma espécie leguminosa bastante utilizada na alimentação humana, constituindo uma excelente fonte de proteínas, carboidratos, vitaminas e minerais. Esta cultura é bem adaptada a diversas condições climáticas e de solo nas áreas semi-áridas do Nordeste brasileiro. Este trabalho teve por objetivo comparar sequências nucleotídicas do plastoma do feijão-caupi com o cpDNA de outras leguminosas já sequenciados.
METODOLOGIA:
As sequências nucleotídicas de origem genômica de Vigna unguiculata utilizadas foram obtidas no banco de dados de acesso público CGKB (Cowpea Genespace/Genomics Knowledge Base) com similaridade significativa com regiões plastômicas de outras espécies leguminosas. Esse conjunto de sequências foi submetido à clusterização via CAP3 no programa EGassembler, conforme parâmetros padronizados. As cinco maiores sequências consenso resultantes da clusterização, os contigs, foram submetidas à anotação presumível de seus genes pelo uso do programa online DOGMA (Dual Organellar GenoMe Annotator). Seguiu-se o alinhamento local dos contigs com os plastomas de espécies da família Fabaceae através do programa BLASTn - NCBI e comparação entre a sequência nucleotídica dos contigs com duas leguminosas próximas ao feijão-caupi com a sequência do plastoma identificado, o feijão-mungo (Vigna radiata) e o feijão-comum (Phaseolus vulgaris).
RESULTADOS:
O banco de dados CGKB disponibilizou 9.901 sequências de feijão-caupi, as quais foram organizadas em 9.838 sequências válidas após a clusterização, enquanto que 63 foram desconsideradas devido ao tamanho curto ou pela indefinição de bases. Dentre as sequências válidas, encontrou-se 2.338 singletons, sequências únicas não agrupadas pertencentes ao feijão-caupi. As demais sequências foram agrupadas em blocos de acordo com suas sequências consenso, obtendo-se 109 contigs de tamanhos diversos, porém apenas cinco possuíam tamanhos significativos para análises. Através das comparações feitas por meio do alinhamento local entre os cinco maiores contigs e os plastomas de leguminosas constatou-se que o plastoma de Vigna unguiculata possui grande similaridade com o cpDNA do feijão-mungo (Vigna radiata), apresentando similaridade variando de 100-98% entre os diferentes contigs; seguido pelo feijão-comum (Phaseolus vulgaris) e da soja (Glycine max) com similaridades variando de 99 a 97%, respectivamente. A comparação gênica feita entre os contigs encontrados com o cpDNA dos feijões mungo e comum mostrou que existem muitas inversões na disposição dos genes, bem como deleções de alguns genes como os genes ycf15 e ycf68, presentes no feijão-caupi e no feijão comum.
CONCLUSÃO:
Através das comparações feitas entre os contigs do feijão-caupi com o cpDNA de outras leguminosas, conclui-se que o genoma cloroplastidial é altamente conservado dentre as espécies leguminosas. Apesar disso, foram identificadas diferenças na seqüência nucleotídica e na presença de ORFs, as quais podem ser úteis como marcadores genômicos aplicados em estudos de filogenia e ou funcionais neste importante grupo vegetal.
Instituição de Fomento: CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
Palavras-chave: Genoma cloroplastidial, Vigna unguiculata, In silico.