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Previous issue date: 2011-05-27 / Financiadora de Estudos e Projetos / Litopenaeus vannamei is known as Pacific white shrimp and is the main species marketed worldwide. Its geographical distribution includes the Pacific coast, ranging from Mexico to Peru. Due to its outstanding economic importance, this species has been farmed and showing great adapting levels to captivity, having been introduced in several countries, including Brazil. However, despite all the concern to properly manage the farming populations, many countries have not had a renewal of their breeding herds because of the risk of introduction of exogenous pathogens, which has increased the degree of inbreeding of these stocks and decreased levels of genetic diversity. To monitor this loss, microsatellite markers or SSRs (Simple Sequence Repeats), from genome arbitrary and expressed regions have been used. In the specific case of SSRs present in expressed regions of the genome (ESTs, Expressed Sequence Tags) or SSRs-ESTs, they allow the access to the genetic variability of populations, and the ESTs markers devoid of SSRs may be related to genes of interest, subsidizing the development of breeding programs based on Marker Assisted Selection (MAS). Moreover, EST-SSRs loci may show an excellent rate of transferability in taxonomically related species, since they are in more conserved regions of the genome. Within this context, this study aimed (i) the validation population of EST-SSR loci isolated through dataming from L. vannamei ESTs database (www.shrimp.ufscar.br), (ii) the genomic annotation of ESTs and EST-SSRs markers (iii) the determination of EC numbers (Enzyme Codes), aiming respectively, (i) the characterization of polymorphic markers (ii) the description of genes and their protein products and (iii) the establishment of information to describe the possible pathways for the penaeid group. Therefore, we tested 32 EST-SSRs loci in PCR reactions. After establishing the best pattern of reaction and subsequent loci genotyping, nine SSRs-ESTs were polymorphic, with allele number ranging from two to 20, levels of observed heterozygosity from 0.32 to 0.86 and average PIC (Polymorphism Information Content) of 0.78. No pair of loci presented in linkage disequilibrium. However, after Bonferroni correction, we found that one of these showed a significant deficit of heterozygotes. The nine polymorphic loci from L.vannamei showed satisfactory amplification in at least one of the seven native species tested: the marine ones Xiphopenaeus kroyeri, Farfantepenaeus brasiliensis, Farfantepenaeus paulensis, Rimapenaeus constrictus and Litopenaeus schmitti and the freshwater ones Macrobrachium amazonicum and Macrobrachium jeskii, being useful also for genetic studies of these species. The genome annotation performed by access in ShEST website (Litopenaeus vannamei EST Genome Project) showed that only three of nine loci 4 have the gene and its protein product described. The other loci showed no matches with any other genomic database available for research. In this work, gene product could be elucidated for 99% of ESTs, being possible to establish 209 EC numbers, highlighting enzymes responsible for xenobiotics metabolism, immunity, energy production, reproduction, oxidative stress, among others. These codes were used for construction of some metabolic pathways present in the penaeid group, contributing for building a wide database of the genome of this important animal group. These data may be applied in genetic improvement programs as well as gene expression studies, such as realtime PCR and microarrays. / Litopenaeus vannamei é conhecido como camarão branco do Pacífico e é a principal espécie de peneídeo comercializada no mundo. Sua distribuição geográfica compreende a costa do Oceano Pacífico, indo desde o México até o Peru. Devido a sua relevante importância econômica, esta espécie passou a ser cultivada, adaptando-se bem às condições de cativeiro, tendo sido introduzida em diversos países, incluindo o Brasil. Entretanto, apesar de toda preocupação em manejar adequadamente as populações de cultivo, muitos países não têm tido renovação de seus estoques reprodutores ou plantéis, devido ao risco de introdução de patógenos exógenos, o que tem aumentado o grau de endogamia desses estoques e diminuição dos níveis de diversidade genética. Para monitorar esta perda de variabilidade genética, marcadores microssatélites ou SSRs (Simple Sequence Repeats), oriundos de regiões arbitrárias e expressas do genoma desta espécie, vêm sendo utilizados. No caso específico de SSRs presentes em regiões expressas do genoma (ESTs, Expressed Sequence Tags) ou SSRs-ESTs, além destes permitirem acessar a variabilidade genética das populações, as ESTs desprovidas de SSRs podem estar relacionadas a genes de interesse, podendo auxiliar o desenvolvimento de programas de melhoramento genético baseados na Seleção Assistida por Marcadores (MAS). Além disso, locos SSRs-ESTs podem apresentar uma excelente taxa de transferabilidade em espécies taxonomicamente relacionadas, uma vez que se encontram em regiões mais conservadas do genoma. Dentro deste contexto, este trabalho teve como objetivos (i) a validação populacional de locos SSRs-ESTs, isolados via dataming no banco de dados de ESTs de L. vannamei (www.shrimp.ufscar.br); (ii) a anotação genômica de marcas ESTs e locos SSRs-ESTs (iii) e a determinação dos EC numbers (códigos enzimáticos), visando, respectivamente, (i) a caracterização de marcadores polimórficos, (ii) a descrição de genes e seus respectivos produtos protéicos e (iii) o estabelecimento de informações para descrever as possíveis vias metabólicas para o grupo de peneídeos. Para tanto foram testados 32 locos SSRs-ESTs em reações de PCR. Após estabelecimento do melhor perfil de reação e posterior genotipagem dos locos, nove SSRs-ESTs mostraram-se polimórficos, com número de alelos variando de 4 a 20, níveis de heterozigozidade observada de 0,32 a 0,86 e valores médios de PIC (Polymorphism Information Content) de 0,78. Nenhum loco apresentou-se em desequilíbrio de ligação. Entretanto, após correção de Bonferroni, constatou-se que um deles apresentou déficit significativo de heterozigotos. Os nove locos polimórficos para L. vannamei apresentaram amplificação satisfatória em pelo menos uma das sete espécies nativas testadas: as marinhas Xiphopenaeus kroyeri, 2 Farfantepenaeus brasiliensis, Farfantepenaeus paulensis, Rimapenaeus constrictus e Litopenaeus schmitti e as de água doce Macrobrachium amazonicum e Macrobrachium jeskii podendo se constituir em marcas úteis para os estudos genéticos também dessas espécies. A anotação genômica realizada via acesso à página de anotação do Projeto ShEST (Projeto Genoma EST de Litopenaeus vannamei) demonstrou que apenas três dos nove locos polimórficos têm o seu gene e produto protéico já descritos. Os demais locos não apresentaram blasts positivos com nenhuma outra base de dados genômicos disponíveis para pesquisa. No caso das sequências anotadas, o produto gênico pôde ser elucidado para 99% destas, sendo possível estabelecer 209 EC numbers, destacando-se enzimas responsáveis pela degradação de xenobióticos, imunidade, produção de energia, reprodução, estresse oxidativo, dentre outras. Estes códigos enzimáticos foram utilizados para determinação de algumas vias metabólicas presentes no grupo dos peneídeos, contribuindo assim para a construção de uma ampla base de dados do genoma deste importante grupo animal, podendo ser utilizada em estudos de conservação, programas de melhoramento genético e em análises de expressão gênica, como PCR em tempo real e microarrays.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/5489 |
| Date | 27 May 2011 |
| Creators | Santos, Camilla Alves |
| Contributors | Freitas, Patrícia Domingues de |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Genética Evolutiva e Biologia Molecular, UFSCar, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/embargoedAccess |
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