Cana-de-açúcar é uma planta agrícola com grande importância econômica para o Brasil. Os cultivares modernos de cana-de-açúcar apresentam uma alta complexidade genômica, devido ao seu genoma ser poliploide e com número cromossômico variando entre 100-120. As plantas de cana-de-açúcar estão sujeitas ao ataque de diversos tipos de patógenos, e sua tolerância depende da ação de genes de resistência. Estes podem desencadear uma cascata de reações ou interagir diretamente com uma molécula efetora, resultando em tolerância por parte da planta à presença do patógeno. O genoma dos cultivares moderno apresentam inúmeros elementos de transposição posicionados em diferentes regiões do genoma. Devido a essa abundância, os elementos de transposição estão sendo usados como marcadores moleculares, por exemplo, RBIP (Retrotransposon-Based Insertion Polymorphism), que identifica polimorfismos baseado na inserção de elementos do tipo retrotransposons. Esta técnica é capaz de diferenciar a presença e a ausência de um elemento de transposição em uma determinada região do genoma. Para a aplicação em organismos poliploides foi desenvolvida a técnica RBIP-qPCR, permitindo dosar a presença e ausência de um elemento de transposição em um organismo poliploide. Sendo assim este trabalho tem como objetivo aplicar a técnica de RBIP-qPCR em elementos de transposição alocados adjacentes a genes de resistência a fim de, posteriormente, verificar a existência de associação entre genes de resistência e elementos de transposição. Para isso foram analisadas três famílias de genes de resistência, I2C-2, Xa21 e Pti1. Foram realizadas análises de composição genômica de cada uma das regiões, genômica comparativa entre as variedades de R570 e SP80-3280 para a região genômica que contém o gene I2C-2, além de uma análise de expressão de genes e elementos de transposição vizinhos neste loco. A partir destes estudos foi possível selecionar um elemento de transposição, scDEL 5.1, para aplicar a técnica de RBIP-qPCR. Os resultados das análises de reconhecimento do ambiente genômico determinou a escolha de um elemento para aplicação da técnica. Verificamos que na ausência de scDEL 5.1 a metodologia RBIPqPCR foi eficaz em todos os genomas testados. As análises de presença de scDEL 5.1 no loco revelaram que elementos com elevado número de cópias no genoma não são adequados para a aplicação da metodologia. / Sugarcane is an agricultural plant with great economic importance for Brazil. The modern cultivars of sugarcane present a high genomic complexity, due to their genome being polyploid and with chromosome number varying between 100-120. Sugarcane plants are targets of several types of pathogens, and their tolerance depends on the action of resistance genes. These can trigger a cascade of reactions or interact directly with an effector molecule, resulting in tolerance by the plant to the presence of the pathogen. The genome of modern cultivars presents several transposable elements allocated in different regions of the genome. Due to this abundance, transposable elements are being used as molecular markers, such as RBIP (Retrotransposon-Based Insertion Polymorphism), which identifies polymorphisms based on the insertion of retrotransposon. This technique is able to differentiate the presence and absence of a transposable element in a particular region of the genome. For the application in polyploid organisms the RBIP-qPCR technique was developed, allowing measuring the presence and absence of a transposable element in a polyploid organism. Therefore, the objective of this work is to apply the RBIP-qPCR technique to on a transposable element localized adjacent to resistance genes in order to, latterly, verify the existence of association between resistance genes and transposable elements. For this, three families of resistance genes, I2C-2, Xa21 and Pti1 were analyzed. Genomic composition analyzes of each region, comparative genomics between the R570 and SP80-3280 varieties for the genomic region containing the I2C-2 gene, as well as an analysis of genes and elements expression neighbors at this locus were performed. From these studies it was possible to select a transposition element, scDEL 5.1, to apply the RBIP-qPCR technique. The results of the genomic environment recognition analysis determined the choice the transposable element for the application of the technique. We verified that in the absence of scDEL 5.1 the RBIP-qPCR methodology was effective in all genomes tested. Analysis of the presence of scDEL 5.1 in the locus revealed that elements with high copy number in the genome are not suitable for the application of the methodology.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-03122018-101528 |
| Date | 24 April 2018 |
| Creators | Ragagnin, Geovani Tolfo |
| Contributors | Sluys, Marie Anne van |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | Dissertação de Mestrado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Reter o conteúdo por motivos de patente, publicação e/ou direitos autoriais. |
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