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Dissertação de Mestrado
DOI
Documento
Autor
Nome completo
Danila Montewka Melotto-Passarin
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2004
Orientador
Título em português
Estudo evolutivo de espécies e híbridos de cana-de-açúcar por análise comparativa com outras espécies da família Poaceae (Arroz, milho, sorgo e trigo) utilizando regiões do genoma cloroplastidial
Palavras-chave em português
CANA-DE-AÇÚCAR
CLOROPLASTOS
EVOLUÇÃO VEGETAL
GENOMAS
POÁCEAS
Resumo em português
Nos últimos anos, o sequenciamento de nucleotídeos do genoma cloroplastidial esta sendo utilizado como uma eficiente ferramenta para estudar a evolução em plantas superiores. O complexo sequenciamento do genoma cloroplastidial (plastoma) de cana-de-açúcar (Saccharum officinarum) revelou uma molécula circular fechada de 141.182 pb. Este plastoma contém um par de regiões invertidas repetidas (IRa e IRb), separadas por uma região de cópia única pequena (SSC) e uma região de copia única grande (LSC). Os genes do cloroplasto tem sido muito utilizados para reconstruir a filogenia em espécies relacionadas. Para contribuir com a qualidade de informação disponível para a reconstrução filogenética, múltiplas regiões do cloroplasto tem sido analisadas, incluindo genes e espaçadores intergêneros. O DNA cloroplastidial (ptDNA) tem a característica de ser muito conservado entre as espécies de plantas, o que o torna apropriado para os estudos filogenéticos em vários níveis taxonômicos. Além disso, a herança uniparental apresenta reduzido impacto da recombinação intermolecular e auxilia na simplificação das teorias de evolução do ptDNA em muitos táxons vegetais. O objetivo deste trabalho foi contribuir com os estudos de evolução do cloroplasto em várias espécies e híbridos de cana-de-açúcar pela identificação de regiões polimórficas e sinais filogenéticos ou "hotspots" que possam ser utilizados como marcadores filogenéticos. Para isso, outras espécies pertencentes a família Poaceae, principalmente sorgo, milho, arroz e trigo também foram utilizadas nas análises. As regiões selecionadas para este estudo foram: região intergênica entre rbcL e petA; região intergênica entre trnI e trnL; região 16SrDNA e um segmento das quatro intersecções do ptDNA que unem as duas regiões invertidas repetidas com a LSC e SSC. Estas sequências foram amplificadas por PCR, sequenciadas e alinhadas utilizando os programas computacionais ClustalW e Phred-Phrap-Consed. As análises de parcimônia foram realizadas pelo programa PAUP* versão 4.0 e as árvores filogenéticas foram desenhadas pelo programa TreeView. As comparações dos "hotspots" do ptDNA forneceram informações quanto a evolução do cloroplasto e sobre os mecanismos responsáveis pela divergência entre os plastomas destas espécies estudadas. Também foi observada maior identidade entre os plastomas de cana-de-açúcar, sorgo e milho, que são plantas C4, do que entre os plastomas de cana-de-açúcar e de gramineas C3, como arroz e trigo, incluindo a organização estrutural dos genes
Título em inglês
Evolutive study of sugarcane species and hybrids by comparative analysis with others species of Poaceae family (rice, maize, sorghum and wheat) using regions of cloroplastidial genome
Resumo em inglês
In the past few years, nucleotide sequencing of chloroplast genome is being used as an efficient tool to study evolution in higher plants. Sequencing of the total chloroplast genome (plastome) from sugarcane (Saccharum officinarum) revealed a 141,182 bp circular double-stranded molecule. This plastome contains a pair of inverted repeat regions (IRA and IRB), separating a small single copy region (SSC) and a large single copy region (LSC). Chloroplast genes have been extensively used to reconstruct the phylogeny in related species. In order to contribute to the amount of information available for phylogenetic reconstruction, it has been analyzed multiple chloroplast regions, including genes and intergenic spacers. The chloroplast DNA (cpDNA) has the feature of being well conserved among the plant species, which makes it appropriate for phylogenetic studies at high taxonomic leveIs. Furthermore, uniparental inheritance presents low impact of intermolecular recombination and helps to simplify theories of ptDNA evolution in most plant taxa. The objective of this work was to contribute to chloroplast evolution studies in several sugarcane species and hybrids by identifying polymorphic regions and phylogenetic signals or hotspots signals that can be useful as phylogenetic markers. For that, other species belonging to Poaceae family, mainly sorghum, maize, rice and wheat have also been comprised in the analyses. The regions selected to this study were: intergenic region between rbcL and petA intergenic region between trnI and trnL; 16SrDNA region and a segment ofthe four cpDNA intersections that link the two inverted repeat regions with the LSC and SSC. These sequences have been amplified by PCR, sequenced and aligned by using the computer programs ClustalW and Phred-Phrap-Consed. The parsirnony analyses were performed by PAUP* version 4.0 program and the phylogenetic trees were designed by TreeView program. The comparisons of cpDNA hotspots have provided useful information on chloroplast evolution and about the mechanisms responsible for divergence among plastomes of these studied species. AIso, it was observed larger identity among sugarcane, sorghum and maize plastomes, which are C4 plants, than between sugarcane and C3 grasses plastomes like rice and wheat, including structural gene organization.
 
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Data de Publicação
2019-11-08
 
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