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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.59.2018.tde-08062018-160032
Document
Author
Full name
Juliana Rodrigues Bombonato
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2018
Supervisor
Committee
Franco, Fernando de Faria (President)
Groppo Junior, Milton
Mendes Junior, Celso Teixeira
Nazareno, Alison Gonçalves
Title in Portuguese
Dados filogenômicos para inferência de relações evolutivas entre espécies do gênero Cereus Mill. (Cactaceae, Cereeae)
Keywords in Portuguese
Cereus; Dados faltantes; Dados filogenômicos; ddRADSeq; NGS
Abstract in Portuguese
Estudos filogenômicos usando Sequenciamento de Próxima Geração (do inglês, Next Generation Sequencing - NGS) estão se tornando cada vez mais comuns. O uso de marcadores oriundos do sequenciamento de DNA de uma biblioteca genômica reduzida, neste caso ddRADSeq (do inglês, Double Digestion Restriction Site Associated DNA Sequencing), para este fim é promissor, pelo menos considerando sua relação custo-benefício em grandes conjuntos de dados de grupos não-modelo, bem como a representação genômica recuperada. Aqui usamos ddRADSeq para inferir a filogenia em nível de espécie do gênero Cereus (Cactaceae). Esse gênero compreende em cerca de 25 espécies reconhecidas predominantemente sul-americanas distribuídas em quatro subgêneros. Nossa amostra inclui representantes de Cereus, além de espécies dos gêneros próximos, Cipocereus e Praecereus, além de grupos externos. A biblioteca ddRADSeq foi preparada utilizando as enzimas EcoRI e HPAII. Após o controle de qualidade (tamanho e quantificação dos fragmentos), a biblioteca foi sequenciada no Illumina HiSeq 2500. O processamento de bioinformática a partir de arquivos FASTQ incluiu o controle da presença de adaptadores, filtragem por qualidade (softwares FastQC, MultiQC e SeqyClean) e chamada de SNPs (software iPyRAD). Três cenários de permissividade a dados faltantes foram realizados no iPyRAD, recuperando conjuntos de dados com 333 (até 40% de dados perdidos), 1440 (até 60% de dados perdidos) e 6141 (até 80% de dados faltantes) loci. Para cada conjunto de dados, árvores de Máxima Verossimilhança (MV) foram geradas usando duas supermatrizes: SNPs ligados e Loci. Em geral, observamos algumas inconsistências entre as árvores ML geradas em softwares distintos (IQTree e RaxML) ou baseadas no tipo de matriz distinta (SNPs ligados e Loci). Por outro lado, a precisão e a resolução, foram melhoradas usando o maior conjunto de dados (até 80% de dados perdidos). Em geral, apresentamos uma filogenia com resolução inédita para o gênero Cereus, que foi resolvido como um provável grupo monofilético, composto por quatro clados principais e com alto suporte em suas relações internas. Além disso, nossos dados contribuem para agregar informações sobre o debate sobre o aumento de dados faltantes para conduzir a análise filogenética com loci RAD.
Title in English
Phylogenomic data for inference of evolutionary relationships among species of the genus Cereus Mill. (Cactaceae, Cereeae)
Keywords in English
Cereus; ddRADSeq; Missing data; NGS; Phylogenomic data
Abstract in English
Phylogenomics studies using Next Generation Sequencing (NGS) are becoming increasingly common. The use of Double Digest Restriction Site Associated DNA Sequencing (ddRADSeq) markers to this end is promising, at least considering its cost-effectiveness in large datasets of non-model groups as well as the genome-wide representation recovered in the data. Here we used ddRADSeq to infer the species level phylogeny of genus Cereus (Cactaceae). This genus comprises about 25 species recognized predominantly South American species distributed into four subgenera. Our sample includes representatives of Cereus, in addition to species from the closely allied genera Cipocereus and Praecereus, besides outgroups. The ddRADSeq library was prepared using EcoRI and HPAII enzymes. After the quality control (fragments size and quantification) the library was sequenced in Illumina HiSeq 2500. The bioinformatic processing on raw FASTQ files included adapter trimming, quality filtering (FastQC, MultiQC and SeqyClean softwares) and SNPs calling (iPyRAD software). Three scenarios of permissiveness to missing data were carry out in iPyRAD, recovering datasets with 333 (up tp 40% missing data), 1440 (up to 60% missing data) and 6141 (up to 80% missing data) loci. For each dataset, Maximum Likelihood (ML) trees were generated using two supermatrices: SNPs linked and Loci. In general, we observe few inconsistences between ML trees generated in distinct softwares (IQTree and RaxML) or based in distinctive matrix type (SNP linked and Loci). On the other hand, the accuracy and resolution were improved using the larger dataset (up to 80% missing data). Overall, we present a phylogeny with unprecedent resolution for genus Cereus, which was resolved as a likely monophyletic group, composed by four main clades and with high support in their internal relationships. Further, our data contributes to aggregate information on the debate about to increasing missing data to conduct phylogenetic analysis with RAD loci.
 
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Publishing Date
2018-08-23
 
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