Brasil | dissertação

Análise comparativa do DNA repetitivo nuclear e do genoma cloroplastidial de espécies de Cenchrus L. (Poaceae)

Comparative analysis of nuclear repetitive dna and chloroplastidial genome of Cenchrus L. (Poaceae) species

dc.contributorTorres, Giovana Augusta
dc.contributorScvortzoff, Magdalena Vaio
dc.contributorScvortzoff, Magdalena Vaio
dc.contributorSouza, Luiz Gustavo Rodrigues
dc.creatorSilvestrini, Alex Junior Aparecido
dc.date2020-11-13T16:40:57Z
dc.date2020-11-13T16:40:57Z
dc.date2020-11-13
dc.date2020-10-14
dc.date.accessioned2023-09-28T19:55:49Z
dc.date.available2023-09-28T19:55:49Z
dc.identifierSILVESTRINI, A. J. A. Análise comparativa do DNA repetitivo nuclear e do genoma cloroplastidial de espécies de Cenchrus L. (Poaceae). 100 p. Dissertação (Mestrado em Genética e Melhoramento de Plantas) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2020.
dc.identifierhttp://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/45477
dc.identifier.urihttps://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/9040394
dc.descriptionCenchrus L. is an important genus of the Poaceae family that comprises several species of high agronomic importance, mainly forage prominent in national livestock, such as Cenchrus purpureus, Cenchrus americanus and, Cenchrus ciliaris. Several breeding programs explore the production capacity and quality of these forages. Besides, they are interesting for genomic-evolutionary studies, since they have relatively large genomes and complex polyploid combinations. Genomic studies using next-generation sequencing (NGS) with low coverage are an interesting tool for the characterization of germplasm and studies of genomic evolution. These studies allow characterization of the repetitive fraction of the genome and assembly of its chloroplastidial genome. Therefore, the objective of the present work is the comparative genomic analysis of the repetitive fraction of the genome of Cenchrus purpureus and Cenchrus americanus, as well as of the chloroplastidial genome of Cenchrus purpureus, Cenchrus americanus and, Cenchrus ciliaris. For that, the genomes of C. purpureus and C. americanus were sequenced on the Illumina HiSeq ™ 4000 platform and analyzed using tha plattform RepeatExplorer. For the analysis and assembly of the chloroplastidial genome, in addition to sequenced genomes, the chloroplastidial genome of C. ciliaris deposited under access MH286942 in the NCBI database was also used. The assembly and comparative analysis of the cpDNA was performed using tools implemented in the Geneious Prime 2020.1.1 software and in specific platforms such as CHLOROBOX - GeSeq. The repetitive fraction of C. purpureus and C. americanus corresponds to 52.23 and 76.82% of the genome, respectively, and the most abundant repetitive elements in both are the LTRs. Satellite DNA sequences were also identified in both genomes that correspond to 2.55 and 4.17% of the genome of each species, respectively. The ancestral relationship, as well as the cycles of polyploidization-diploidization involved in evolution of both species, played a fundamental role in the composition of their repetitive fraction. The evolutionary processes inherent to satellite DNA sequences are the basis for the differentiation and amplification of this genomic fraction of Cenchrus purpureus and Cenchrus americanus. The chloroplastidial genomes of Cenchrus purpureus, Cenchrus americanus and, Cenchrus ciliaris are very similar either in length and or composition, corroborating to the close phylogenetic relationship among these species, as well as to the well-known conservability of its genome among grass species, mainly in Cenchrus species.
dc.descriptionCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.descriptionCenchrus L. é um importante gênero da família Poaceae que abriga diversas espécies de elevada importância agronômica, principalmente forrageiras de destaque na pecuária nacional, como Cenchrus purpureus, Cenchrus americanus e Cenchrus ciliaris. Diversos programas de melhoramento genético exploram a capacidade de produção e qualidade dessas forrageiras. Além disso, são interessantes para estudos genômico-evolutivos, uma vez que possuem genomas relativamente grandes e combinações poliploides complexas. Estudos genômicos utilizando sequenciamento de próxima geração (NGS) com baixa cobertura vem se mostrando uma interessante ferramenta para caracterização do germoplasma e estudos de evolução genômica. Esses estudos permitem desde a caracterização da fração repetitiva do genoma de uma espécie, até a montagem de seu genoma cloroplastidial. Sendo assim, o objetivo do presente trabalho é a análise genômica comparativa da fração repetitiva do genoma de Cenchrus purpureus e Cenchrus americanus, duas espécies com genoma nuclear sequenciado, assim como do genoma cloroplastidial de Cenchrus purpureus, Cenchrus americanus e Cenchrus ciliaris. Para tanto, o genoma de C. purpureus e C. americanus foi sequenciado em palataforma Illumina HiSeq™ 4000 e analisado na plataforma RepeatExplorer. Para a análise e montagem do genoma cloroplastidial, além dos genomas sequenciados, foi obtido o genoma cloroplastidial de C. ciliaris depositado sob o acesso MH286942 no banco de dados NCBI. A montagem e análise comparativa do cpDNA foram realizadas através de ferramentas implementadas no software Geneious Prime 2020.1.1 e em plataformas específicas como a CHLOROBOX – GeSeq. A fração repetitiva de C. purpureus e C. americanus corresponde, respectivamente, a 52,23 e 76,82% do genoma, e os elementos repetitivos mais abundantes em ambas são os LTRs. Foram ainda identificadas sequências de DNA satélite em ambos os genomas que correspondem a 2,55 e 4,17% do genoma de cada uma das espécies. A relação ancestral, assim como os ciclos de poliploidização-diploidização na evolução de ambas as espécies, tiveram um papel fundamental na composição da fração repetitiva das mesmas. Os processos evolutivos inerentes às sequências de DNA satélite são a base da diferenciação e amplificação dessa porção genômica de Cenchrus purpureus e Cenchrus americanus. O genoma cloroplastidial de Cenchrus purpureus, Cenchrus americanus e Cenchrus cilairis possui comprimento e composição muito similares, corroborando com a estreita relação filogenética entre essas espécies, assim como com a já conhecida conservabilidade desse genoma entre espécies de gramíneas, principalmente espécies de Cenchrus.
dc.formatapplication/pdf
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Lavras
dc.publisherPrograma de Pós-Graduação em Genética e Melhoramento de Plantas
dc.publisherUFLA
dc.publisherbrasil
dc.publisherDepartamento de Biologia
dc.rightsrestrictAccess
dc.subjectCenchrus
dc.subjectDNA repetitivo
dc.subjectGenoma cloroplastidial
dc.subjectEvolução genômica
dc.subjectSequenciamento de próxima geração
dc.subjectPlantas forrageiras - Melhoramento genético
dc.subjectRepetitive DNA
dc.subjectChloroplast genome
dc.subjectGenome evolution
dc.subjectNext-generation sequencing
dc.subjectForage plants - Genetic improvement
dc.subjectMelhoramento vegetal
dc.titleAnálise comparativa do DNA repetitivo nuclear e do genoma cloroplastidial de espécies de Cenchrus L. (Poaceae)
dc.titleComparative analysis of nuclear repetitive dna and chloroplastidial genome of Cenchrus L. (Poaceae) species
dc.typedissertação


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