Identificação de SNPs candidatos relacionados à tolerância ao estresse hídrico em Cana-de-açúcar

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Tulini, Francini Ludmila
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: RNA-Seq; Transcriptoma; Poliploides; Marcadores moleculares; Tolerância a seca; Saccharum spp
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/193084

A cana-de-açúcar é uma das culturas mais importantes do Brasil sob o ponto de vista socioeconômico. O aumento da demanda pelos subprodutos desta cultura, principalmente o açúcar e o etanol, tem atraído a canavicultura para regiões do país que apresentam longos períodos de deficiência hídrica, refletindo em perda de produtividade. Assim, uma das principais estratégias para contornar esse problema é o desenvolvimento de cultivares tolerantes à seca. Entretanto, o alto nível de complexidade genética da cana-de-açúcar é um desafio para a aplicação de ferramentas moleculares no melhoramento dessa cultura. As novas tecnologias de sequenciamento de alto desempenho são valiosas ferramentas para o estudo de sequências genômicas e de transcriptomas, auxiliando na identificação de regiões do genoma que estejam relacionadas com características agronômicas de interesse para o melhoramento. Com isso, o presente estudo teve como objetivo identificar SNPs (polimorfismos de nucleotídeo único) candidatos dentro de genes relacionados com respostas ao estresse hídrico para que possam ser utilizados como marcadores moleculares na obtenção de cultivares de cana-de-açúcar tolerantes ao estresse hídrico. Para isso, utilizamos duas cultivares de cana-de-açúcar contrastantes quanto ao déficit hídrico: a SP81-3250 (tolerante) e a RB85-5453 (sensível). Essas plantas foram submetidas a três potenciais hídricos do solo: sem restrição hídrica, déficit hídrico moderado e severo, aplicados 60 dias após o plantio. Em seguida foram avaliadas em três épocas distintas: aos 30, 60 e 90 dias após aplicação dos tratamentos, sendo um dos primeiros estudos a avaliar os efeitos do déficit hídrico prolongado em cana-de-açúcar. A partir do sequenciamento via RNA-Seq obtivemos um transcriptoma conjunto para as duas cultivares. Os sítios variantes (sobretudo os SNPs) foram detectados com o “software” FreeBayes e os efeitos funcionais preditos foram anotados com o programa SnpEff. Após filtragem dos dados a fim de remover falsos positivos, foram obtidas 5.866 variações exclusivas da cultivar tolerante, 9.797 variações exclusivas da cultivar sensível e 10.349 variações em comum para ambas as cultivares. Alguns dos SNPs exclusivos da cultivar tolerante foram encontrados em genes relacionados com a resposta da planta ao estresse hídrico, como fatores de transcrição ABF, ARF, MYB e “Zinc Finger”, proteínas quinases, proteínas de choque térmico, proteína universal do estresse e enzimas de detoxificação como a Glutationa S-transferase. Por essa razão, acreditamos que polimorfismos específicos dessas regiões de resposta estejam associados com a capacidade das cultivares contrastantes lidarem com o estresse hídrico.