Expressão alelo-específica em genótipos, órgãos, tempos e condições de estresse hídrico em cana-de-açúcar

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Ambrosano, Guilherme Bovi
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Saccharum; Allele dose; Differential gene expression; Dose alélica; Expressão gênica diferencial; Poliploidia; Polyploidy; RNA-seq
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11137/tde-11082022-161902/

A cana-de-açúcar é uma das principais culturas do estado de São Paulo e do Brasil, fato que motiva estudos visando a compreensão do funcionamento do seu genoma. O conhecimento dos mecanismos moleculares que levam ao aparecimento de determinada característica é de grande valor para futuros esforços de melhoramento genético. Entretanto, este grupo de plantas apresenta uma complexa estrutura genômica, intrínseca ao gênero Saccharum e amplificada por anos de melhoramento genético buscando aumentar o teor de sacarose. As cultivares comerciais modernas de cana-de-açúcar são poliploides aneuploides, apresentando de oito a 14 cópias de cada cromossomo, provenientes de cruzamentos interespecíficos entre S. officinarum e S. spontaneum. Essa complexidade dificulta o estudo e a compreensão dos processos que ocorrem nas células destas plantas, visto que a grande maioria das metodologias utilizadas na área de genômica para obtenção e análise de dados foram desenvolvidas tendo em mente organismos diploides. Um mecanismo pouco compreendido que afeta a expressão gênica da cana-de-açúcar é a expressão diferencial alelo-específica. Por esse mecanismo, os alelos de um loco polimórfico podem ser expressos em taxas diferentes em condições distintas. No caso dos organismos poliploides, os locos heterozigóticos podem apresentar diferentes doses alélicas. Um sítio heterozigótico octaploide pode apresentar qualquer número entre uma e sete cópias de um alelo alternativo, por exemplo. Até o momento, pouco se sabe sobre como a dose alélica variável em organismos poliploides influencia a expressão alelo-específica. Este trabalho teve como objetivo investigar a expressão alelo-específica em dados de colmo, raiz e folhas de cana-de-açúcar. Utilizando uma abordagem Bayesiana, foi modelada a contagem dos alelos expressos de determinado SNV, baseando-se no conhecimento da dose alélica para esse mesmo sítio variante de um único nucleotídeo (SNV, do inglês Single Nucleotide Variant), verificando-se a ocorrência de desbalanceamento alélico. Além de representar três órgãos vegetais distintos, o conjunto de dados utilizado englobou híbridos comerciais e representantes de S. officinarum e de S. spontaneum, agrupados quanto à tolerância à seca, ao teor de sólidos solúveis e ao teor de fibra. Os dados de colmo foram amostrados em diferentes tempos, enquanto que as amostras de raiz foram obtidas de plantas submetidas ou não a estresse hídrico. O genótipo IN84- 58 teve folhas e colmos amostrados, enquanto o genótipo SP80-3280 teve amostras de raízes, folhas e colmos. Isso permitiu a comparação entre órgãos desses genótipos. Observou-se que, apesar da presença de genes que variaram quanto à expressão alelo-específica entre órgãos, tempos e condições de estresse hídrico, os genótipos tiveram maior influência sobre este fenômeno, diferenciando principalmente representantes de S. spontaneum dos demais.