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Diversidade nucleotídica de genes envolvidos na biossíntese de ácidos clorogênicos de cafeeiros
(Editora UFLA, 2013-04) Ivamoto, Suzana Tiemi; Pot, David; Lannes, Sergio Dias; Domingues, Douglas Silva; Vieira, Luiz Gonzaga Esteves; Pereira, Luiz Filipe Protasio
Os ácidos clorogênicos (CGAs) são compostos químicos importantes de Coffea spp. para a qualidade da bebida, pois eles interferem na adstringência e podem alterar o aroma e sabor da bebida. Aproximadamente 310.000 ESTs de Coffea estão disponíveis e possibilitam o acesso à variabilidade nucleotídica da planta e o desenvolvimento de marcadores moleculares ligados à qualidade da bebida para as principais enzimas da via de biossíntese dos CGAs: PAL, C4H, 4CL, CQT e C3’H. Neste trabalho foram detectados polimorfismos dos tipos SNP, INDEL ou SSR dentro das sequências nucleotídidicas disponíveis no Protejo Genoma Café e no NCBI. As sequências de ESTs de CGAs foram clusterizadas pelo programa Codon Code Aligner, assim como a detecção de polimorfismos e validação dos mesmos (qualidade de cromatograma). Foram identificadas seis isoformas para PAL, uma para C4H, seis para 4CL, duas para CQT e duas para C3’H. Os contigs formados apresentaram um total de 248 polimorfismos (236 SNPs e 12 INDELs), sendo 201 na região codante (127 não sinônimos e 74 sinônimos). A frequência dos polimorfismos foi maior nas regiões UTRs (1pol/54pb), em relação à codante (1pol/81pb). A análise das sequências de C. arabica permitiu a identificação de 2 subgrupos diferentes de sequências, referentes aos seus genomas ancestrais (C. canephora e C. eugenioides). Foi observada a presença de 67,4% dos polimorfismos entre os grupos ancestrais e 32,6% dentro dos grupos em C. arabica. Esses resultados vêm permitindo definir genes tanto para estudos de expressão de homeólogos de CGAs como para o desenvolvimento de marcadores moleculares para o mapeamento genético.
Identificação e caracterização de genes relacionados à biossíntese de ácidos clorogênicos em Coffea arabica L.
(Embrapa Café, 2015) Ivamoto, Suzana Tiemi; Sakuray, Leonardo Murai; Santos, Tiago Benedito dos; Pereira, Luiz Filipe Protasio
O Brasil é o maior produtor e exportador de café no cenário mundial, além de ser o segundo maior mercado consumidor da bebida, atrás apenas dos Estados Unidos. Pesquisas estão em desenvolvimento para aumentar o conhecimento genético de cafeeiros relacionada com a qualidade do produto. A qualidade da bebida é diretamente influenciada pelos compostos químicos presentes no grão de café, como por exemplo, ácidos clorogênicos (CGAs) que são relacionados à adstringência da bebida. Visando uma maior compreensão dos mecanismos moleculares e genéticos associados a produção dos CGAs, os objetivos deste trabalho são: i) identificar dos genes da via de biossíntese dos CGAs; ii) caracterizar o perfil transcricional in silico para alguns genes candidatos. Neste estudo foi utilizada uma montagem de Novo do transcriptoma de C. arabica e os seus respectivos 65,480 unigenes obtidos através de RNA-Seq de folhas, flores e de persiperma de frutos em diferentes fases de desenvolvimento. Foram identificados 45 genes candidatos para a via de biossíntese dos CGAs, os quais incluem todos os principais genes descritos para esta rota metabólica (fenilalanina amonialiase, cinamato 4-hidroxilase, 4 couramato CoA ligase, 4-couramato 3-hidroxilase, hidroxicinamoil quinato transferase e cafeoil-CoA O-metilttransferase).
Identificação e caracterização de microssatélites de Coffea arabica a partir de dados de sequenciamento de RNA e de BACs
(Embrapa Café, 2013) Silva, Bruna Silvestre Rodrigues da; Cação, Sandra Bellodi; Ivamoto, Suzana Tiemi; Silva, Juliana Costa; Domingues, Douglas Silva; Pereira, Luiz Filipe Protasio
O café é uma das principais commodities agrícolas mundiais, sendo consumido regularmente por 40% de toda população. As espécies, Coffea arabica L. e Coffea canephora P. são as de maior importância respondendo por 65% e 35% da produção mundial, respectivamente. Em C. arabica, o desenvolvimento de novas cultivares é demorado, podendo levar mais de 20 anos para finalização dos trabalhos. Além disso, estreita base genética de C. arabica dificulta a obtenção de cultivares resistentes a várias pragas e doenças, assim como uma maior tolerância a estresses abióticos. A utilização de marcadores moleculares para análise da diversidade e seleção de genótipos representa uma importante ferramenta para auxiliar o melhoramento e tentar diminuir esses problemas. Neste trabalho foi realizada identificação e análise in silico de SSR’s a partir de dados de RNA-seq de Iapar 59 e de sequências de BACs de Hibrido de Timor 832/2 (CaHT). Para Iapar 59 foram analisados 77 contigs, encontrados 39 SSR’s e desenhados 21 pares de oligonucleotídeos. Para CaHT foram analisados também 77 contigs, encontrados 35 SSR’s e desenhados 29 pares de oligonucleotídeos. Os motivos com maior frequência foram di, tri e tetranucleotídeos, sendo (AT)n o motivo mais frequente entre os dois genótipos. Esta busca de sequências repetitivas é de grande importância para futura validação e aumento desses marcadores para estudos de diversidade genética, mapeamento, e associação com características agronômicas de interesse.
Nucleotide diversity of genes related to chlorogenic acid biosynthesis of coffea
(Editora UFLA, 2013-04) Ivamoto, Suzana Tiemi; Pot, David; Lannes, Sergio Dias; Domingues, Douglas Silva; Vieira, Luiz Gonzaga Esteves; Pereira, Luiz Filipe Protasio
Chlorogenic acids (CGAs) are important chemical compounds of Coffea spp. related to beverage quality as they affect its astringency and can change its aroma and flavor. About 310,000 Coffea Expressed Sequence Tags (ESTs) are available and provide access to the nucleotide variability of the plant and to the development of molecular markers linked to beverage quality for the main enzymes involved in biosynthesis of the CGAs: PAL, C4H, 4CL, CQT and C3’H. In this study we identified SNP, INDELS and SSR polymorphisms within the nucleotide sequences available from the Brazilian Coffee Genome database and from the NCBI. The EST sequences for CGAs were trimmed and clustered by the program Codon Code Aligner, and polymorphisms and their validation detected (chromatogram quality). We identified six isoforms for PAL, one for C4H, six for 4CL, two for CQT and two for C3’H. The contigs formed exhibited a total of 248 polymorphisms (236 SNPs and 12 INDELs), with 201 in the coding region (127 non-synonymous and 74 synonymous). The frequency of polymorphisms was greater in the UTR regions (1pol/54pb) in relation to the coding region (1pol/81pb). The analysis of C. arabica sequences allowed identification of two different subgroups of sequences, related to their ancestral genomes (C. canephora and C. eugenioides). The presence of 67,4% of the polymorphisms between the ancestral groups and 32,6% within the groups were observed em C. arabica . The characterization of nucleotide diversity on those genes is essential for further studies on differential expression of their homeologs, as well as the use of CGAs as molecular markers related to genetic mapping.
Polimorfismos nucleotidicos de genes envolvidos nas características químicas do grão de café. Complementaridade das estratégias in silico e in vivo
(2007) Lannes, Sérgio Dias; Bouchet, Sophie; Ferreira, Lucia Pires; Leroy, Thierry; Ivamoto, Suzana Tiemi; Marraccini, Pierre Roger Rene; Pereira, Luiz Filipe Protasio; Vieira, Luiz Gonzaga Esteves; Pot, David; Embrapa - Café
A compreensão das bases genéticas da composição química do grão de café é indispensável para a gestão dos programas de melhoramento que têm como objetivo a qualidade da bebida. O desenvolvimento da genômica permite hoje a identificação de genes candidatos que são potencialmente envolvidos nessas características. Entretanto, a utilização destas novas ferramentas para o melhoramento depende da capacidade de identificar dentro de todos esses candidatos,, os que controlam a variabilidade das características entre genótipos. Essa identificação envolve o teste das relações entre os polimorfismos dos genes e a variabilidade fenotípica. A avaliação da diversidade nucleotídica pode ser feita de duas maneiras: usando as informações disponíveis nos bancos de dados EST (estratégia in silico) ou por seqüênciamento direto de genótipos de interesse (estratégia in vivo). O objetivo desse estudo foi avaliar o potencial da estratégia de analise de polimorfismos in silico para o café baseado nos bancos de dados disponíveis. Foram estudadas as vias da biossíntese da sacarose e dos diterpenos, compostos com efeitos na qualidade da bebida e na saúde humana, respectivamente. Essa busca permitiu a identificação de 1.1 polimorfismos para cada 100 bp para os 14 genes estudados. Uma avaliação da diversidade nucleotídica in vivo para alguns desses genes (via da biossíntese da sacarose) permitiu comparar essas duas estratégias. A estratégia in silico é complementar à estratégia in vivo permitindo uma avaliação geral dos níveis de polimorfismos dos genes numa larga escala em todo o genoma com um baixo custo.
Transcriptoma de frutos de Coffea arabica L. ao longo do seu desenvolvimento inicial
(Embrapa Café, 2013) Ivamoto, Suzana Tiemi; Reis Junior, Osvaldo; Carazzolle, Marcelo Falsarella; Domingues, Douglas Silva; Pereira, Luiz Filipe Protasio
Neste trabalho foi realizado o seqüenciamento de RNA em larga escala de 12 bibliotecas de Coffea arabica cv. IAPAR59: folha, flor, frutos ao longo do seu desenvolvimento e frutos tratados com o indutor de metabolismo secundário metiljasmonato. Foram gerados no total 84.798.835 sequências (Illumina, HiSeq2000), que foram montadas em 127.600 contigs com tamanho médio de 1264bp, dos quais 65480 foram considerados como variantes de splicing únicos (unigenes). Neste trabalho, reportamos a montagem de novo do transcriptoma realizada com as sequências destas bibliotecas e os dados preliminares de anotação funcional e categorização. Trata-se do primeiro trabalho de sequenciamento Illumina com frutos de cafeeiro, que pode trazer importantes informações sobre genes candidatos relacionados a produção de compostos-chave envolvidos na qualidade do café e maturação de frutos.
Validação de marcadores microssatélites e diversidade genética de genótipos de Coffea arabica provenientes da Etiópia
(Embrapa Café, 2015) Silva, Bruna Silvestre Rodrigues da; Cação, Sandra Bellodi; Ferreira, Rafaelle Vecchia; Santos, Maria Aparecida; Ivamoto, Suzana Tiemi; Silva, Juliana Costa; Androcioli, Leonardo Godoy; Domingues, Douglas Silva; Leroy, Thierry; Charmetant, Pierre; Sera, Gustavo; Pereira, Luiz Filipe Protasio
O café é uma valiosa commodity agrícola, sendo sua bebida uma das mais populares do mundo. Apesar do sucesso dos programas de melhoramento em Coffea arabica, o desenvolvimento de novas cultivares é demorado, podendo levar mais de 20 anos. Além disso, a estreita base genética de C. arabica pode dificultar a obtenção de cultivares resistentes a pragas e a doenças ou tolerantes a estresses abióticos. Os acessos selvagens de C. arabica geneticamente distantes das variedades cultivadas proporcionam novos alelos para enriquecer sua variabilidade genética. O objetivo deste trabalho foi validar marcadores moleculares do tipo SSR em um painel de 24 acessos de C. arabica da coleção da Etiópia, realizar um estudo da diversidade, estrutura e seleção de genótipos para futuros trabalhos de introgressão no melhoramento. Neste trabalho foram utilizados 58 marcadores microssatélites (SSR) obtidos de análises in silico a partir de dados de RNA-seq da cultivar Iapar 59 e de sequências de BACs de Hibrido de Timor 832/2, e 77 SSR obtidos de uma extensa revisão bibliográfica em C. arabica e/ou C. canephora. Dos 135 SSR utilizados, 122 resultaram em produtos de amplificação e 31 foram polimórficos no painel. Desses, 20 SSR foram altamente informativos com valores de PIC acima de 0,7, e sete são descritos pela primeira vez. Um total de 165 alelos foram obtidos com média de 5,3 alelos por loco. O estudo de diversidade e estrutura genética dos acessos separou os genótipos em três principais grupos. A utilização de marcadores SSR informativos assim como o estudo de diversidade e estrutura genética destes e dos demais acessos permitirá a criação de uma coleção nuclear, facilitando a conservação, acessibilidade e uso de recursos genéticos de cafeeiros da Etiópia.