SPCB (05. : 2007 : Águas de Lindóia, SP) - Resumos Expandidos
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Item ESTs de Coffea arabica do tipo genes R classe 3 identificadas no CafEST(2007) Campos, Magnolia de Araujo; Silva, Flávia B.; Silva, Marilia S.; Albuquerque, Erika V.S.; Teixeira, Cristiane de Camargo; Mehta, Angela; Sá, Maria Fátima Grossi de; Embrapa - CaféCafé é uma importante commodity e um dos produtos agrícolas mais comercializados e consumidos no mundo. Por isso, o seqüenciamento em larga escala de seqüências expressas (ESTs) em órgãos de espécies de cafeeiro foi realizado e resultou na formação do banco de dados brasileiro do genoma funcional de café (CafEST). Apesar da produção e consumo de Coffea arabica corresponder à cerca de 70% do mercado de café, essa espécie é altamente susceptível a nematóides, pragas e patógenos. Portanto, há um crescente interesse de programas de melhoramento genético de cafeeiro em desenvolver variedades de C. arabica com resistência a esses agentes fitopatológicos. Inúmeros genes de resistência (genes R) já foram isolados de várias plantas e foram agrupados em classes de 1 a 6. Com o objetivo de elucidar se subclasses das 6 classes de genes R estão representadas nos genomas de espécies de café, uma estratégia de identificação de genes baseada em mineração de dados genômicos está sendo empregada para selecionar ESTs do banco CafEST que representem cada classe e subclasse já descrita. O presente trabalho relata a presença de um total de 293 ESTs relacionadas com genes R classe 3 (genes do tipo LRR/NBS/TIR) no genoma de C. arabica, as quais foram identificadas dentro do banco CafEST por homologia no BLAST. Dentre essas seqüências, 101 representam a subclasse RPP4 e foram agrupadas em 56 clusters. Adicionalmente, 93 ESTs representando a subclasse RPP5 foram encontradas e agrupadas em 46 clusters. Finalmente, as últimas 99 ESTs encontrados representam a subclasse RPS4 e foram agrupadas em 54 clusters. No entanto, nenhuma EST foi encontrada representando as outras subclasses de genes R classe 3 (L, M, N, P e RPP1) no banco CafEST com base nos critérios empregados. A estratégia usada para selecionar ESTs de C. arabica que potencialmente codificam genes R classe 3 dentro do CafEST permitiu a identificação de vários prováveis genes.Item Análise in silico de proteínas quinases expressas em Coffea arabica(2007) Teixeira, Cristiane de Camargo; Silva, Alba Chiesse da; Albuquerque, Erika V.S.; Martins, Natália F.; Embrapa - CaféApesar da indiscutível importância agronômica do café, particularmente para o Brasil, esta cultura ainda é alvo de diferentes estresses que causam perda em sua produtividade. A resposta do cafeeiro aos diferentes sinais como patógenos e de condições ambientais adversas é ainda desconhecida. Com o objetivo de identificar proteínas quinases, o banco de seqüências expressas de Café (CAFEST) foi investigado. A análise do banco de dados CafEST revelou 479 seqüências identificadas como quinases que formaram um conjunto de 153 unigenes. As proteínas codificadas pelos segmentos expressos correspondem a diferentes e importantes categorias de quinases (MAPK, MAPKK, MAPKKK, receptores, etc). A análise filogenética mostrou a conservação das proteínas expressas no cafeeiro comparado a outras plantas e fungos. Os presentes resultados indicam que a resposta a estresses seja conservada em cafeeiro, provavelmente mediada pelos mecanismos de fosforilação em cascata. Além disso, apontam para o aprofundamento dos estudos destas vias como contribuição aos fenômenos relacionados à interação planta-patógeno.Item Identificação de prováveis genes R classe 2 análogos ao gene Mi de tomate no banco brasileiro de ESTs genoma funcional do café (CafEST)(2007) Teixeira, Cristiane de Camargo; Albuquerque, Erika V.S.; Silva, Marilia S.; Martins, Natália F.; Mehta, Angela; Sá, Maria Fátima Grossi de; Campos, Magnolia de Araujo; Embrapa - CaféA cultura do café impõe um constante desafio aos produtores, devido ao grande número de problemas de doenças e pragas que ocorrem durante praticamente todo o ciclo. Apesar de ser um produto agrícola comercial tradicional da economia brasileira, as cultivares apresentam alta susceptibilidade a pragas e doenças. Esses problemas fitossanitários têm aumentado os danos à cultura e a contaminação ambiental. Portanto, grandes esforços têm sido realizados por diferentes equipes de melhoristas no sentido de obtenção de cultivares de café que combinem alto rendimento com resistência a estresses bióticos e abióticos e boa qualidade de bebida. O desenvolvimento de cultivares melhoradas é um desafio para aumentar a sustentabilidade do agronegócio café. Genes de resistência (R) tem sido isolados em várias espécies de plantas, sendo que a grande maioria destes genes R possuem o domínio NBS (Nucleotide binding site). Os genes R que possuem esse domínio estão classificados como pertencentes a classe 2 de genes R. Utilizamos para rastrear seqüências no Banco Brasileiro de ESTs Genoma Funcional de Café (CafEST) a seqüência do gene de resistência Mi do tomate, por ser uma seqüência bem descrita e conhecida, e também pelo fato do tomate pertencer a uma família próxima a família do café. As seqüências isoladas do CafEST foram agrupadas formando contigs (duas ou mais seqüências homólogas) e seqüências únicas (singlets). As seqüências consenso dos contigs foram blastadas contra o banco de dados NCBI para confirmar a homologia com genes R já descritos e para encontrar as fases abertas de leitura (ORFs - Open Reading Frame) e possíveis domínios conservados. As seqüências de aminoácido das ORFs foram analisadas e alinhadas, e um filograma foi gerado. O filograma gerado indica a existência de várias seqüências no CafEST homólogas a genes de resistência e também homólogas ao gene de resistência Mi do tomate. Esta análise confirma a eficiência de buscar seqüências homólogas a genes de resistência utilizando-se seqüências ancoras de genes conhecidos, auxiliando o desenvolvimento de marcadores moleculares para seleção assistida por marcadores, mapeamento genético e isolamento de genes de resistência no café.Item Análise in silico dos ESTs isolados de Coffea arabica infestada com Meloidogyne paranaensis(2007) Albuquerque, Erika V.S.; Silva, Marilia S.; Teixeira, Cristiane de Camargo; Campos, Magnolia de Araujo; Sá, Maria Fátima Grossi de; Silva, Felipe R. da; Embrapa - CaféO ataque dos nematóides constitui grande problema fitossanitário para a cultura do café pelos grandes prejuízos que causam e pela dificuldade de controle. Entretanto, é difícil o melhoramento de C. arabica para a introgressão de fontes de resistência caracterizadas em C. canephora. A base do conhecimento da genética funcional do cafeeiro recebeu grande aporte de informações pela implementação do Projeto Genoma Café Brasileiro (CafEST), cujo banco de dados reuniu seqüências expressas em diferentes tecidos e tratamentos em C. arabica, C. canephora e C. racemosa . Foram gerados mais de 30 mil unigenes, a partir de 154770 reads presentes nas bibliotecas do CafEST. Entretanto, apenas 6483 reads são oriundos de raiz, sendo que a maior parte destes (76%) provém de uma biblioteca de estresse abiótico. Apenas 302 reads, que na sua maioria são singlets, correspondem à biblioteca desafiada com nematóide (NS1), em uma condição de interação compatível com cafeeiro suscetível. Neste trabalho foram feitas análises da biblioteca NS1 no contexto do CafEST com o auxílio das ferramentas desenvolvidas no Laboratório de Bioinformática da Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia. A busca por seqüências específicas de NS1 gerou uma lista de 60 clusters (2 contigs e 58 singlets), que foram categorizados de acordo a similaridade com o banco de dados não redundante do National Center for Biotechnology Information (NCBI). Os resultados de BlastX indicaram que metade dos clusters não está presente no banco (no hits), 40% tem origem vegetal e 10% são de microrganismos ou animais. A comparação da biblioteca NS1 com o restante das bibliotecas do CafEST, assim como com duas outras bibliotecas de raiz induzidas por estresse abiótico (bion e alumínio) demonstrou não haver expressão significativamente diferente pelo teste de Fisher. Como a biblioteca NS1 possui alto índice de novidade (94.7%) e pequeno agrupamento dos reads, pudemos inferir que mais bibliotecas de raiz em situações contrastantes devam ser geradas, principalmente de genótipos de café resistente e suscetível aos nematóides. Apesar das limitações da biblioteca, foram encontradas seqüências compatíveis ao estresse aplicado. O entendimento da relação com os patógenos e dos mecanismos da resistência do cafeeiro são ainda bastante incipientes, especialmente em relação aos nematóides. Assim, este estudo faz parte da proposta de alguns projetos em execução que utilizam técnicas moleculares como abordagem da interação entre o Meloydogine e o cafeeiro. Com o entendimento dos mecanismos de resposta da planta envolvidos nesta interação, serão isoladas seqüências que possam ser utilizadas para o melhoramento de cultivares e possibilitar a conseqüente obtenção de plantas resistentes.Item Identificação de prováveis genes R classe 1 e 2 de Coffea arabica no Banco Brasileiro Genoma Funcional de Café (CafEST)(2007) Silva, Marilia S.; Albuquerque, Erika V.S.; Teixeira, Cristiane de Camargo; Campos, Magnolia de Araujo; Mehta, Angela; Martins, Natália F.; Sá, Maria Fátima Grossi de; Embrapa - CaféO café é um produto agrícola tradicional da economia brasileira que representa 2,4% do valor total das exportações e gera cerca de 8 milhões de empregos. O Brasil produz aproximadamente 40% do café comercializado no mercado internacional, além de ser o segundo maior consumidor mundial desse produto, particularmente da espécie Coffea arabica. Apesar da produção e consumo de C. arabica corresponder à cerca de 70% do mercado de café, essa espécie é altamente susceptível a nematóides, pragas e doenças. Portanto, há um crescente interesse de programas de melhoramento genético de cafeeiro em desenvolver variedades de C. arabica com resistência a nematóides, pragas e doenças. Um grande número de genes de resistência (genes R) de plantas já foi isolado e classificado em seis grupos denominados classe 1- classe 6. A maioria dos genes R conhecidos pertence à classe 2 e codifica proteínas que contêm os seguintes domínios em sua sequência: nucleotide binding site (NBS), leucine-rich repeat (LRR) e, no N-terminal, um domínio leucine-zipper (LZ) ou outra sequência coiled-coil (CC). A classe 1 compreende genes R homólogos ao membro tipo dessa classe, que é o gene R denominado pto, o qual codifica uma proteína que apresenta o domínio catalítico de serina/treonina quinase e regiões de miristilação em sua porção N-terminal. Seqüências aminoacídicas bem descritas correspondentes a genes R das classes 1 e 2 foram usadas para rastrear o Banco Brasileiro Genoma Funcional de Café (CafEST) por sequências de ESTs homólogas de genes R classes 1 e 2 em C. arabica. Os ESTs selecionados nessa busca foram agrupados em clusters (contigs ou singlets), os quais foram subseqüentemente analisados quanto a homologias com genes R disponíveis em banco de dados públicos. Alinhamentos múltiplos entre seqüências de aminoácidos deduzidas a partir das seqüências consensos dos contigs do tipo genes R do CafEST e seqüências homólogas foram usados para gerar filogramas. Os filogramas gerados indicam ambas as classes 1 e 2 de prováveis genes R de C. arabica estão consideravelmente representadas no CafEST, um vez que alto número total de ESTs foi recuperado quando do rastreio desse banco, ou seja, 525 ESTs homólogos a genes R classe 1, agrupados em 262 clusters (118 contigs e 144 singlets), e 449 ESTs homólogos a genes R classe 2 agrupados em 190 clusters (82 contigs e 108 singlets), perfazendo um total de 973 ESTs e 452 clusters (200 contigs e 252 singlets). Ademais, os filogramas mostram que as seqüências de aminoácido deduzidas a partir de contigs de C. arabica do CafEST podem ser agrupadas em quatro grupos de prováveis genes R classe 1 e quatro grupos de prováveis genes R classe 2, além de mostrar que as seqüências desses contigs são consideravelmente homólogas às seqüências conhecidas de genes R usadas para rastrear o CafEST. Análises de domínios típicos de proteínas R estão em andamento e poderão adicionar novas informações a estes dados. Esse estudo vai auxiliar o futuro desenvolvimento de marcadores moleculares correlacionados com marcadores genéticos de resistência em cafeeiro e o futuro isolamento de sequências completas de genes R de C. arabica que poderão ser usados em transgenia de plantas.