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Análise comparativa entre o mapa de ligação e o genoma de C. sinensis

Foi então realizada a comparação entre as sequências dos marcadores do mapa com o genoma de C. sinensis. A partir da visualização gráfica dos resultados do blastn (Figura 18), foi possível verificar que basicamente que todos os grupos de ligação apresentam completa sintenia com o genoma de referência utilizado, com exceção de marcadores que foram localizados no cromossomo Un (Chr unassigned) ou aqueles que não estavam presentes no genoma de C.sinensis (Chr N).

Figura 7 - Comparação dos grupos de ligação construídos com o genoma de C. sinensis, disponível em: http://citrus.hzau.edu.cn/orange/. Posicionadas à esquerda as siglas LG representam os grupos de ligação construídos (LG1a, LG1b, LG2, LG3, LG4a, LG4b, LG5, LG6a, LG6b, LG7a, LG7b, LG8, LG9), os quais representam o mapa integrado da população ‘Pera’ x ‘Murcott’. Os grupos de ligações com “a” (tangor ‘Murcott’) e “b”(laranja ‘Pera’) se referem a grupos parcialmente integrados. Já as abreviações Chr (Chr1, Chr2, Chr3, Chr4, Chr5, Chr6, Chr7, Chr8, Chr9), ilustram os cromossomos do genoma de referência utilizado. O Chr Un (Chr unassigned) é um segmento do genoma de referência onde estão todas as sequências que não foram posicionadas nos pseudocromossomos. O Chr N representa todas as sequências que não foram alinhadas no genoma de Citrus sinensis

Dentre as sequências, 69,3% foram localizadas nos cromossomos de correspondência, 9,97% foram localizadas no Chr Un, e 20,7% das sequências dos marcadores não foram encontrados no genoma de referência utilizado (Chr N), o que revela que o mapa de ligação construído contém sequências que anteriormente não estavam posicionadas no genoma de referência.

Uma análise abrangente do projeto do genoma de laranja doce (Citrus sinensis) proposta por Xu et al., (2012) mostrou que 87,3% do genoma estimado de laranja foi coberto. 75% das sequência montadas do genoma foram ancoradas aos nove grupos de ligação com os marcadores genéticos correspondentes utilizados, os outros 15% foram não atribuído aos nove grupos de ligação. Nesta parte, o estudo das sequências Un que foram distribuídas dentros os treze grupos que representam os nove cromossomos podem contribuir para montagem do genoma de referência.

Uma vez que o mapa se mostrou sintênico com o genoma, foi possível analisar a co-linearidade entre as sequências presentes no genoma da laranja doce e o mapa de ligação inte-grado construído no presente trabalho (Figura 8).

Figura 8 - Comparação entre as posições dos marcadores dispostos nos grupos de ligação do mapa integrado e pseudocromossomos de C. sinensis (Chr). Os grupos de ligações obtidos neste estudo estão representados por 1a, 1b, 2, 3, 4a, 4b, 5, 6a, 6b, 7a, 7b, 8 e 9, os Chr1, Chr2, Chr3, Chr4, Ch5, Ch6, Chr7, Chr8, Chr9 representam os cromossomos do genoma de C. sinensis. As linhas que horizontais que ligam os grupos e os cromossomos representam a ordenação e colinearidade dos marcadores ancorados no mapa com as sequências do genoma.

A análise comparativa do genoma de C. sinensis e o mapa de ligação mostraram uma colinearidade significativa. No entanto, evidenciam-se eventos de rearranjo cromossômico, tanto inversões e translocações. Os grupos de ligação 1, 2, 8 e 9 apresentaram total colinearidade com o genoma de referência, ou seja, a ordem dos marcadores ancorados é a mesma que se encontra nas sequências do genoma. Já nos demais grupos, 3, 4, 5, 6 e 7, foram localizadas regiões onde ocorreram inversões e mudança na ordem dos marcadores, possivelmente devido á recombinação ocorrida nos gametas dos genitores da população. Esta análise comparativa só é possível quando há disponibilidade do genoma sequenciado da espécie, ou marcadores comuns entre os diferentes mapas de ligação (THUMMA et al., 2010).

5.4 Conteúdo gênico nos intervalos de QTLs detectados

Os marcadores DArTseqTM, que flanquearam os QTLs detectados para as características estudadas, foram então posicionados na atual versão do genoma de referência de Citrus (http://citrus.hzau.edu.cn/orange/) e suas coordenadas foram usadas para buscar os genes presentes nos intervalos. No total, 19 regiões foram analisadas quanto ao conteúdo gênico, somando 17 modelos gênicos. Em média, foi obtido um modelo gênico por QTL detectado. O QTL detectado para a alturados frutos no grupo de ligação 5 foi o que apresentou maior conteúdo gênico presumível (2), dentre os demais analisados. Por outro lado, não foram identificados genes no genoma referência nas regiões dos QTLs para o rendimento de suco e para o índice tecnológico (Tabela 6).

Tabela 6 - QTLs detectados para cada característica e os modelos gênicos preditos observados nos intervalos genômicos correspondentes na versão atual do genoma de referência de Citrus sinensis

Características GL Gene Função

Altura 4b Cs4g03340 Mitochondrial outer membrane protein porin of 36 kDa

Altura 5 orange1.1t01158 Cs5g13910

HAT family dimerisation domain containing protein, expressed;Putative AC transposase; Putative AC9

transposase

Putative uncharacterized protein

Diâmetro 8 Cs8g03420 Branched-chain-amino-acid aminotransferase 2, chloroplastic

A/D 4b Cs4g03340 Mitochondrial outer membrane protein porin of 36 kDa Número de gomos 5 orange1.1t008 27 N.D. Número de

sementes 3 Cs3g07490 DNA polymerase epsilon catalytic subunit A

Número de

sementes 8 Cs8g02790

Putative uncharacterized protein Sb01g041340;Actin-depolymerizing factor 5; Actin-Sb01g041340;Actin-depolymerizing factor (Fragment); Putative actin-depolymerizing factor 8;

Actophorin; Cofilin; Cofilin-1B; Cofilin-1A; Cofilin/actin-depolymerizing factor homolog;

Cofilin-4; Destrin Facilidade de

descasque 3 Cs3g07400

Transposable element protein, putative, Retrotrans_gag

Rendimento

de suco 3 N.D.

Rendimento

de suco 6b Cs6g02380

Serine carboxypeptidase-like 29;Virulence-related protein Nf314;Similar to Hordeum vulgare

carboxypeptidase D

Acidez 8 Cs6g07720

Mitogen-activated protein kinase-binding protein 1; WD repeat-containing protein 62; Echinoderm microtubule-associated protein-like 5;Novel protein similar to vertebrate mouse mitogen-activated protein kinase binding protein 1-like (MAPKBP1) (Fragment) Sólidos

Solúveis 5 N.D.

Ratio 6b Cs6g07610

Putative acetyl co-enzyme A carboxylase carboxyltransferase alpha subunit;Acetyl-coenzyme A

carboxylase carboxyl transferase subunit alpha, chloroplastic; Acetyl-coenzyme A carboxylase carboxyl

transferase subunit alpha

IT 4 Cs4g03200

Probable xyloglucan endotransglucosylase/hydrolase protein 23; Xyloglucan

endotransglucosylase/hydrolase protein 22; Brassinosteroid-regulated protein BRU1

Conclusão

Tabela 6 - QTLs detectados para cada característica e os modelos gênicos preditos observados nos intervalos genômicos correspondentes na versão atual do genoma de referência de Citrus sinensis

IT 5 Cs5g14460

Coiled-coil domain-containing protein 94 homolog; Coiled-coil domain-containing protein 94; Cell cycle

control protein cwf16; Protein CWC16;Synaptic vesicle transporter SVOP and related transporters

(Major facilitator superfamily) (ISS)

IT 6b Cs6g01810

IT 8 Cs7g05440

Lectin protein kinase family protein, putative, expressed;G-type lectin S-receptor-like serine/threonine-protein kinase SD2-5; Probable

receptor-like protein kinase At5g20050

IT 8

Frutos por

caixa 6b Cs8g03420

Branched-chain-amino-acid aminotransferase 2, chloroplastic; Branched-chain-amino-acid aminotransferase 6; Putative

branched-chain-amino-acid aminotransferase 7

A co-localização de QTLs tem sido utilizada principalmente em espécies florestais, como em Pinus taeda (BROWN et al., 2003), Pinus pinaster (POT et al., 2006) e Picea glauca (PELGAS et al., 2011; PETROLI, 2013), como uma maneira de sugerir possíveis genes candidatos ou para validar genes candidatos de forma indireta. No entanto, esta abordagem pode apontar para diversos genes, com funções conhecidas ou desconhecidas (GION et al., 2011).

No presente trabalho, por exemplo, foram identificadas sequências em regiões QTLs associadas com o índice tecnológico (IT), com elevada homologia com a enzima xiloglucano endotransglicosilase/hidrolase (XTH) (Tabela 6). Esta enzima estaria relacionada com o processo de amadurecimento de frutos de morango (OPAZO et al., 2010). O IT, do presente trabalho, está relacionado com o amadurecimento da fruta, pois é baseado no conteúdo solúvel sólido e de suco. Assim, este gene e outros relacionados com esta função podem ser bons candidatos para análise funcional visando ao melhoramento de citros.

6 CONCLUSÕES

Os marcadores DArTseq, assim como a estratégia de mapeamento utilizada, possibilitou a construção do mapa integrado para tangor ‘Murcott’ e laranja ‘Pera’, que representa o número haploide de cromossomos da espécie e alta cobertura genômica.

Devido às restrições operacionais do programa utilizado (OneMap) não foi possível utilizar os 9.939 marcadores DArTseq para a construção do mapa integrado.

Através do estudo de sintenia e colinearidade, foi possível concluir que o mapa construído, possui alta sintenia e colinearidade com o genoma de referência utilizado.

Dentre as características estudadas, foi possível identificar 19 QTLs. Apenas para as características peso e espessura da casca não foram detectados QTLs.

A co-localização entre QTLs para os intervalos dos mesmos, sugere a existência de regiões genômicas possivelmente relacionadas com as características analisadas. Esta abordagem contribuiu para identificar genes candidatos para as características quantitativas relacionadas à qualidade dos frutos de citros.

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