Análise transcriptômica nas coníferas brasileiras Araucaria angustifolia (Bert,) O. Kuntze (Araucariaceae) e Podocarpus lambertti Klotzsch ex Eichler (Podocarpaceae): anotação funcional e mineração de marcadores moleculares SSRs e SNPs

Abstract

Araucaria angustifolia e Podocarpus lambertii são coníferas brasileiras criticamente ameaçadas de extinção. Várias lacunas em diversas áreas de pesquisa como a fisiologia do desenvolvimento e biologia reprodutiva são obstáculos para o conhecimento, uso sustentável e proposição de medidas de conservação destes recursos genéticos. Entretanto, poucos estudos genômicos e transcriptômicos foram realizados nestas espécies. Este trabalho teve como principal objetivo o sequenciamento e a caracterização de transcriptomas de amostras de A. angustifolia (folhas, pólen e hastes) e P. lambertii (folhas). Um total de 341.278.253 (45.6 Gb) de leituras brutas foram obtidas da plataforma de sequenciamento de segunda geração Ion Proton, sendo utilizadas para a montagem referenciada e de novo dos transcriptomas, gerando 60.043 sequências contíguas. Em A. angustifolia, foram anotados, via gene onthology (GO) 4.354 unigenes distintos a partir do transcriptoma de folhas, 3.643 unigenes do transcriptoma de hastes e 9.354 unigenes do transcriptoma de pólen. Em P. lambertii foram identificados 4.649 unigenes no transcriptoma de folhas. A identificação e caracterização in silico e desenho de iniciadores de 56 marcadores moleculares microssatélites (SSR) e 259 marcadores de polimorfismo de base única (SNP) para as duas espécies foi realizada a partir dos dados disponíveis. Os motivos SSRs mais abundantes foram mononucleotídeos (39,7 %), seguidos por tetranucleotídeos (22,22 %) e trinucleotídeos (20,63 %). A relação entre o número de transversões e transições (Ti/Tv) foi de 2,15 para A. angustifolia e de 1,05 para P. lambertii. Os resultados obtidos para os marcadores SNPs apontam diferentes padrões na substituição de nucleotídeos entre as espécies, no entanto, os padrões dos marcadores SSRs foram muito semelhates entre Araucaria e Podocarpus. Este trabalho descreve os primeiros transcriptomas gerados de amostras coletadas a campo para ambas espécies e os resultados gerados fornecem subsídios que auxiliarão no entendimento sobre funções específicas de estruturas, evolução e servirão de base para futuros estudos funcionais e populacionais.<br>

Abstract : Araucaria angustifolia and Podocarpus lambertii are critically endangered brazilian conifers. Several gaps in many research areas like developmental phisiology and reproductive biology are obstacles to its knowledge, breeding, sustainable use of these genetic resources and proposition of conservation measures. However, few genomic and transcriptomic studies have been contucted on these species. The main objective of this work was the sequencing and characterization of transcriptomes from A. angustifolia (leaf, pollen and stem) and P. lambertii (leaf). A total of 341.278.253 (45.6 Gb) of raw reads were obtained from the Ion Proton second generation DNA sequencing platform and being used for reference based and de novo transcriptome assembly, generating 60.043 contigs. In A. angustifolia were annotated with the use of gene onthology (GO) 4.354 distinct unigenes from leaves transcriptome, 3.643 unigenes from stem and 9.354 unigenes from the pollen transcriptome. In P. lambertii were identified 4.649 unigenes from leaves transcriptome. In addition, sequence data allowed the in silico identification, characterization and primer design of 56 simple sequence repeats (SSR) and 259 single nucleotide polymorphisms (SNP) molecular markers for both species were performed from the available data. The most abundant SSR repeat motif was mononucleotide (39,7 %), followed by tetranucleotide (22,22 %) and trinucleotide (20,63 %). The ratio between transitions and transversions was 2,15 for A. angustifolia and 1,05 for P. lambertii. SNP results show distinct patterns for nucleotide substitutions between species, however, SSRs patterns were very similar between Araucaria and Podocarpus. This work therefore describes the first transcriptomes from field samples for both species and the results provide valuable resources for plant breeding, will further contribute on the understanding about tissue specific functions, conifers evolution and will be the base for future functional and populational studies.