Desenvolvimento de novos marcadores microssatélites para Baccharis dracunculifolia (Asteraceae) utilizando Next-Generation Sequencing
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Dissertação de mestrado
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Bárbara Ribeiro de Oliveira Mendes
Yumi Oki
Yumi Oki
Resumo
Os marcadores microssatélites são altamente mutáveis e, em decorrência disso, demonstram a hipervariabilidade existente em espécies e populações. O desenvolvimento de marcadores microssatélites, que sempre foi considerado uma tarefa laboriosa e dispendiosa, vem sendo transformado pela tecnologia de sequenciamento de nova geração (Next-Generation Sequencing – NGS) que permite uma identificação mais rápida e menos onerosa de um grande número de loci em organismos não-modelo para estudos ecológicos e evolutivos. Em populações de plantas naturais, identificar variações genéticas ecologicamente importantes ligadas ao clima ou a outras pressões de seleção é possível com uma análise genômica da população. A manutenção da diversidade genética intrapopulacional pode maximizar o potencial de uma espécie para resistir e se adaptar às mudanças ambientais. Baccharis dracunculifolia é um arbusto amplamente difundido no Sul e Sudeste do Brasil, bastante estudado do ponto vista ecológica e com reconhecida importância farmacológica. Diante da relevância de B. dracunculifolia como espécie chave na sucessão natural de ecossistemas ameaçados como os campos rupestres, sua ampla distribuição na América do Sul e por suas propriedades medicinais e industriais, esse trabalho teve como objetivo ampliar o número de marcadores microssatélites atualmente disponíveis, constituindo uma ferramenta molecular capaz de gerar conhecimento sobre os padrões de distribuição da diversidade genética dessa espécie com informações úteis para sua conservação. Foi avaliada também a amplificação dos marcadores desenvolvidos no DNA genômico das espécies congenéricas Baccharis concinna e Baccharis aphylla. As sequências geradas na plataforma Illumina MiSeq foram utilizadas para identificar loci potencialmente amplificáveis que, após filtrados e analisados, foram utilizados para o desenho de 36 primers com motifs de repetição perfeitos. Destes, 17 primers de regiões microssatélites com motifs repetições de tri- tetra- ou penta- nucleotídeos tiveram sua amplificação testada em uma etapa de otimização. Desenvolvemos com sucesso seis primers de loci microssatélites, três primers tetranucleotídeos, dois trinucletídeos e um pentanucleotídeo, todos classificados como perfeitos. Essa seleção buscou acurácia e estabilidade na genotipagem dos indivíduos estabelecendo um conjunto de marcadores robustos para estudos de genética populacional.
Abstract
Microsatellite markers are highly mutable and, as a result, demonstrate hypervariability in species and populations. The development of microsatellite markers, which has always been considered a laborious and expensive task, has been transformed by the Next Generation Sequencing (NGS) technology that allows a faster and less costly identification of a large number of loci in non-model organisms for ecological and evolutionary studies. In natural plant populations, identifying ecologically important genetic variants linked to climate, or other selection pressures, is possible with genomic population analysis and maintaining intrapopulation genetic diversity can maximize the potential of a species to resist and adapt to environmental change. Baccharis dracunculifolia DC. (Asteraceae) is a shrub distributed across southeastern and southern South America, is relatively well studied from an ecological perspective and has pharmacological importance. Therefore, given the role of B. dracunculifolia as a key species in the natural succession of endangered ecosystems such as the rupestrian grasslands, its wide distribution in South America and its medicinal and industrial properties, this work aimed to increase the number of microsatellite markers currently available for B. dracunculifolia, representing a molecular tool capable of generating knowledge about the patterns of genetic diversity of this species, potentially providing information of relevance for conservation strategies. Amplification of the markers developed in the genomic DNA of the congeneric species Baccharis concinna and Baccharis aphylla was also evaluated. The sequences generated on the Illumina MiSeq platform were used to identify potentially amplifiable loci that, after being filtered and analyzed, were used to design 36 primers with perfect repeat motifs. Of these, 17 primers from microsatellite regions with tri-, tetra- or pentanucleotide repeats had their amplification tested in an optimization step. We successfully developed six primers of microsatellite loci, three tetranucleotide primers, two trinucleotides and one pentanucleotide, all classified as perfect. This selection sought accuracy and stability in genotyping by establishing a set of robust markers for population genetics studies.
Assunto
Microssatélites (genética), Baccharis, Sequência de bases
Palavras-chave
Microssatélites, NGS, Baccharis
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