Publicação

Detection of genomic rearrangements in allopolyploids of the tribe Triticeae

Detalhes bibliográficos
Resumo:	O núcleo de um alopoliplóide recém-formado sofre alterações genómicas e epigenómicas detectáveis por métodos citogenéticos e moleculares. Neste trabalho pretendeu-se avaliar a estabilidade e/ou restruturação genómica em: i) híbridos F1 (H1xT846 e H75xT846; 2n=3x=21; HchAB) obtidos de cruzamentos entre Hordeum chilense Roem. e Schult. (linhas H1 e H75) e trigo rijo Triticum turgidum L. (Desf.) Husn. (linha T846); ii) linhas de tritordeum (HchHchAABB; 2n=6x=42) correspondentes; iii) suas espécies parentais (linhas H1, H75 e T846); e iv) linhas avançadas de tritordeum hexaplóide (HT9, HT28 e HT31). As técnicas utilizadas foram Hibridação in situ Fluorescente (FISH), FISH não desnaturante (ND-FISH), e marcadores moleculares IRAP, REMAP e ISSR. A presença dos genomas parentais nos hibrídos F1 e linhas de tritordeum foi inicialmente confirmada após FISH utilizando as sondas DNA genómico de H.chilense e a sequência de rDNA pTa71. A novidade na caracterização das linhas recém-formadas e seus progenitores foi a inclusão dos híbridos F1 para inferir sobre a ocorrência de rearranjos na hibridação ou poliploidização. Porém, não se detectaram rearranjos com as técnicas citogenéticas. Molecularmente verificou-se uma eliminação não aleatória de bandas de origem H. chilense. Os rearranjos moleculares foram evidenciados pela perda de bandas parentais e amplificação de bandas novas (ausentes nos progenitores). Uma nova banda IRAP foi detectada no híbrido F1 H75xT846 e uma nova banda REMAP foi observada no híbrido F1 H75xT846 e correspondente tritordeum. A restructuração genómica parece ocorrer precocemente aquando da hibridação devido à reunião de três genomas divergentes (Hch, A e B) num só núcleo, sendo eliminada ou mantida após a poliploidização. As linhas avançadas de tritordeum foram caracterizadas com as mesmas técnicas acima referidas. Estas linhas mostraram polimorfismo nos padrões de hibridação SSR. Duas plantas (HT9-15 e HT31-20) apresentaram rearranjos estruturais, incluindo translocações intergenómicas espontâneas. A observação das células mióticas da planta HT9-15 revelou mosaicismo. Os rearranjos moleculares nas linhas avançadas foram apenas evidenciados pela perda de bandas parentais, preponderantemente de origem H. chilense, confirmando a sua eliminação não aleatória em tritordeum. No geral, a restructuração genómica em híbridos F1 H.chilense x trigo rijo e em tritordeum foram maioritariamente caracterizadas pela eliminação de bandas parentais. A maioria dos REMAPs e ISSRs herdados pelos híbridos e tritordeum teve origem no trigo. Estes dados moleculares foram parcialmente corroborados pelos citogenéticos, pois a maioria das regiões ricas em SSRs observadas em tritordeum eram provenientes do trigo. Surpreendentemente, as linhas de tritordeum com várias gerações de autofecundação apresentaram mais instabilidade cromossómica que as linhas recém-formadas. A linha HT28 revelou ser a mais estável geneticamente. A elevada instabilidade genómica da planta HT9-15 resultou em esterilidade masculina. Um novo ideograma para cromossomas H. chilense em tritordeum, baseado nos padrões de hibridação das sondas oligonucleótidicas sintéticas Oligo-pTa535 e Oligo-pAs1, permitiu a identificação de cromossomas derivativos. Globalmente, este trabalho demonstrou a necessidade de monitorização citogenética e molecular de tritordeum, incluindo de linhas avançadas, para assegurar a selecção dos genótipos mais estáveis para agricultura sustentável.
Autores principais:	Delgado, Andreia Vanessa Afonso
Assunto:	Citogenética vegetal Poliploidia Marcadores moleculares Restruturação genética Hibridação in situ fluorescente Melhoramento de plantas
Ano:	2017
País:	Portugal
Tipo de documento:	dissertação de mestrado
Tipo de acesso:	acesso aberto
Instituição associada:	Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro
Idioma:	inglês
Origem:	Repositório da UTAD

Descrição
Resumo:	O núcleo de um alopoliplóide recém-formado sofre alterações genómicas e epigenómicas detectáveis por métodos citogenéticos e moleculares. Neste trabalho pretendeu-se avaliar a estabilidade e/ou restruturação genómica em: i) híbridos F1 (H1xT846 e H75xT846; 2n=3x=21; HchAB) obtidos de cruzamentos entre Hordeum chilense Roem. e Schult. (linhas H1 e H75) e trigo rijo Triticum turgidum L. (Desf.) Husn. (linha T846); ii) linhas de tritordeum (HchHchAABB; 2n=6x=42) correspondentes; iii) suas espécies parentais (linhas H1, H75 e T846); e iv) linhas avançadas de tritordeum hexaplóide (HT9, HT28 e HT31). As técnicas utilizadas foram Hibridação in situ Fluorescente (FISH), FISH não desnaturante (ND-FISH), e marcadores moleculares IRAP, REMAP e ISSR. A presença dos genomas parentais nos hibrídos F1 e linhas de tritordeum foi inicialmente confirmada após FISH utilizando as sondas DNA genómico de H.chilense e a sequência de rDNA pTa71. A novidade na caracterização das linhas recém-formadas e seus progenitores foi a inclusão dos híbridos F1 para inferir sobre a ocorrência de rearranjos na hibridação ou poliploidização. Porém, não se detectaram rearranjos com as técnicas citogenéticas. Molecularmente verificou-se uma eliminação não aleatória de bandas de origem H. chilense. Os rearranjos moleculares foram evidenciados pela perda de bandas parentais e amplificação de bandas novas (ausentes nos progenitores). Uma nova banda IRAP foi detectada no híbrido F1 H75xT846 e uma nova banda REMAP foi observada no híbrido F1 H75xT846 e correspondente tritordeum. A restructuração genómica parece ocorrer precocemente aquando da hibridação devido à reunião de três genomas divergentes (Hch, A e B) num só núcleo, sendo eliminada ou mantida após a poliploidização. As linhas avançadas de tritordeum foram caracterizadas com as mesmas técnicas acima referidas. Estas linhas mostraram polimorfismo nos padrões de hibridação SSR. Duas plantas (HT9-15 e HT31-20) apresentaram rearranjos estruturais, incluindo translocações intergenómicas espontâneas. A observação das células mióticas da planta HT9-15 revelou mosaicismo. Os rearranjos moleculares nas linhas avançadas foram apenas evidenciados pela perda de bandas parentais, preponderantemente de origem H. chilense, confirmando a sua eliminação não aleatória em tritordeum. No geral, a restructuração genómica em híbridos F1 H.chilense x trigo rijo e em tritordeum foram maioritariamente caracterizadas pela eliminação de bandas parentais. A maioria dos REMAPs e ISSRs herdados pelos híbridos e tritordeum teve origem no trigo. Estes dados moleculares foram parcialmente corroborados pelos citogenéticos, pois a maioria das regiões ricas em SSRs observadas em tritordeum eram provenientes do trigo. Surpreendentemente, as linhas de tritordeum com várias gerações de autofecundação apresentaram mais instabilidade cromossómica que as linhas recém-formadas. A linha HT28 revelou ser a mais estável geneticamente. A elevada instabilidade genómica da planta HT9-15 resultou em esterilidade masculina. Um novo ideograma para cromossomas H. chilense em tritordeum, baseado nos padrões de hibridação das sondas oligonucleótidicas sintéticas Oligo-pTa535 e Oligo-pAs1, permitiu a identificação de cromossomas derivativos. Globalmente, este trabalho demonstrou a necessidade de monitorização citogenética e molecular de tritordeum, incluindo de linhas avançadas, para assegurar a selecção dos genótipos mais estáveis para agricultura sustentável.