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Título: Citogenômica comparativa e aspectos epigenéticos em espécies de Brachiaria e híbridos interespecíficos
Título(s) alternativo(s): Comparative cytogenomics and epigenetic aspects in Brachiaria species and interspecific hybrids
Autor : Paula, Cristina Maria Pinto de
Primeiro orientador: Techio, Vânia Helena
Primeiro coorientador: Souza Sobrinho, Fausto
Primeiro membro da banca: Davide, Lisete Chamma
Segundo membro da banca: Andrade-Vieira, Larissa Fonseca
Terceiro membro da banca: Mendes-Bonato, Andrea Beatriz
Quarto membro da banca: Benites , Flávio Rodrigo Gandolfi
Palavras-chave: Eucromatina
FISH
Forrageiras
GISH
Heterocromatina
Metilação
Euchromatin
Forage
Heterochromatin
Methylation
Data da publicação: 23-Out-2015
Agência(s) de fomento: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Referência: PAULA, C. M. P. de. Citogenômica comparativa e aspectos epigenéticos em espécies de Brachiaria e híbridos interespecíficos. 2015. 113 p. Tese (Doutorado em Genética e Melhoramento de Plantas)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2015.
Resumo: O gênero Brachiaria (Trinius) Grisebach é composto por espécies com diferentes níveis de ploidia e modo de reprodução, algumas de grande importância econômica sendo utilizadas como forrageiras. Estudos sobre a composição e relação genômica dentro do gênero são restritos, assim como a avaliação de marcas epigenéticas que estão envolvidas com a organização estrutural e funcional do genoma. O objetivo do primeiro estudo foi investigar as relações genômicas entre B. ruziziensis, B. decumbens e B. brizantha por meio da técnica de hibridização genômica in situ (GISH). Adicionalmente, a hibridização fluorescente in situ (FISH) com rDNA 45S e 5S e a quantificação do tamanho do genoma nuclear foram realizadas. O híbrido 1863 (B. ruziziensis x B. brizantha) apresentou número cromossômico (2n=36), quantidade de DNA (3,24 pg) e quatro sítios de rDNA 45S e sete de 5S conforme o esperado a partir do cruzamento de B. ruziziensis x B. brizantha. O híbrido cv. Mulato II [(B. ruziziensis x B. decumbens) x B. brizantha] também apresentou 2n=36 cromossomos, sete sítios de rDNA 5S, quatro de 45S e 3,83 pg de DNA, superior à média dos genitores (3,43 pg). No híbrido 963 (B. ruziziensis x B. decumbens), todas as metáfases apresentaram 2n=38 cromossomos, excedendo 2 cromossomos do esperado, que representou um aumento de 0,29 pg de DNA, considerando a média do conteúdo de DNA dos genitores (3,33 pg) e a presença de cinco sítios de rDNA 45S e sete de 5S. A análise da GISH nos híbridos permitiu identificar a ocorrência de rearranjos e diferenças da contribuição dos genomas genitores na constituição do híbrido. Com base nos resultados da GISH foi proposta a constituição genômica de B. brizantha (BBB1B 1 ), B. decumbens (B1B 1B 2B 2 ) e B. ruziziensis (B 2B 2 ). Os genomas B, B 1 e B2 foram considerados homeólogos, com menor afinidade entre os genomas B e B 2 . Em uma segunda abordagem, o objetivo foi analisar as modificações póstraducionais de histonas e metilação de DNA associadas com a modulação da cromatina e silenciamento gênico em espécies e híbridos de Brachiaria, com diferentes níveis de ploidia e modo de reprodução. A comparação da distribuição cromossômica de modificações de histonas entre as espécies e híbridos revelou uma maior variação de tipos cromossômicos para a marcação heterocromática (H3K9me2) em B. decumbens e no híbrido 963, enquanto que, para a marca epigenética da eucromatina (H3K4me2), a variação foi maior em B. brizantha, B. decumbens e híbrido 963. A distribuição cromossômica da 5-mCyt foi similar entre B. brizantha e B. decumbens, espécies tetraploides e apomíticas, as quais diferiram do observado em B. ruziziensis, espécie diploide e sexual. Significativas alterações na metilação do DNA foram observadas na B. ruziziensis duplicada e nos híbridos interespecíficos, possivelmente como consequência dos processos de poliploidização e hibridação, respectivamente.
Abstract: The Brachiaria (Trinius) Grisebach genus consists of species with different ploidy levels and reproduction mode, some of great economic importance are used as forage. Studies about the genomic constitution and relationship within of the genus are restricted, as well as the evaluation of epigenetic marks that are involved in structural and functional organization of the genome. The aim of the first study was to investigate the genomic relationship among B. ruziziensis, B. decumbens and B. brizantha by means of Genomic in situ Hybridization (GISH). In addition, Fluorescence in situ Hybridization (FISH) with 45S and 5S rDNA and quantification of the nuclear genome size were performed. The hybrid 1863 (B. ruziziensis x B. brizantha) presented chromosome number (2n = 36), DNA amount (3.24 pg) and four sites of 45S rDNA and seven of 5S as expected from crossing between B. ruziziensis and B. brizantha. The hybrid cv. Mulato II [(B. ruziziensis x B. decumbens) x B. brizantha] also presented 2n=36 chromosomes, seven sites of 5S rDNA, four of 45S and 3.83 pg of DNA, higher than the average of the parents (3.43 pg). The hybrid 963 (B. ruziziensis x B. decumbens) all metaphases presented 2n = 38 chromosomes, exceeding 2 chromosomes to the expected, which represented an increase of 0.29 pg of DNA, considering the average of DNA content of the parents (3.33 pg ) and the presence of five sites of 45S rDNA and seven of 5S. The GISH analysis in the hybrid indicated the occurrence of rearrangements and differences in the contribution of parent genomes in the constitution of the hybrid. Based on GISH results, was proposed the genomic constitution of B. brizantha (BBB1B 1 ), B. decumbens (B1B 1B 2B 2 ) and B. ruziziensis (B2B 2 ). The genomes B, B1 and B2 were considered homeologous, with lower affinity between the genomes B e B2 . In a second approach, the aim was to evaluate the histone post-translational modifications and DNA methylation associated with chromatin modulation and gene silencing, in Brachiaria species and hybrids which have different ploidy levels and reproduction mode. Comparison of chromosomal distribution in histone modifications among species and hybrids showed greater variation of chromosomal types for the heterochromatic marks (H3K9me2) in B. decumbens and the 963 hybrid, while, for the euchromatin epigenetic mark (H3K4me2), the variation was higher in B. brizantha, B. decumbens and 963 hybrid. The chromosome distribution of 5-mCyt was similar between B. brizantha and B. decumbens, tetraploid and apomictic species, which differ from the distribution observed in B. ruziziensis, a diploid and sexual species. Significant alterations in DNA methylation were observed in the duplicated B. ruziziensis and in the interspecific hybrids, possibly as a result of hybridization and polyploidization process.
URI: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/10534
Publicador: Universidade Federal de Lavras
Idioma: por
Aparece nas coleções:DBI - Genética e Melhoramento de Plantas - Doutorado (Teses)



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