Slide 1 - Embrapa Meio
Propaganda
Da Genômica ao Melhoramento Luis E. Aranha Camargo Dept. Entomologia, Fitopatologia e Zoologia Agrícola ESALQ/USP Piracicaba Genômica Ciência que analisa estrutura, composição e funcionalidade de genomas Genômica Sequenciamento Análise estrutural Mineração ou garimpagem Grande volume de informação Análise comparativa Análise funcional (várias abordagens: SAGE, microarranjos, RT-PCR, análise in silico, etc) Objetivo:Identificar genes e suas funções ESTs bioinformática seqüências genômicas SAGE proteômica análise de mutantes genética vegetal gene variação genética fenótipo melhoramento vegetal variação fenotípica O melhorista objetiva relacionar variantes de um gene (alelos)com variações em fenótipos de modo a identificar os melhores alelos FENÓTIPO F=G+A melhoristas usam uma variedade de estratégias para separar os efeitos da variância genética da ambiental ... -se baseia na análise de médias e variâncias para selecionar melhores genótipos -pouco se sabe sobre os genes que controlam a característica -seleção baseada no somatório dos efeitos dos genes que controlam a característica idéia é associar variações alélicas em certos genes candidatos com variações em fenótipos idéia tornou-se palpável a partir do desenvolvimento da Genômica mas o que são genes candidatos? Resistência a lagarta da espiga (McMullen et al., PNAS 95, 1998) Efeito maior em maisina e resistência Outros locos, efeito na resistência mas não em maisina Efeito menor em maisina e resistência Projetos ESTs são fontes de genes cadidadtos TIGR Soybean Gene Index (GmGI) Necessidade de conhecimento de vias metabólicas Genes R peroxidades PAL Pr proteínas Lipoxigenase Associação de alelos com fenótipos (análise de ligação) – cruzamentos experimentais variedade resistente 0% doença genes candidatos pal lox pr-1 etc... atccctcatttggGatctaggtg cggtacacgtttaccagggtcA ggcttgacatgcaaatcagga variedade suscetível 60% doença atccctcatttggTatctaggtg cggtacacgtttaccagggtcG ggcttgacatgcaaatcagga genótipos parentais em gene candidatos Progênie de linhagens recombinantes é classificada de acordo com genótipos esperados no gene pal atccctcatttggGatctaggtg Doença 17% atccctcatttggTatctaggtg 37% Presença do alelo G a no locus pal está associada com uma reduçaõ de 54% na quantidade de doença Problema: a lista de genes candidatos ainda é pequena pois a maioria das vias metabólicas que controlam características de importância agronômica é incompleta e aqui é onde a Genômica Funcional entra… para completar esta vias metabólicas por meio de uma série de técnicas (genética reversa e direta, análise de expressão gênica via microarranjos, SAGE, e de bancos de EST, etc.) SAGE (aguardem…) Hibridização in silico: auxílio na seleção de marcadores candidatos Comparações entre bibliotecas de ESTs geradas sob condições distintas podem servir de base para identificar marcadores candidatos inoculação Expressão de genes de resistência Produtos dos genes estarão Presentes na amostra de RNAm Comparar com biblioteca feita de RNAm de planta não inoculada Comparação entre bibliotecas ESTs de feijoeiro geradas de plantas inoculadas ou não com Colletotrichum 0.1 0.3 Retrotransposons 1.4 0.8 Ubiquitination pathway inoculada não inoc. 1.1 0.9 Disease resistance related domains 1.4 1.6 Signal transduction 3.9 Biotic stress 2.7 Abiotic stress 2.4 2.7 Genes candidatos para cruzamentos experimentais 2.7 3.0 Non-classified 9.0 No hit 5.9 Cellular process 6.1 7.2 8.6 Low hit (E>10e-5) 6.8 PVEPSE3 PVEPLE1+ PVEPSE2 11.7 Macromolecule metabolism 9.9 10.9 11.9 General metabolism 19.6 20.4 Conserved of unknown function 19.9 Photosynthesis 27.1 0 5 10 15 % of Bean ESTs 20 25 30 Expressão diferencial com Auxílio de arranjos Hibridização em microarranjos (microarrays) Permite estudar a expressão de vários genes de uma só vez Genes são dispostos em lâminas ou “chips” (Sanghyeob et al., 2004) (Gibly et al., 2004) Expressão gênica diferencial ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… Microchip contendo genes RNAm de planta inoculada cDNA hibridização Síntese de cDNA e marcação com marcadores fluorescentes cDNA RNAm de planta não inoculada Genes somente expressos em plantas inoculadas Expressão em ambas situações Gene somente expresso em plantas não inoculadas Análise de expressão gênica de indivíduos fenotipicamente distintos descoberta de genes candidatos e.g.- análise da expressão gênica de fenótipos extremos de uma população segregante RNAm Perfil de expressão RNAm Diferenças em expressão gênica devem Ser específicas ao fenótipo e Genótipo que separam os grupos Genes candidatos Schadt et al., Nature 2003, 422:297-302 GENÔMICA MELHORAMENTO para análise de ligação em cruzamentos experimentais Obrigado! Luis E. Aranha Camargo [email protected]
