Avaliação in silico do transcriptoma do café : identificação de SNPs e inferência de mecanismos de regulação da expressão gênica (2010)

O cafe e uma das culturas mais importantes do mundo, sendo consumido mundialmente e com significativa participacao na economia em paises em desenvolvimento. Coffea arabica e Coffea canephora sao responsaveis por 70% e 30% da producao comercial, respectivamente. Analise citogenetica indicou que C. arabica e uma planta alotetraploide autogama formada por uma hibridacao (1 milhao de anos atras) entre os diploides C. canephora e Coffea eugenioides. C.
eugenioides e uma especie silvestre que cresce em maiores altitudes proximo das bordas de florestas e produz poucas e pequenas sementes com baixo teor de cafeina. Por outro lado, C. canephora e alogama e cresce melhor em terras baixas, e tambem caracterizada por maior produtividade, maior tolerância a pragas e maior teor de cafeina, mas tem uma bebida considerada de qualidade inferior em comparacao com a produzida por C. arabica. Durante a ultima decada, algumas iniciativas de pesquisa tem sido lancadas para produzir dados genomicos
e transcritomicos de algumas especies de cafe. Esta colecao de ESTs representa uma boa visao do transcriptoma de C. arabica e C. canephora, sendo um importante recurso para analise molecular dessas especies. Este trabalho teve como objetivo obter mais informacoes sobre algumas especies do genero Coffea, incluindo a estrutura dos genes, analise de expressao e identificacao de genes e familias genicas que sao especificos ou expandidos em cafe. Alem disso, tambem foi proposto estudar a regulacao da expressao genica nos genes homeologos da alotetraploide C. arabica. A fim de investigar estes conjuntos de dados de EST foram realizadas duas montagens: (i) a primeira montagem com cada especie individualmente, com o objetivo de fazer uma analise comparativa entre as C. arabica, C. canephora e outras culturas, e (ii) com as duas especies de cafe juntas, permitindo a identificacao de SNPs entre C. arabica e C. canephora, e avaliar questoes evolutivas em C. arabica. A identificacao dos transcritos diferencialmente expressos e novas familias genicas foram utilizados como ponto de partida para a correlacao de caracteristicas de desenvolvimento e de perfis de expressao genica em Coffea sp.. Dominios de proteinas e analises de Gene Ontology sugerem diferencas significativas entre os dados das especies de cafe analisadas, principalmente em relacao a sintese de acucares, ligacao de proteinas
a nucleotideos, retrotransposons e proteinas de resposta a estresse. A ferramenta OrthoMCL identificou as familias de proteinas especificas ou predominante de cafe quando comparado com outras cinco especies de plantas. Usando as discrepâncias de alta qualidade encontradas em ESTs sobrepostos de C. arabica e C. canephora, os perfis de diversidade de sequencia foram avaliados em ambas as especies e utilizados para deduzir a contribuicao de C. canephora e C. eugenioides na transcricao de C. arabica. A identificacao de genes homeologous de C. arabica aos genomas ancestrais permitiu analisar as contribuicoes de expressao genica de cada subgenoma. Nos sugerimos que este fenomeno tem uma questao importante na expressao dos genes e fisiologia de Coffea.

Abstract