The Polyploid Gene Assembler (PGA), developed and tested in this study, represents a new strategy... more The Polyploid Gene Assembler (PGA), developed and tested in this study, represents a new strategy to perform gene-space assembly from complex genomes using low coverage DNA sequencing. The pipeline integrates reference-assisted loci and de novo assembly strategies to construct high-quality sequences focused on gene content. Pipeline validation was conducted with wheat (Triticum aestivum), a hexaploid species, using barley (Hordeum vulgare) as reference, that resulted in the identification of more than 90% of genes and several new genes. Moreover, PGA was used to assemble gene content in Saccharum spontaneum species, a parental lineage for hybrid sugarcane cultivars. Saccharum spontaneum gene sequence obtained was used to reference-guided transcriptome analysis of six different tissues. A total of 39,234 genes were identified, 60.4% clustered into known grass gene families. Thirty-seven gene families were expanded when compared with other grasses, three of them highlighted by the number of gene copies potentially involved in initial development and stress response. In addition, 3,108 promoters (many showing tissue specificity) were identified in this work. In summary, PGA can reconstruct high-quality gene sequences from polyploid genomes, as shown for wheat and S. spontaneum species, and it is more efficient than conventional genome assemblers using low coverage DNA sequencing.
Genomics and transcriptomics of "Saccharum spontaneum" and its hybrids : insights to better understand the lignocellullosic biomass formation
Orientadores: Gonçalo Amarante Guimarães Pereira, José Antônio BressianiTese (doutorado) - Univer... more Orientadores: Gonçalo Amarante Guimarães Pereira, José Antônio BressianiTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: Bioetanol é uma proeminente fonte de energia renovável e sustentável e representa uma alternativa consistente à utilização de combustíveis fósseis. O desenvolvimento do bioetanol de segunda geração, uma nova tecnologia para a produção desse biocombustível a partir da parede celular vegetal, demanda a utilização de culturas melhoradas para a produção de biomassa. A cana energia é um híbrido entre espécies de Saccharum selecionado durante o programa de melhoramento para apresentar alta produção de biomassa e maior conteúdo de fibras do que de sacarose em sua composição. Para explorar os recursos genômicos e o processo de formação da parede celular nos híbridos de alta biomassa, foram elaborados nesse trabalho i) um draft do genoma de S. spontaneum e ii) uma caracterização de um internódio de cana energia em alongamento. O draft do g...
Genômica e transcritômica de "Saccharum spontaneum" e seus hídridos = novas perspectivas para compreender a formação da biomassa lignocelulósica=Genomics and transcriptomics of "Saccharum spontaneum" and its hybrids: insights to better understand the lignocellullosic biomass formation
Análise in vivo da diversidade nucleotídica de Coffea spp:[Resumo]
Ferramentas biotecnologicas, como os marcadores moleculares, aumentam a eficiencia do processo de... more Ferramentas biotecnologicas, como os marcadores moleculares, aumentam a eficiencia do processo de melhoramento de plantas perenes, possibilitando uma selecao precoce e mais precisa. Os polimorfismos de modificacoes nucleotidicas (SNPs - Single Nucleotide Polymorphisms, INDELs - Insertion/Deletions) se tornaram a principal escolha de marcadores devido a alta frequencia no genoma. Esses polimorfismos podem ser detectados atraves da analise de ESTs disponiveis (analise in silico) ou pela busca em genes candidatos (analise in vivo). Os objetivos deste trabalho sao a analise da diversidade nucleotidica in vivo de 19 fragmentos de genes, relacionados principalmente ao metabolismo de acucares e diterpenos, e a comparacao desses resultados com a analise in silico dos EST disponiveis. Para a analise in vivo, a diversidade foi avaliada num painel de genotipos representativos da diversidade de C. arabica (12 genotipos) e C. canephora (oito genotipos). Em paralelo, foram avaliadas as divergencias dessas duas especies com C. eugenioides, C. racemosa e Psilanthus bengalensis. O sequenciamento foi realizado usando os produtos PCR, sem clonagem. O alinhamento foi realizado no programa Codon Code Aligner, seguido da deteccao manual dos polimorfismos. A analise de tres fragmentos que codificam para dois genes (sacarose sintase-2 e sacarose-fosfato sintase), para um comprimento total de 2334 pb analisado, permitiu a identificacao de 100 polimorfismos (principalmente SNPs) entre 21 genotipos de Coffea e Psilanthus, sendo 38 polimorfismos entre C. canephora e C. eugenioides (22 sendo tambem detectados em C. arabica), 36 entre genotipos de C. canephora e 21 entre P. bengalensis e Coffea spp. Os resultados indicam que os dois genes nao apresentam os mesmos niveis de diversidade, sugerindo que eles nao sao submetidos as mesmas pressoes de selecao. Apesar de ser um planta autogama e de origem recente, a C. arabica, especie alopoliploide, apresenta grande numero de polimorfismos, a maioria correspondendo a polimorfismos interespecificos entre C. canephora e C. eugenioides (Vidal et al 2009). Essa analise in silico, feita com sequencias de apenas dois genotipos de C. arabica e seis genotipos de C. canephora, foi relevante para identificar polimorfismos que diferenciam os genomas dos ancestrais de C. arabica, mas foi limitada para identificar polimorfismos intraespecificos importantes para analises de diversidade e de mapeamento genetico. Por outro lado, a analise in vivo desse trabalho, com um painel diverso de genotipos, permitiu a deteccao de varios polimorfismos intraespecificos importantes para analises de diversidade e de evolucao molecular ao nivel intraespecifico. (Texte integral)
The Miconia genus, a plant widely used for medicine, occurs in tropical America and its extracts ... more The Miconia genus, a plant widely used for medicine, occurs in tropical America and its extracts and isolated compounds have demonstrated antibiotic, antitumoral, analgesic and antimalarial activities. However, no study concerning its genotoxicity has been conducted and it is ...
The Polyploid Gene Assembler (PGA), developed and tested in this study, represents a new strategy... more The Polyploid Gene Assembler (PGA), developed and tested in this study, represents a new strategy to perform gene-space assembly from complex genomes using low coverage DNA sequencing. The pipeline integrates reference-assisted loci and de novo assembly strategies to construct high-quality sequences focused on gene content. Pipeline validation was conducted with wheat (Triticum aestivum), a hexaploid species, using barley (Hordeum vulgare) as reference, that resulted in the identification of more than 90% of genes and several new genes. Moreover, PGA was used to assemble gene content in Saccharum spontaneum species, a parental lineage for hybrid sugarcane cultivars. Saccharum spontaneum gene sequence obtained was used to reference-guided transcriptome analysis of six different tissues. A total of 39,234 genes were identified, 60.4% clustered into known grass gene families. Thirty-seven gene families were expanded when compared with other grasses, three of them highlighted by the number of gene copies potentially involved in initial development and stress response. In addition, 3,108 promoters (many showing tissue specificity) were identified in this work. In summary, PGA can reconstruct high-quality gene sequences from polyploid genomes, as shown for wheat and S. spontaneum species, and it is more efficient than conventional genome assemblers using low coverage DNA sequencing.
Genomics and transcriptomics of "Saccharum spontaneum" and its hybrids : insights to better understand the lignocellullosic biomass formation
Orientadores: Gonçalo Amarante Guimarães Pereira, José Antônio BressianiTese (doutorado) - Univer... more Orientadores: Gonçalo Amarante Guimarães Pereira, José Antônio BressianiTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: Bioetanol é uma proeminente fonte de energia renovável e sustentável e representa uma alternativa consistente à utilização de combustíveis fósseis. O desenvolvimento do bioetanol de segunda geração, uma nova tecnologia para a produção desse biocombustível a partir da parede celular vegetal, demanda a utilização de culturas melhoradas para a produção de biomassa. A cana energia é um híbrido entre espécies de Saccharum selecionado durante o programa de melhoramento para apresentar alta produção de biomassa e maior conteúdo de fibras do que de sacarose em sua composição. Para explorar os recursos genômicos e o processo de formação da parede celular nos híbridos de alta biomassa, foram elaborados nesse trabalho i) um draft do genoma de S. spontaneum e ii) uma caracterização de um internódio de cana energia em alongamento. O draft do g...
Genômica e transcritômica de "Saccharum spontaneum" e seus hídridos = novas perspectivas para compreender a formação da biomassa lignocelulósica=Genomics and transcriptomics of "Saccharum spontaneum" and its hybrids: insights to better understand the lignocellullosic biomass formation
Análise in vivo da diversidade nucleotídica de Coffea spp:[Resumo]
Ferramentas biotecnologicas, como os marcadores moleculares, aumentam a eficiencia do processo de... more Ferramentas biotecnologicas, como os marcadores moleculares, aumentam a eficiencia do processo de melhoramento de plantas perenes, possibilitando uma selecao precoce e mais precisa. Os polimorfismos de modificacoes nucleotidicas (SNPs - Single Nucleotide Polymorphisms, INDELs - Insertion/Deletions) se tornaram a principal escolha de marcadores devido a alta frequencia no genoma. Esses polimorfismos podem ser detectados atraves da analise de ESTs disponiveis (analise in silico) ou pela busca em genes candidatos (analise in vivo). Os objetivos deste trabalho sao a analise da diversidade nucleotidica in vivo de 19 fragmentos de genes, relacionados principalmente ao metabolismo de acucares e diterpenos, e a comparacao desses resultados com a analise in silico dos EST disponiveis. Para a analise in vivo, a diversidade foi avaliada num painel de genotipos representativos da diversidade de C. arabica (12 genotipos) e C. canephora (oito genotipos). Em paralelo, foram avaliadas as divergencias dessas duas especies com C. eugenioides, C. racemosa e Psilanthus bengalensis. O sequenciamento foi realizado usando os produtos PCR, sem clonagem. O alinhamento foi realizado no programa Codon Code Aligner, seguido da deteccao manual dos polimorfismos. A analise de tres fragmentos que codificam para dois genes (sacarose sintase-2 e sacarose-fosfato sintase), para um comprimento total de 2334 pb analisado, permitiu a identificacao de 100 polimorfismos (principalmente SNPs) entre 21 genotipos de Coffea e Psilanthus, sendo 38 polimorfismos entre C. canephora e C. eugenioides (22 sendo tambem detectados em C. arabica), 36 entre genotipos de C. canephora e 21 entre P. bengalensis e Coffea spp. Os resultados indicam que os dois genes nao apresentam os mesmos niveis de diversidade, sugerindo que eles nao sao submetidos as mesmas pressoes de selecao. Apesar de ser um planta autogama e de origem recente, a C. arabica, especie alopoliploide, apresenta grande numero de polimorfismos, a maioria correspondendo a polimorfismos interespecificos entre C. canephora e C. eugenioides (Vidal et al 2009). Essa analise in silico, feita com sequencias de apenas dois genotipos de C. arabica e seis genotipos de C. canephora, foi relevante para identificar polimorfismos que diferenciam os genomas dos ancestrais de C. arabica, mas foi limitada para identificar polimorfismos intraespecificos importantes para analises de diversidade e de mapeamento genetico. Por outro lado, a analise in vivo desse trabalho, com um painel diverso de genotipos, permitiu a deteccao de varios polimorfismos intraespecificos importantes para analises de diversidade e de evolucao molecular ao nivel intraespecifico. (Texte integral)
The Miconia genus, a plant widely used for medicine, occurs in tropical America and its extracts ... more The Miconia genus, a plant widely used for medicine, occurs in tropical America and its extracts and isolated compounds have demonstrated antibiotic, antitumoral, analgesic and antimalarial activities. However, no study concerning its genotoxicity has been conducted and it is ...
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