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Genômica Funcional, Estrutural e Comparativa de Feijão-Caupi (Vigna unguiculata)

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Apresentação em tema: "Genômica Funcional, Estrutural e Comparativa de Feijão-Caupi (Vigna unguiculata)"— Transcrição da apresentação:

1 Genômica Funcional, Estrutural e Comparativa de Feijão-Caupi (Vigna unguiculata)

2 Um Organismo, Vários Usos Vigna unguiculata Alimentação Humana Feijão seco Feijão verde (incluindo enlatados) Moyashi (broto-de-feijão) Farinhas e outros (biscoitos, acarajé, salgadinhos) Forragem & Recup. Solos Bovinos Caprinos Ovinos Bio-Fertilizante Fixação de nitrogênio Rizóbio nativo Propriedades gelatinizantes e espumantes altamente valiosas para a indústria alimentícia Matéria Prima   Proteínas  Digestibilidade  Carbohidratos  Amino-ácidos essenciais Valor Nutritivo Potencial Fonte de Alimentação, Emprego e Riqueza

3 Uma Leguminosa Importante Vigna unguiculata  Diversidade Morfológica  Diversidade Genética  Erosão Genética  Potencial para Melhoramento Cores e Formas Preços & Mercado

4 Rusticidade & Capacidade de Adaptação Semi Árido Trópico Úmido Ambientes Contrastantes & Cultivares Tribais Rusticidade e capacidade ímpar de adaptação

5 Leguminosa Escolhida pela NASA para Cultivo em Estacões Espaciais Lack of Gravity & Higher Plants

6 Leguminosa Modelo Vigna unguiculata n Nível diplóide: 2n=22 n Genoma Pequeno: ca Mb -1/2 soja, 1/7 ervilha, 2.700x menos que V. faba n Auto-Fecundação & Gerações Curtas ~2,5 meses  ideal para mapeamento ~2,5 meses  ideal para mapeamento n Transformação genética u Biofábricas u Bioremediação n Fonte de genes para melhoramento também de outras leguminosas também de outras leguminosas Nível de Novidade

7 Problemas e Necessidades Vigna unguiculata & Nordeste Brasileiro 1. Produtividade feijão-caupi ( kg/ha) feijão comum Phaseolus vulgaris ( kg/ha) 2. Infecções Virais Mosaico severo Potyvirus 3. Nematóides Meloydogyne spp. 4. Ataque de caruncho Callosobruchus maculatus, Pós-colheita 5. Fatores abióticos Seca, Calor, Salinidade 6. Porte, tempo de floração, cor dos grãos Perdas Significativas!!

8 A Equipe: Rede NordEST Vigna unguiculata & Nordeste Brasileiro I-UFPE-1 LGBV Ana M. Benko Iseppon Coordenação Geral Recife, PE (10) II- UFPE-2 LGMM Ederson Akio Kido Recife, PE (18) IV-Embrapa CPAMN Semíramis R. Ramalho Teresina, PI (8) V-UFPB BioMol Demetrius A. M. Araújo João Pessoa, PB (14) III-UFC BBM Thalles Grangeiro Fortaleza, CE (31) VI-UFPI LIBPI Semíramis J. H. Monte Teresina, PI (10) VII-Embrapa CPATSA Carlos A. F. Santos Petrolina, PE (3) IX-USP ESALQ Luiz Eduardo Aranha Camargo Piracicaba, SP (02) X-USP CENA Antonio V. O. Figueira Piracicaba, SP (01) VIII-Embrapa CENARGEN Francisco J. Lima Aragão Brasília, DF (01) XI- Univ. Frankfurt Günter Kahl Frankfurt, Alemanha (01) XII- Univ. Califórnia Jeff Ehlers Riverside, USA (01) ~130 membros* Seleção Criteriosa dos Grupos

9 Estratégias do Projeto Vigna unguiculata & Nordeste Brasileiro Interação Complementaridade Mapeamento Genético Genoma Expresso Transformação Genética Bioinformática Início Oficial do Projeto: 26/Maio/2005

10 Mapeamento Genético Cruzamento Intraespecífico V. unguiculata X V. unguiculata Cultivar A Cultivar B (Resistente) (Suscetível)  Linhagens Recombinantes de Autofecundação até F7-F8 ca. 130 Indivíduos Inoculação com Patógenos Identificação de Locos de Resistência Outras características inclusive QTLs Progênie Testadora

11 Quadro 8: Parentais eleitos para o cruzamento de mapeamento, bem como suas respectivas características agronômicas. Dois Cruzamentos Principais BR-14 Mulato x IT-85F-2687 Cruzamentos- teste com características equivalentes P1P2 P2’

12 Estudos Moleculares Preliminares Vigna unguiculata & Nordeste Brasileiro Seleção de Parentais DAF (DNA Amplification Fingerprinting) V.ung.Cabeçudo Vung Canapu Vung S.Verde Vung Canapu Precoce Vung CNC0434 Vung CNCX1101 Vung CNC F Vung CNCX1112-4F Vung CNCX F Vung CNCX F Vung CNCX F Vung CNCX1010-4F Vung BR17-Burguês Vung 02 Vung CNCX1114-4F Vung. Paulista Vung João Paulo II Vung L351002A Vung L539001(T16) Vung L382002A Vung 821Vita 6 Vung Balinha 305 Vung BR14-Mulato Vung BR9 Longa Vung BR17Gurg. Vung CB-3 Vung IPEAUV 69 Vung IT82D699 Vung IT85D Vung TE F Vung TE F Vung TE F Vung TE F Vung F Vung TE F Vung TE E2 Vung TE E Vung Istambul Vung Vung L Vung L Vung Epace10 Vung L Vung S.Inácia Biv411 Vung MRC11213 Vung Manaus Vung VCRA31 Vung Epace1 Vung Epace11 Vung Ipa201 Vung Ipa202 Vung Ipa204 Vung Ipa205 Vung Ipa206 Vung C..Amarelo Vung VIG28/76 Vung VIG79/82 Vung VIG66/85 Vung VIG69/79 Vung L2102/98 Vung VIG42/83 Vung VIG1/78 Vung VIG58/80 Vung VIG50/80 Vung VIG71/82 Vung VIG7/7 85 acessos avaliados 26 primers selecionados de 262 testados 212 bandas polimórficas amostradas

13 Mapa Genético de Alta Resolução Mínimo 600 marcadores moleculares DAF ( DNA Amplification Fingerprinting ) AFLP ( Amplified Fragment Length Polymorphism ) SCAR ( Sequence Characterized Amplified Region ) SSRs (Simple Sequence Repeats) RGAs ( Resistance Gene Analogs ) STMS ( Sequence Tag Microsatelite Markers ) ESTs ( Expressed Sequence Tags ) Marcadores em Fase de Seleção (parentais e parte da progênie F2) Marcadores & Possibilidades para o Melhoramento

14 Genoma Expresso ESTs Expressed Sequence Tags V. unguiculata 1 & V. unguiculata 2 Característica A Característica B Tecido Escolhido  Situações I II III Seqüenciamento ESTs Bioinformática Genes Expressos em I Genes Expressos em II Genes Expressos em III Estratégia N o 1

15 CaráterBiblioteca TecidoSeqüênciasTotal Mosaico Dourado Resistente / inoculado Resistente / não inoculado Sensível / inoculado Folhas jovens 3 x Mosaico Severo Resistente / inoculado Resistente / não inoculado Sensível / inoculado Folhas jovens 3 x Salinidade (Hidroponia) Tolerante / com NaCl Tolerante / sem NaCl Sensível / com NaCl Raiz3 x Seca (solo salino) Tolerante / solo com deficiência hídrica Tolerante / solo sem dificiência hídrica Sensível / solo com deficiência hídrica Planta toda3 x Total Bibliotecas Planejadas ESTs Expressed Sequence Tags BIÓTICOABIÓTICO BIÓTICOABIÓTICO

16 V. unguiculata 1 & V. unguiculata 2 Característica A Característica B Tecido Escolhido  Situações I II III Seqüenciamento Tags Bioinformática Genes Expressos em I Genes Expressos em II Genes Expressos em III Bibliotecas de ESTs pré-existentes Segmento parcial do RNAm concatenado é seqüenciado Genoma Expresso SAGE Serial Analysis of Gene Expression Estratégia N o 2

17 Genoma Expresso SAGE Serial Analysis of Gene Expression O Método Supersage EcoP15I Comparação com EST

18 Bibliotecas Planejadas SAGE Estresse Abiótico (Salinidade) Cultivar Tratamento (200 mM NaCl) 2,5 h8 h Resistente com NaCl sem NaCl Sensível com NaCl sem NaCl 8 Bibliotecas

19 Genótipo/tempo30, 60, 90 min.7h18h Resistente1: inoculado2: inoculado3: Inoculado Resistente controle4: Apenas injuriado, não inoculado 5: Apenas injuriado, não inoculado 6: Apenas injuriado, não inoculado Susceptível7: inoculado8: inoculado9: Inoculado Resistente Controle não injuriado 10: Sem injúria, sem inoculação Bibliotecas Planejadas SAGE Estresse Biótico (Viroses) Mosaico Severo do Caupi (CPSMV, Cowpea Severe Mosaic Vírus ) Mosaicos de Potyvirus (CABMV, Cowpea Aphid-Borne Mosaic Virus e BICMV, Blackeye Cowpea Mosaic Virus )

20 Andamento das Atividades Interação Complementaridade Mapeamento Genético Genoma Expresso Transformação Genética Bioinformática Marcadores Moleculares Mapeamento & Análise de Ligação Cultivo “In Vitro” & Regeneração Transformação Genética Pipeline Data Mining SAGE EST Recursos Disponíveis fim de Maio/2005 Expressão Protéica

21 Plataforma para Submissão de Seqüências (Pipeline): Bolsista de pós-doutorado - Bolsa DCR CNPq/FACEPE Início da montagem dos scripts das rotinas de bioinformática necessários para a montagem da plataforma de pipeline do projeto Apoio & Pontos de Partida: - Plataforma do SUCEST (Prof. Arruda/USP) - Plataformas FOREST e BEST (Prof. Aranha/USP-ESALQ) -Convênio com LNCC (Plataforma Sabiá). Bioinformática

22 Projeto Vigna Renorbio & Rede NordEST Treinamento de Pessoal Nível PG em Genética ou PG em Ciencias Biológicas Recife PG em Bioquímica Fortaleza Outras PGs da Rede Doutorado37- Mestrado322 Iniciação Científica6818 Treinamento Técnico3-- Pós-Doutorado alunos de Graduação e PG Recursos para Bolsas

23 NomeUFUF Instituição Regina Lucia Ferreira GomesPIUniversidade Federal do Piauí, Depto. de Biologia Teresa Cristina S. L. GrisiPBUniversidade Federal da Paraíba - João Pessoa, Lab. Biol. Molecular Atividades de Integração e Treinamento da Rede NordEST NomeUFUF Instituição Ângela Celis de Almeida LopesPIUniversidade Federal do Piauí, Departamento de Biologia Cândida Hermínia C. de Magalhães Bertini CECE Universidade Federal do Ceará, Depto. de Botânica Luiz Ronaldo NaliPEPE Universidade Federal de Pernambuco, Departamento de Genética Maurisrael de Moura RochaPIEmpresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, CPAMN Curso 1: Mapeamento Físico e Genético em Vegetais Período de 15 a 29 de maio/ alunos, sendo dois membros da rede NordEST: Curso 2: Técnicas Moleculares, Bioinformática e Mapeamento Aplicadas ao Melhoramento de Plantas Período: 18 e 30/setembro/ alunos (Mercosul) quatro membros da rede NordEST: Prof. Dr. Luiz Eduardo Camargo Aranha (USP-ESALQ) Tercílio Calsa Júnior (CENA-USP) Financiamento pelo CNPq/CBAB

24 Obrigada! Homepage do Programa


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