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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.97.2017.tde-29032017-101535
Document
Author
Full name
Guilherme Rodrigues Ferraz
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Lorena, 2016
Supervisor
Committee
Romanel, Elisson Antônio da Costa (President)
Lacerda, Talita Martins
Santos, Renato Vicentini dos
Title in Portuguese
Identificação, anotação e análise filogenética das famílias gênicas envolvidas na via de biossíntese de lignina em cana-de-açúcar (Saccharum spp.)
Keywords in Portuguese
Lignina; Cana-de-açúcar; Filogenia; Bioinfomática
Abstract in Portuguese
A parede celular vegetal é composta primariamente de celulose, hemicelulose e lignina. A lignina é o segundo biopolímero mais abundante na biosfera, atrás apenas de celulose, e é formado principalmente a partir da ligação entre três monômeros chamados monolignóis. A formação desses monolignóis é catalisada por pelo menos 10 enzimas membros das famílias gênicas AMP_binding (gene 4CL), p450 (C3H, C4H e F5H), ADH_N (CAD), Epimerase (CCR), Methyltransf_3 (CCoAOMT), Methyltransf_2 (COMT), Transferase (HCT) e Lyase_aromatic (PAL), que compõem a via de biossíntese dos monolignóis. Até o momento, cerca de 25 sequencias da via de biossíntese de lignina já foram identificados em cana-de-açúcar (Saccharum spp). Ainda, o sequenciamento do genoma desta espécie se mostra uma difícil tarefa devido ao tamanho do genoma e ploidia nuclear. Em virtude da disponibilidade de transcriptomas oriundos de diferentes órgãos de cana-de-açúcar e a importância na identificação correta das sequencias ortólogas, o presente trabalho visa à identificação, anotação e análise filogenética dos genes das famílias gênicas envolvidas na biossíntese de lignina em cana-de-açúcar. Para isso, genes destas famílias gênicas da planta modelo de eudicotiledôneas Arabidopsis thaliana e gramíneas tais como Oryza sativa (arroz), Brachypodium distachyon, Zea mays (milho) e Sorghum bicolor (sorgo) foram identificados, anotados e filogeneticamente categorizados. Em seguida, as sequências de cana-de-açúcar foram identificadas em cinco transcriptomas distintos, anotados e avaliados quanto à identidade e cobertura em relação às proteínas de sorgo. As análises filogenômicas entre cana-de-açúcar e as demais espécies estudadas revelaram 23 sequências candidatas envolvidos na biossíntese de lignina em cana-de-açúcar.
Title in English
Identification, annotation and phylogenetic analysis of gene families involved in lignin biosynthesis pathway in sugarcane (Saccharum spp.)
Keywords in English
Lignin; Cell Wall; Sugarcane; Bioinformatics
Abstract in English
Plant cell wall is composed of cellulose, hemicellulose, and lignin. Lignin is the second most abundant biopolymer on biosphere, after only cellulose, and is formed primarily from three monomers, called monolignols. Monolignol biosyntesis is catalysed by at least 10 enzymes members of AMP_binding (4CL enzyme), p450 (C3H, C4H e F5H), ADH_N (CAD), Epimerase (CCR), Methyltransf_3 (CCoAOMT), Methyltransf_2 (COMT), Transferase (HCT) e Lyase_aromatic (PAL) gene families involved in the biosynthetic pathway of monolignols. So far, there is 25 sugarcane (Saccharum spp.) genes identified involved in the lignin biosynthesis. Sequencing sugarcane's genome is still a difficult task due to large genome and ploidy level. Due to the availability of transcriptome data from distinct organs of sugarcane and the importance in the accuracy on the identification of the orthologous sequences, this work aim the identification, annotation and phylogenetic analysis of proteins members of distinct gene family involved in monolignol biosynthesis in sugarcane. To conduct it, we identified and annotated all genes from the model plant eudicots Arabidopsis thaliana and grasses such as Oryza sativa (rice), Brachypodium distachyon, Zea mays (mayze) and Sorghum bicolor (sorghum) and analysed the phylogenic relationship among them. The sugarcane sequences were retrieved and annotated from five distinct transcriptome data and analysed by the identity and coverage against the best sorghum orthologous genes. The phylogenomics analysis revealed a total of 23 sugarcane sequences putatively involved in the biosynthesis of lignin.
 
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BID16004_O.pdf (4.01 Mbytes)
Publishing Date
2017-03-29
 
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