Diversificação genômica em Rhynchospora VAHL. (cyperaceae), um gênero com cromossomos holocêntricos.

Abstract

Com os avanços nas técnicas de sequenciamento genômico, foi descoberto que a maior parte do genoma das plantas é composto por DNA repetitivo. Dentre esta fração do genoma, se destacam os DNAs Satélite (longos arranjos de unidades de repetição chamadas monômeros) e os elementos transponíveis (DNA repetitivo disperso com a habilidade de criar cópias e se “mover” ao longo do genoma hospedeiro). Apesar de não codificarem proteínas essenciais para o hospedeiro, tem sido visto que tanto DNAs satélites como elementos transponíveis podem impactar a evolução do genoma hospedeiro, alterando o espaço genético/epigenético e promovendo funções estruturais para determinadas regiões cromossômicas. Além disso, a variabilidade na abundância de diferentes tipos de DNA repetitivo pode estar ligada a respostas naturais destes a estresses ambientais. Nesta tese, buscamos investigar o impacto de diferentes DNAs repetitivos na evolução genômica e diversificação de Rhynchospora Vahl (Cyperaceae), um gênero bastante diverso (~400 esp.) com ampla distribuição geográfica. Espécies de Rhynchospora se destacam por possuírem cromossomos holocêntricos (centrômero disperso ao longo de toda a extensão das cromátides), apresentando nestes o DNA satélite Tyba, primeiro satélite específico do centrômero a ser descoberto em uma espécie holocêntrica. No primeiro capítulo, investigamos a possibilidade de utilizar o subproduto de sequenciamento por captura de alvo para a identificação, localização cromossômica e filogenômica comparativa de DNA repetitivo. Nós validamos os resultados mediante comparação dos dados obtidos por captura de alvo com dados de genome skimming, mais tradicionalmente utilizados para o estudo de sequências repetitivas. No segundo capítulo, nós estudamos a evolução do satélite holocentromérico Tyba em uma ampla amostragem do gênero. Nossos resultados mostram um alto sinal filogenético para Tyba em Rhynchospora e alta conservação, provavelmente ligada à uma possível vantagem estrutural promovida aos holocentrômeros. No terceiro capítulo, utilizamos métodos comparativos filogenéticos a fim de investigar diferentes fatores que possam ter influenciado a abundância de retroelementos LTR nos genomas de Rhynchospora. Foi visto que a abundância desses elementos é impactada por uma combinação de fatores genômicos, temporais, ambientais e, principalmente, filogenéticos. No geral, nossos resultados contribuem para um maior conhecimento do impacto de Tyba e de retroelementos LTR na evolução genômica de Rhynchospora, além de demonstrar o potencial do estudo de elementos repetitivos num contexto macroevolutivo.