Análise poligênica da tolerância ao alumínio em Saccharomyces cerevisiae por mapeamento de QTL
| Autor: | Mezadri, Hygor |
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| Přispěvatelé: | Brandão, Rogélio Lopes, Rosa, Carlos Augusto, Tótola, Marcos Rogério, Cota, Renata Guerra de Sá, Freitas, Renata Nascimento de, Thevelein, Johan, Dumortier, Françoise |
| Jazyk: | portugalština |
| Rok vydání: | 2018 |
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| Zdroj: | Repositório Institucional da UFOP Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP) instacron:UFOP |
| Popis: | Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia. Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Pró-Reitoria de Pesquisa de Pós Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto. O bioetanol é um produto de grande importância econômica, principalmente devido a sua utilização como combustível renovável. A levedura Saccharomyces cerevisiae utiliza a sacarose obtida da cana-de-açúcar para produzir bioetanol por fermentação. Alguns fatores diminuem a capacidade fermentativa dessa levedura, por exemplo, a presença de Al3+ no caldo de cana-de-açúcar, levando a um aumento do tempo de fermentação e menor produção de bioetanol. Este trabalho teve como objetivo realizar a análise poligênica da tolerância ao alumínio em Saccharomyces cerevisiae utilizando a técnica de mapeamento de QTLs (Quantitative Trait Locus). Uma triagem entre 840 estirpes de leveduras isoladas de diferentes ambientes foi feita a fim de selecionar uma altamente tolerante ao alumínio. Dentre as estirpes testadas, a levedura denominada Bruggeman Fresh apresentou crescimento e melhor desempenho fermentativo em presença de 5 mM de Al2(SO4)3. A estirpe PE-2, amplamente utilizada na produção de etanol pela indústria brasileira, apresentou uma maior sensibilidade ao alumínio. Estas duas leveduras, Bruggeman Fresh e PE-2, foram escolhidas para a estratégia de análise poligênica para o fenótipo de resistência ao alumínio adotada neste estudo. Após esporulação e dissecação das tétrades, os parentais superior e inferior foram selecionados e cruzados dando origem ao híbrido diploide. Foi realizado um pré-teste em meio sólido contendo alumínio com 658 segregantes obtidos a partir desse híbrido diploide, sendo que 150 segregantes foram selecionados e submetidos ao teste fermentativo. A partir do teste da performance fermentativa em presença de Al2(SO4)3, 30 segregantes foram selecionados como fenótipo superior (alta tolerância ao alumínio). Foi realizada a extração do DNA genômico desses 30 segregantes agrupados e 120 segregantes não selecionados (agrupados randomicamente), assim como das estirpes parentais superior e inferior e sequenciadas. A partir das análises das sequências e mapeamento de QTL foi encontrada uma região no cromossomo VI com grande ligação ao fenótipo de interesse, observado devido à diferença na frequência dos SNPs entre os grupos selecionado e não selecionado. Após a análise de reciprocidade hemizigótica, foi identificado que o gene FAB1 tem um importante papel sobre a tolerância ao alumínio em S. cerevisiae. Bioethanol is a product of great economic importance, mainly due to its use as a renewable fuel. The yeast Saccharomyces cerevisiae uses the sucrose obtained from sugarcane to produce bioethanol by fermentation. Some factors decrease its fermentation capacity, such as the presence of Al3+ in sugarcane juice, leading to an increase in fermentation time and lower production of bioethanol. This work aimed to perform the polygenic analysis of aluminum tolerance in Saccharomyces cerevisiae using the Quantitative Trait Locus (QTL) mapping technique. A screening of 840 isolated yeast strains from different environments was done in order to select a highly tolerant to aluminum one. Among the tested strains, the yeast denominated Bruggeman Fresh showed growth and better fermentative performance in the presence of 5 mM Al2(SO4)3. The PE-2 strain, widely used in the production of ethanol by the Brazilian industry, showed higher sensitivity to aluminum. These two yeasts, Bruggeman Fresh and PE-2, were chosen for the polygenic analysis strategy for the aluminum resistance phenotype in this study. After sporulation and dissection of the tetrad, the superior and inferior parent were selected and crossed to give rise to the diploid hybrid. A pre-test was carried out in solid medium containing aluminum with 658 segregants obtained from this hybrid diploid, 150 segregants were selected and submitted to the fermentation test. From the fermentation performance test in presence of Al2(SO4)3, 30 segregants were selected as superior phenotype (high tolerance to aluminum). Genomic DNA was extracted from these 30 grouped segregants and 120 non-selected segregators (random group), as well as the upper and lower and sequenced parental strains. From the analysis of the sequences and mapping of QTL, a region was found on chromosome VI with great connection to the phenotype of interest, observed due to the difference in the frequency of SNPs between the selected and non-selected groups. After the hemizygous reciprocity analysis it was identified that the FAB1 gene has an important role on aluminum tolerance in S. cerevisiae. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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