Avaliação da tecnologia Oxford Nanopore para análise de identidade genética de clones de cana-de-açúcar (Saccharum spp.)

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dc.contributor.advisor-co1Bandeira, Ludmila Ferreira
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5329718658913234pt_BR
dc.contributor.advisor1Coelho, Alexandre Siqueira Guedes
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0840926305216925pt_BR
dc.contributor.referee1Coelho, Alexandre Siqueira Guedes
dc.contributor.referee2Novaes, Evandro
dc.contributor.referee3Borba, Tereza Cristina de Oliveira
dc.contributor.referee4Taquary, Adriana Maria Antunes
dc.contributor.referee5Vianello, Rosana Pereira
dc.creatorBorges, Sâmella de Souza
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/8335789416382809pt_BR
dc.date.accessioned2020-09-14T10:22:29Z
dc.date.available2020-09-14T10:22:29Z
dc.date.issued2020-03-31
dc.description.abstractBrazil is currently the world's largest producer of sugarcane, which is the raw material for two important products for the Brazilian economy: sugar and ethanol. Aiming both to assess the Oxford Nanopore technology for genotyping applications for sequencing (Genotyping By Sequencing - GBS), with the differential to obtain a high sequencing coverage (> 1,000x), how to develop a GBS platform to to identify sugarcane clones, safely and conveniently, this work used the MinION platform to perform genotyping based on the sequencing of 48 individuals. For this, using the genome of Sorghum bicolor as reference and a set of libraries of sugarcane transcripts, 20 pairs of primers were designed, which were used to obtain amplicons, in which SNPs molecular markers were identified (Single Nucleotide Polymorphisms). Six sequencing libraries were built, the first two being used in pilot trials. The alignment of the sequences obtained in the reference genome was performed using the BWA program. The identification and genotyping of the SNPs was performed using the SAMtools software. The identification of the sugarcane clones was done by calculating the genetic distance between individuals. The cluster analysis was performed using a script written in software R. The sequencing resulted in approximately 841 thousand sequences. The average size of the amplicons was 1.6 kb. High sequencing coverage (average 10,498X / amplicon) was obtained. Nine amplicons were selected, in which 356 SNPs sites were identified. The percentage of mismatches between the obtained and the reference sequences varied from 8% to 20% and the percentage of indels remained homogeneous (~ 6%). The duplicates of the same individual used as biological control formed a knot with a consistency of 94% in the obtained dendrogram, however they did not present perfect genetic identity between them. It is suggested that this fact is mainly associated with the high rate of sequencing error of the Oxford Nanopore sequencing technology, evidencing the difficulty of its use in applications that require a genetic identification with a high degree of security, as occurs in problems involving clonal identification in sugar cane.eng
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dc.description.resumoO Brasil é, atualmente, o maior produtor mundial de cana-de-açúcar, que é matéria prima de dois importantes produtos para a economia brasileira: o açúcar e o etanol. Com intuito tanto de se avaliar a tecnologia Oxford Nanopore para aplicações de genotipagem por sequenciamento (Genotyping By Sequencing – GBS), tendo como diferencial a obtenção de uma alta cobertura de sequenciamento (>1.000X), como de se desenvolver uma plataforma GBS capaz de identificar clones de cana-de-açúcar, com segurança e praticidade, este trabalho utilizou a plataforma MinION para a realização da genotipagem com base no sequenciamento de 48 indivíduos. Para isto, utilizando-se o genoma de Sorghum bicolor como referência e um conjunto de bibliotecas de transcritos de cana-de-açúcar, foram desenhados 20 pares de primers, os quais foram utilizados para obtenção de amplicons, nos quais foram identificados marcadores moleculares SNPs (Single Nucleotide Polymorphisms). Foram construídas seis bibliotecas de sequenciamento, sendo as duas primeiras utilizadas em ensaios-piloto. O alinhamento das sequências obtidas no genoma de referência foi realizado utilizando-se o programa BWA. A identificação e genotipagem dos SNPs foi realizada utilizando-se o software SAMtools. A identificação dos clones de cana-de-açúcar foi feita a partir do cálculo da distância genética entre os indivíduos. A análise de agrupamento foi realizada utilizando-se um script escrito no software R. O sequenciamento resultou em cerca de 841 mil sequências. O tamanho médio dos amplicons foi de 1,6 kb. Obteve-se uma alta cobertura de sequenciamento (média de 10.498X/amplicon). Nove amplicons foram selecionados, nos quais foram identificados 356 sítios SNPs. A porcentagem de mismatches entre as sequências obtidas e a de referência variou de 8% a 20% e a porcentagem de indels manteve-se homogênea (~6%). As duplicatas de um mesmo indivíduo utilizadas como controle biológico formaram nó com consistência de 94% no dendrograma obtido, entretanto não apresentaram identidade genética perfeita entre elas. Sugere-se que tal fato esteja associado principalmente à alta taxa de erro de sequenciamento da tecnologia de sequenciamento Oxford Nanopore, evidenciando a dificuldade de sua utilização em aplicações que demandem uma identificação genética com alto grau de segurança, como ocorre em problemas envolvendo a identificação clonal em cana-de-açúcar.pt_BR
dc.description.sponsorshipOutropt_BR
dc.identifier.citationBORGES, S. S. Avaliação da tecnologia Oxford Nanopore para análise de identidade genética de clones de cana-de-açúcar (Saccharum spp.). 2020. 65 f. Dissertação (Mestrado em Genética e Melhoramento de Plantas) - Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2020.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/10664
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Goiáspt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentEscola de Agronomia - EA (RG)pt_BR
dc.publisher.initialsUFGpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Genética e Melhoramento de Plantas (EA)pt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectOxford Nanopore technologiespor
dc.subjectGenotipagem por sequenciamentopor
dc.subjectIdentificação clonalpor
dc.subjectOxford Nanopore technologieseng
dc.subjectGenotyping by sequencingeng
dc.subjectClonal identificationeng
dc.subject.cnpqCIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICA::GENETICA VEGETALpt_BR
dc.titleAvaliação da tecnologia Oxford Nanopore para análise de identidade genética de clones de cana-de-açúcar (Saccharum spp.)pt_BR
dc.title.alternativeEvaluation of Oxford Nanopore technology to analyze the genetic identity of sugarcane clones (Saccharum spp.)eng
dc.typeDissertaçãopt_BR

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