Princípio científico e análises genéticas utilizando marcadores moleculares

Transcrição

1 Princípio científico e análises genéticas utilizando marcadores moleculares Fábio Gelape Faleiro Cerrados

2 Por que estudar o DNA? Infra-estrutura necessária para análises do DNA Diferentes tipos de marcadores moleculares Infra-estrutura da Embrapa Cerrados Principais aplicações Cerrados

3 Por que estudar o DNA? Infra-estrutura necessária para análises do DNA Diferentes tipos de marcadores moleculares Infra-estrutura da Embrapa Cerrados Principais aplicações Cerrados

4 Por que estudar o DNA? Onde está o DNA? Função biológica do DNA Interação genótipo x ambiente Clonagem animal e vegetal Propagação vegetativa e seminal Contribuições da tecnologia Cerrados

5 Onde está o DNA?

6

7

8 Met Glu Asp Gly Ser Met Met Lys Estrutural Enzimática A T G G A A G A T G G T T C T A T G A A A A T G DNA A U G G A A G A U G G U U C U A U G A A A A U G RNAm Função biológica do DNA

9 AMBIENTE RNA PROTEÍNAS FENÓTIPO

10 Clonagem vegetal X Clonagem animal mandioca citrus manga Ovelha Dolly Bezerra Vitória

11 Propagação vegetativa X Propagação sexuada resistente pólen produtiva estaquia enxertia Resistente e produtiva

12 DNA informação genética responsável por todas as características de um determinado indivíduo Cerrados

13 Contribuições das análises do DNA MARCADORES MOLECULARES PROJETO GENOMA RAPD AFLP Microssatélites Informações úteis

14 Dados obtidos CODIFICADOS Cerrados

15 Gel A B C D E Diversidade Genética Distância Genética A B C D E A B C D E Matriz de dados Análise Estatística Dendrograma A B C D A B C D E E Grupo Agrupamento < 1 > D < 2 > A Indivíduos E B C Projeção no Plano

16 Softwares Genes Statistica SPSS NTSYS

17 Mapeamento genético P 1 X P 2 F 1 x... Resistente Suscetível

18 Softwares GQMol Joinmap JUMP/SAS QTLCartographer

19 Análises filogenéticas Seqüências Unidade de tempo tempo Unidade de distância

20 Por que estudar o DNA? Infra-estrutura necessária para análises do DNA Diferentes tipos de marcadores moleculares Infra-estrutura da Embrapa Cerrados Principais aplicações Cerrados

21 Extração do DNA Cerrados

22 Amplificação do DNA Cerrados

23 Eletroforese Cerrados

24 Fotodocumentação Cerrados

25 Setor de Bioinformática Cerrados

26 Por que estudar o DNA? Infra-estrutura necessária para análises do DNA Diferentes tipos de marcadores moleculares Infra-estrutura da Embrapa Cerrados Principais aplicações Cerrados

27 Diferentes tipos de marcadores moleculares Isoenzimáticos RAPD Microssatélites RFLP AFLP PCR sequencing VNTRs, CAPS, DGGE, ISSR, S-SAP, IRAP, DAF, SNPs etc.

28 Isoenzimáticos ETAPAS 1. Obtenção do extrato 2. Eletroforese em gel de amido 3. Reação enzimática PRINCIPAL VANTAGEM Técnica barata e acessível PRINCIPAL DESVANTAGEM Número reduzido de marcadores

29 RAPD ETAPAS 1. Extração do DNA 2. Amplificação via PCR 3. Eletroforese 4. Fotodocumentação PRINCIPAL VANTAGEM Simplicidade e rapidez PRINCIPAL DESVANTAGEM Marcador dominante e baixa reproducibilidade

30 Microssatélites ETAPAS 1. Extração do DNA 2. Amplificação via PCR 3. Eletroforese 4. Fotodocumentação PRINCIPAL VANTAGEM Simplicidade e rapidez, Marcador codominante e altamente reprodutível PRINCIPAL DESVANTAGEM Necessita o desenvolvimento de primers específicos para a espécie em estudo

31 RFLP ETAPAS 1. Extração do DNA 2. Clivagem com enzimas de restrição 3. Eletroforese 4. Hibridização com sondas específicas 5. Radioautografia - + PRINCIPAL VANTAGEM Marcador codominante e alta reproducibilidade PRINCIPAL DESVANTAGEM Envolve muitas etapas (processo lento) e necessita de bibliotecas de sondas disponíveis

32 AFLP ETAPAS 1. Extração do DNA 2. Clivagem com enzimas de restrição 3. Ligação de adaptadores específicos 4. Amplificação via PCR 5. Eletroforese PRINCIPAL VANTAGEM Grande número de fragmentos gerados em um único gel PRINCIPAL DESVANTAGEM Marcador dominante, envolve muitas etapas e reagentes são muito caros

33 Qual tipo de marcador molecular utilizar? A resposta depende: - da infra-estrutura disponível - dos recursos financeiros - de recursos humanos treinados - do nível de conhecimento da espécie - do objetivo do trabalho

34 Por que estudar o DNA? Infra-estrutura necessária para análises do DNA Diferentes tipos de marcadores moleculares Infra-estrutura da Embrapa Cerrados Principais aplicações Cerrados

35 Laboratório de Genética e Biologia Molecular da Embrapa Cerrados Cerrados

36 Laboratório Genética e Biologia Molecular

37 GENÔMICA ANÁLISES TRANSCRIPTÔMICA Laboratório Genética e Biologia Molecular PROTEÔMICA BIOINFORMÁTICA

38 Por que estudar o DNA? Infra-estrutura necessária para análises do DNA Diferentes tipos de marcadores moleculares Infra-estrutura da Embrapa Cerrados Principais aplicações Cerrados

39 MELHORAMENTO GENÉTICO LINHAS PESQUISA ESTRESSES BIÓTICOS E ABIÓTICOS Laboratório Genética e Biologia Molecular MICROBIOLOGIA AGRÍCOLA RECURSOS GENÉTICOS

40 MELHORAMENTO GENÉTICO ESTRESSES BIÓTICOS E ABIÓTICOS Laboratório Genética e Biologia Molecular MICROBIOLOGIA AGRÍCOLA RECURSOS GENÉTICOS

41 MELHORAMENTO GENÉTICO LINHAS PESQUISA ESTRESSES BIÓTICOS E ABIÓTICOS Laboratório Genética e Biologia Molecular MICROBIOLOGIA AGRÍCOLA RECURSOS GENÉTICOS

42 manga forrageiras maracujá soja trigo seringueira pitaya mandioca cevada

43 S. macrocephala S. guianensis Arachis Leucena Feijão guandu Panicum Capim elefante Brachiaria forrageiras

44 MELHORAMENTO GENÉTICO ESTRESSES BIÓTICOS E ABIÓTICOS Laboratório Genética e Biologia Molecular MICROBIOLOGIA AGRÍCOLA RECURSOS GENÉTICOS

45 Diversidade genética de fitopatógenos Diagnóstico Molecular de fitonematóides Dist cm Marcadores SCARBA8-560 OF SCARF OX fer52 fer47 fer56 fer49 fer32 ant81 ant73 ant89 Mapeamento de genes de resistência Tolerância à seca Fitorremediação Proteômica cigarrinha das pastagens

46 MELHORAMENTO GENÉTICO ESTRESSES BIÓTICOS E ABIÓTICOS Laboratório Genética e Biologia Molecular MICROBIOLOGIA AGRÍCOLA RECURSOS GENÉTICOS

47 Estudo da variabilidade genética de microorganismos do solo

48 MELHORAMENTO GENÉTICO ESTRESSES BIÓTICOS E ABIÓTICOS Laboratório Genética e Biologia Molecular MICROBIOLOGIA AGRÍCOLA RECURSOS GENÉTICOS

49 Características morfológicas Descritores ecológicos latitude Características agronômicas e quantitativas longitude Características moleculares Cerrados

50 Plantas nativas do Cerrado

51 Animais silvestres do cerrado Papagaio Arara Bicudo Tucano Ema Capivara Paca Queixada

52 MARCADORES MOLECULARES FISIOLOGIA PESQUISA AGROPECUÁRIA QUÍMICA E FÍSICA ESTATÍSTICA GENÉTICA