RNA-seq em Coffea arabica: genes candidatos em condições de estresse abiótico

Ferreira Torres Luana, Dechamp Eveline, Costa Alves Gabriel Sergio, Marraccini Pierre, Etienne Hervé, Carvalho Andrade Alan. 2019. RNA-seq em Coffea arabica: genes candidatos em condições de estresse abiótico. In : X Simpósio de Pesquisa dos Cafés do Brasil. Consórcio Pesquisa Café. Vitória : EMBRAPA, 6 p. (Anais do Simpósio de Pesquisa dos Cafés do Brasil, 10) Simpósio de Pesquisa dos Cafés do Brasil. 10, Vitória, Brésil, 8 Octobre 2019/11 Octobre 2019.

Titre anglais : RNA-SEQIN Coffea arabica: candidate genes in abiotic stress conditions

Résumé : O objetivo deste estudo foi obter uma visão geral dos genes ativos em folhas de café arábica variedade Caturra quando submetido a vários estresses abióticos e analisar estes genes identificados in silico por meio da técnica de RT-qPCR. O material vegetal consistiu de plantas in vitro de café arábica expostos por 3 horas sob os diferentes estresses: seca - baixa umidade relativa 9%, frio 5°C, calor 40°C, alta intensidade luminosa 200 μM m-2 s-1 e aplicação exógena de ácido abscísico 10 μM. Após o período de estresse, as folhas de café foram coletadas para a extração de RNA. A preparação da biblioteca de mRNA foi feita através do kit de preparação de amostras de mRNA TruSeq Stranded da Illumina. O sequenciamento foi realizado na plataforma HiSeq 2500 (Illumina) através da técnica SBS (Sequenciamento por Síntese) pela empresa MGX - Montpellier Genomix. A análise de expressão diferencial foi realizada a partir das contagens dos reads brutos usando o pacote estatístico DESeq2. O resultado in silico apresentou um total de 17.399 genes diferencialmente expressos entre todos os estresses testados, sendo 2.217, 812, 4.263, 8.008 e 2.099 para o estresse de ABA exógeno, frio, seca, calor e estresse oxidativo, respectivamente. Utilizando esses dados, foram selecionados os genes candidatos mais expressivos nas condições de estresse, os quais foram testadas e seus perfis de expressão diferencial foram confirmados pela técnica de RT-qPCR. Através do estudo in silico deste trabalho foi possível identificar vários genes candidatos respondendo aos diferentes estresses aplicados, o que pode ajudar na compreensão do determinismo genético de tolerância aos estresses abióticos no cafeeiro. A identificação e caracterização desses genes possibilitam a realização de novos estudos da análise da expressão diferencial entre plantas cultivadas no campo e na estufa. Além disso, a prospecção da variabilidade natural utilizando diferentes materiais genéticos pode permitir a identificação e validação de polimorfismos e alelos ligados aos genes, os quais podem ser utilizados para o desenvolvimento de marcadores moleculares associados à tolerância a vários estresses abióticos.

Résumé (autre langue) : The objective of this study was to obtain an overview of the active genes in Caturra variety arabica coffee leaves when subjected to various abiotic stresses and to analyze these genes identified in silico using the RTqPCR technique. The plant material consisted of in vitro arabica coffee plants exposed for 3 hours under different stresses: drought - low relative humidity 9%, cold 5 °C, heat 40 °C, high light intensity 200 μM m-2 s-1 and exogenous application of 10 μM abscisic acid. After the stress period, the coffee leaves were collected for RNA extraction. Preparation of the mRNA library was done through Illumina's TruSeq Stranded mRNA Sample Preparation Kit. The sequencing was performed on the HiSeq 2500 platform (Illumina) using the SBS (Synthesis by Sequencing) technique by MGX - Montpellier Genomix. Differential expression analysis was performed from the raw reads counts using the DESeq2 statistical package. The in silico result presented a total of 17,399 differentially expressed genes among all the stresses tested, being 2.217, 812, 4,263, 8.008 and 2.099 for the exogenous ABA stress, cold, drought, heat and oxidative stress, respectively. Using these data, the most expressive candidate genes were selected under the stress conditions tested and their differential expression profiles were confirmed by RT-qPCR experiments. Through in silico experiments of this study it was possible to identify several candidate genes responding to the different stresses applied to coffee plants, which may help in understanding the genetic determinism of tolerance to abiotic stresses in coffee trees. The identification and characterization of these genes make it possible to carry out new studies of differential expression analysis between field and greenhouse plants, and the prospecting of natural variability using different genetic materials, which allow the identification and validation of specific polymorphisms and alleles for the development of molecular markers associated with tolerance to various abiotic stresses.

Auteurs et affiliations

• Ferreira Torres Luana, UFLA (BRA)
• Dechamp Eveline, CIRAD-BIOS-UMR RPB (FRA)
• Costa Alves Gabriel Sergio, EMBRAPA (BRA)
• Marraccini Pierre, CIRAD-BIOS-UMR IPME (VNM) ORCID: 0000-0001-7637-6811
• Etienne Hervé, CIRAD-BIOS-UMR IPME (FRA) ORCID: 0000-0002-6208-9982
• Carvalho Andrade Alan, EMBRAPA (BRA)

Source : Cirad-Agritrop (https://agritrop.cirad.fr/593843/)

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