Princípio científico e análises genéticas utilizando ... · Radioautografia +-PRINCIPAL...

Princípio científico e análises genéticas utilizando

marcadores molecularesFábio Gelape Faleiro

Cerrados

• 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

• 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

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

Onde está o DNA?

Met

Glu

Asp

Gly

Ser

Met

Met

Lys

Estrutural

Enzimática

ATGGAAGATGGTTCTATGAAAATG

DNA

AUGGAAGAUGGUUCUAUGAAAAUG

RNAm

Função biológica do DNA

RNA PROTEÍNAS

FENÓTIPO

AMBIENTE

Clonagem vegetal X Clonagem animal

mandioca citrus manga

Ovelha Dolly Bezerra Vitória

Propagação vegetativa

estaquiaestaquia enxertiaenxertia

Propagação sexuadaX

pólen

produtivaprodutiva

resistenteresistente

ResistenteResistenteee

produtivaprodutiva

DNA

informação genética responsável por todas as características de

um determinado indivíduo

Cerrados

Informações úteis

MARCADORES MOLECULARES

RAPD

Microssatélites

AFLP

PROJETO GENOMA

Contribuições das análises do DNA

Dados obtidos

CODIFICADOS

Cerrados

DiversidadeGenética

AgrupamentoAgrupamento

Grupo Indivíduos

< 1 > D< 2 >

E CA B

AnáliseAnáliseEstatísticaEstatística

A B C D E

0 1 1 1 01 0 0 0 00 0 1 1 10 1 0 0 01 1 0 1 11 0 0 0 00 0 0 1 11 1 0 0 01 1 1 1 1

Matriz de dadosMatriz de dados

DendrogramaDendrogramaABCD

E

Distância GenéticaDistância Genética

A B C D EABCDE

-0.440.670.670.56

--

0.440.440.56

---

0.220.33

----

0.11

-----

Projeção no PlanoProjeção no Plano

AA BB CC DD EE

GelGel

Softwares

Genes Statistica

SPSS NTSYS

Mapeamento genético

F1

. . .

x

P1 X P2

Resistente Suscetível

Softwares

Joinmap

JUMP/SAS

GQMol

QTLCartographer

1 2 3 4 5

Seqüências6

Unidade de tempo

Unidade de distância4

32

56 1

156423

tempo

Análises filogenéticas

• 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

Extração do DNACerrados

Amplificação do DNACerrados

EletroforeseCerrados

FotodocumentaçãoCerrados

Setor de BioinformáticaCerrados

• 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

Diferentes tipos de marcadores moleculares

Isoenzimáticos RAPDMicrossatélites

AFLPRFLP

PCR sequencing

VNTRs, CAPS, DGGE, ISSR, S-SAP, IRAP, DAF, SNPs etc.

Isoenzimáticos

ETAPAS

1. Obtenção do extrato2. Eletroforese em gel de amido3. Reação enzimática

PRINCIPAL VANTAGEM

Técnica barata e acessível

PRINCIPAL DESVANTAGEM

Número reduzido de marcadores

RAPD

ETAPAS

1. Extração do DNA2. Amplificação via PCR3. Eletroforese4. Fotodocumentação

PRINCIPAL VANTAGEM

Simplicidade e rapidez

PRINCIPAL DESVANTAGEM

Marcador dominante e baixareproducibilidade

Microssatélites

ETAPAS

1. Extração do DNA2. Amplificação via PCR3. Eletroforese4. Fotodocumentação

PRINCIPAL VANTAGEMSimplicidade e rapidez,Marcador codominante ealtamente reprodutível

PRINCIPAL DESVANTAGEMNecessita o desenvolvimento de primers específicos para a espécie

em estudo

RFLP

ETAPAS

1. Extração do DNA2. Clivagem com enzimas de restrição3. Eletroforese4. Hibridização com sondas específicas5. Radioautografia

++

--

PRINCIPAL DESVANTAGEM

Envolve muitas etapas (processo lento) e necessita de bibliotecas

de sondas disponíveis

PRINCIPAL VANTAGEM

Marcador codominante e alta reproducibilidade

AFLP

ETAPAS

1. Extração do DNA2. Clivagem com enzimas de restrição3. Ligação de adaptadores específicos4. Amplificação via PCR5. Eletroforese

PRINCIPAL DESVANTAGEM

Marcador dominante, envolve muitasetapas e reagentes são muito caros

PRINCIPAL VANTAGEM

Grande número de fragmentosgerados em um único gel

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

• 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

Laboratório de Genética e Biologia Molecular da Embrapa Cerrados

Cerrados

Laboratório Genética e Biologia Molecular

Laboratório Genética e Biologia Molecular

GENÔMICA

PROTEÔMICA BIOINFORMÁTICA

TRANSCRIPTÔMICA

ANÁLISES

• 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

Laboratório Genética e Biologia Molecular

MELHORAMENTOGENÉTICO

MICROBIOLOGIAAGRÍCOLA

RECURSOSGENÉTICOS

ESTRESSES BIÓTICOSE ABIÓTICOS

LINHASPESQUISA

Laboratório Genética e Biologia Molecular

MELHORAMENTOGENÉTICO

MICROBIOLOGIAAGRÍCOLA

RECURSOSGENÉTICOS

ESTRESSES BIÓTICOSE ABIÓTICOS

Laboratório Genética e Biologia Molecular

MELHORAMENTOGENÉTICO

MICROBIOLOGIAAGRÍCOLA

RECURSOSGENÉTICOS

ESTRESSES BIÓTICOSE ABIÓTICOS

LINHASPESQUISA

manga

forrageiras

seringueira

maracujá

soja

trigo

mandiocacevada

pitaya

S. macrocephala S. guianensis Arachis

Feijão guandu Panicum Capim elefante

forrageiras

Leucena

Brachiaria

Laboratório Genética e Biologia Molecular

MELHORAMENTOGENÉTICO

MICROBIOLOGIAAGRÍCOLA

RECURSOSGENÉTICOS

ESTRESSES BIÓTICOSE ABIÓTICOS

Dist MarcadorescM

SCARBA8-5605.4

OF10-10500.3SCARF10-10508.0OX11-550

8.9

fer522.4fer472.0fer560.7fer491.0fer323.5ant813.5ant735.8ant89

Diversidade genética de fitopatógenos

Mapeamento de genes de resistência

Diagnóstico Molecularde fitonematóides

Proteômica – cigarrinha das pastagens

Tolerância à seca

Fitorremediação

Laboratório Genética e Biologia Molecular

MELHORAMENTOGENÉTICO

MICROBIOLOGIAAGRÍCOLA

RECURSOSGENÉTICOS

ESTRESSES BIÓTICOSE ABIÓTICOS

Estudo da variabilidadegenética de microorganismos

do solo

Laboratório Genética e Biologia MolecularLaboratório Genética e Biologia Molecular

MELHORAMENTOMELHORAMENTOGENÉTICOGENÉTICO

MICROBIOLOGIAMICROBIOLOGIAAGRÍCOLAAGRÍCOLA

RECURSOSRECURSOSGENÉTICOSGENÉTICOS

ESTRESSES BIÓTICOSE ABIÓTICOS

Características agronômicase quantitativas

Características morfológicas

Características moleculares

Cerrados

latitude

longitude

Descritoresecológicos

Plantas nativas do Cerrado

Animais silvestres do cerrado

Papagaio BicudoArara Tucano

Ema PacaCapivara Queixada

MARCADORES MOLECULARES

QUÍMICA E FÍSICA

GENÉTICA

FISIOLOGIA

ESTATÍSTICA

PESQUISA AGROPECUÁRIA