Registro:
Documento: | Tesis Doctoral |
Disciplina: | biologia |
Título: | Biología computacional aplicada al análisis genómico de dos cultivares élite (Solanum lycopersicum : Heinz y M82) y una especie silvestre de tomate (Solanum pennellii: LA0716) |
Título alternativo: | Computational biology applied to genomic analyses of two tomato elite cultivars (Solanum lycopersicum: Heinz & M82) and a wild species (Solanum pennellii: LA0716) |
Autor: | Lichtenstein, Gabriel |
Editor: | Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales |
Lugar de trabajo: | Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas (CICVyA). Instituto de Biotecnología (IB). Laboratorio de Fisiología del Metabolismo Vegetal
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Publicación en la Web: | 2018-09-15 |
Fecha de defensa: | 2018-06-29 |
Fecha en portada: | 2018 |
Grado Obtenido: | Doctorado |
Título Obtenido: | Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias Biológicas |
Departamento Docente: | Departamento de Biología |
Director: | Carrari, Fernando |
Director Asistente: | Usadel, Björn |
Consejero: | Hopp, Esteban |
Jurado: | Turjanki, Adrián; Muschietti, Jorge; Ruiz, Oscar A. |
Idioma: | Español |
Palabras clave: | TOMATE; SOLANUM; GENOMICA; BIOINFORMATICA; MITOCONDRIATOMATO; SOLANUM; GENOMICS; BIOINFORMATICS; MITOCHONDRIA |
Formato: | PDF |
Handle: |
http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6397_Lichtenstein |
PDF: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n6397_Lichtenstein.pdf |
Registro: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/tesis/document/tesis_n6397_Lichtenstein |
Ubicación: | BIO 006397 |
Derechos de Acceso: | Esta obra puede ser leída, grabada y utilizada con fines de estudio, investigación y docencia. Es necesario el reconocimiento de autoría mediante la cita correspondiente. Lichtenstein, Gabriel. (2018). Biología computacional aplicada al análisis genómico de dos cultivares élite (Solanum lycopersicum : Heinz y M82) y una especie silvestre de tomate (Solanum pennellii: LA0716). (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales). Recuperado de http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6397_Lichtenstein |
Resumen:
Mediante la aplicación de diferentes enfoques de Biología Computacional, en esta Tesis se abordaron tres proyectos genoma de tomate: i) el genoma mitocondrialdel cultivar élite Heinz se secuenció, ensambló y anotó; ii) se ancló la secuenciacompleta del genoma de la especie silvestre de tomate Solanum pennellii, el padredonante de la conocida población de líneas de introgresión (IL), al mapa genéticoy iii) mediante genómica comparativa y análisis de QTL (loci de caracterescuantitativos) se identificaron genes candidatos asociados a variaciones en lafotosíntesis y en caracteres relacionados con el crecimiento de las plantas. Losresultados del ensamblado del genoma mitocondrial del tomate mostraron que lasinserciones nucleares de origen mitocondrial (del inglés, numts: nuclearmitochondrial DNA segments) están presentes aún en los tomatescontemporáneos. Este hallazgo fue validado por hibridación fluorescente in situ lacual mostró un número particularmente elevado de numts en el cromosoma 11 delcultivar Heinz. En la segunda parte de esta Tesis se presenta la secuencia completadel genoma de S. pennellii la cual fue ensamblada de novo en 4.591 scaffolds, de loscuales, el 97,1% fueron anclados (mediante una base de datos interna de 16.940marcadores moleculares) al mapa genético del tomate. Por último, en el capítulofinal de esta Tesis, el potencial como herramientas para la investigación y elmejoramiento de cultivos de las secuencias genómicas aquí presentadas, sedemostró por el genoma del cultivar S. lycopersicum M82, ensamblado porreferencia. En esta parte, se identificaron 87 genes candidatos involucrados en ladeterminación de loci de caracteres cuantitativos responsables de variaciones en lafotosíntesis y en caracteres relacionados con el crecimiento de la planta presentesen 11 regiones (BINs) de las líneas de introgresión de tomate.
Abstract:
By the application of different Computational Biology approaches, in this Thesis,three tomato genome projects were boarded and analyzed: i) the mitochondrialgenome from the elite Heinz cultivar was sequenced, assembled and annotated; ii)the genome sequence of Solanum pennellii, the donor parent of the well-knowntomato introgression lines population (IL), was studied and anchored to a tomatogenetic map to construct high-quality pseudo-chromosomes; and lastly iii) by acomparative genomics approach the assembled-by-reference genome of the M82elite cultivar and recurrent IL parent was contrasted to the donor parental genome. In this regard, quantitative trait loci (QTL) containing candidate genes whereselected for a comparative analysis of chromosomic regions (BINs) linked tovariations in photosynthesis- and plant growth-related traits. In the first chapterof this Thesis, an in-depth analysis of the tomato mitochondrial genome showedthat nuclear DNA segments of mitochondrial origin (numts) are still present in thecontemporary tomatoes. This in silico discovery was further cross-validated byfluorescence in situ hybridization (FISH) which confirmed a particularly highnumber of numts in Heinz cultivar chromosome 11. In the following chapter, thecomplete de novo genome sequence of S. pennellii is presented with a total of 4,591scaffolds of which 97.1% were anchored (with an in-house database of 16,940molecular markers) to the tomato genetic map. Indeed, the use of these genomesas tools for research and crop improvement was showcased by the assembled-byreference M82 genome introduced in the last chapter of this Thesis. On thissubject, structural and functional annotated loci distributed over 11 BINs werecompared and evaluated: 4,916 and 5,886 loci in M82 and LA0716, respectively. Thisstudy resulted in the selection of 87 candidate genes underpinning the geneticbases of QTL for variations in tomato photosynthesis and plant growth.
Citación:
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Lichtenstein, Gabriel. (2018). Biología computacional aplicada al análisis genómico de dos cultivares élite (Solanum lycopersicum : Heinz y M82) y una especie silvestre de tomate (Solanum pennellii: LA0716). (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6397_Lichtenstein
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Lichtenstein, Gabriel. "Biología computacional aplicada al análisis genómico de dos cultivares élite (Solanum lycopersicum : Heinz y M82) y una especie silvestre de tomate (Solanum pennellii: LA0716)". Tesis Doctoral, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2018.https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6397_Lichtenstein
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