Resumo |
Pereskia aculeata, Brasiliopuntia brasiliensis e Melocactus glaucescens são espécies da família Cactaceae nativas do Brasil, sendo cada uma representante das três principais subfamílias de Cactaceae (Pereskioideae, Opuntioideae e Cactoideae). Apesar de ser uma família rica em espécies (aproximadamente 1.500) e características únicas em relação ao hábito de crescimento, morfologia e fisiologia, carece de estudos genéticos. O DNA plastidial contém informações altamente úteis para vários estudos relacionados à genética, evolução, filogenia e transferência horizontal de material genético. O banco de dados contendo plastomas da família Cactaceae é momentaneamente limitado disponibilizando somente 11 plastomas de diferentes espécies predominantemente da subfamília Cactoidae. Essa falta de plastomas inviabiliza estudos eficientes sobre evolução e filogenia na família Cactaceae. Assim, sequenciamos e caracterizamos em detalhe os plastomas das espécies Pereskia aculeata (Pereskioideae), Brasiliopuntia brasiliensis (Opuntioideae) e Melocactus glaucescens (Cactoideae), com o objetivo de realizar estudos genéticos e evolutivos. Os três plastomas apresentaram grande discrepância de tamanho 140.376 pb (Pereskia aculeata); 162.211pb (Brasiliopuntia brasiliensis) e 129.806 pb (Melocactus glaucescens). O sequenciamento revelou também grande diferença genética entre os três plastomas tais como a perda de genes essenciais que comprometem a viabilidade celular em Brasiliopuntia brasiliensis (ycf1, ycf2 e rpl20) e Melocactus glaucescens (todos os 11 genes do complexo ndh e rpl23). Estes genes codificam para funções plastidiais e celulares essenciais como a importação de proteínas do citosol pelos plastídios (ycf1 e ycf2) e síntese proteica plastidial (rpl23 e rpl20), indicando que os mesmos podem ter sido transferidos para o núcleo nestas linhagens ou a ocorrência de mecanismos evolutivos compensatórios. Pereskia aculeata pertence a uma subfamília basal (Pereskioideae) da família Cactaceae e apresenta carga genética conservada se comparada a maioria das angiospermas. Nossos dados sugerem que o ambiente gera uma pressão de seleção agindo no metabolismo, hábito de crescimento e consequentemente, na seleção de genes e mecanismos genéticos. Além disso, os três plastomas apresentaram rearranjos estruturais muito distintos. Esta diferença genética e estrutural entre espécies encontrada nos plastomas da mesma família é incomum em angiospermas. As sequências completas dos plastomas de Pereskia aculeata, Brasiliopuntia brasiliensis e Melocactus glaucescens trazem novos dados para uso em diversos estudos genéticos, fisiológicos, evolutivos e filogenéticos na família Cactaceae. |