Citogenômica comparativa dos elementos RT-LTR Sire, Ogre, Tekay e Ikeros em três espécies de Eucalyptus L'Her

Abstract

O genoma estrutural de espécies de Eucalyptus tem sido elucidado por meio do mapeamento genético e do sequenciamento genômico. Os dados de sequenciamento são base para a citogenômica, os quais evidenciam a composição e a organização genômica das diferentes porções cromossômicas. Assim, nós identificamos e classificamos o repeatoma de Eucalyptus grandis, Eucalyptus urophylla e Eucalyptus globulus, e, a partir desses dados, realizamos a análise filogenética e mapeamos físicamente os retroelementos com longas sequências terminais (RT-LTR) Sire, Ogre, Tekay e Ikeros. A fração repetitiva identificada nos genomas de E. urophylla, E. grandis e E. globulus representou, respectivamente, 24,1726%, 26,0248% e 24,7527%. As sequências RT-LTR foram as mais prevalentes, correspondendo a 15,60% em E. urophylla, 16,16% em E. grandis e 17,01% em E. globulus. A superfamília Ty1_Copia foi a mais abundante e diversa em todas as espécies. Notavelmente, os retroelementos Sire e Ikeros (Ty1_Copia) e Tekay e Ogre (Ty3_Gypsy) predominaram em todas as três espécies. Portanto, essas sequências foram escolhidas para a filogenia e o mapeamento físico. Os produtos de amplificação de Sire, Ogre, Tekay e Ikeros apresentam similaridade >85% com sequências encontradas nos x = 11 cromossomos das três espécies, com exceção de Ogre no cromossomo 4 de E. grandis. A filogenia revelou que Sire e Ikeros divergiram após a especiação, enquanto Ogre e Tekay divergiram antes da especiação das três espécies. Corroborando com a filogenia, a presença dispersa de Sire e Tekay foi confirmada por meio do mapeamento físico para todos os cromossomos de E. grandis, E. urophylla e E. globulus, e alguns sinais intensos foram mapeados em diferentes loci cromossômicos. Por outro lado, Ogre e Ikeros foram mapeados majoritariamente em regiões pericentroméricas de poucos cromossomos nas três espécies. Este estudo pioneiro classificou os elementos RT-LTR de E. urophylla e E. globulus e mapeou os elementos móveis mais abundantes nos cromossomos metafásicos de espécies de Eucalyptus. Portanto, nós reportamos o papel de sequências do repeatoma na composição, organização e estrutura do genoma nuclear e cromossômico de Eucalyptus. Acreditamos que esses resultados representam uma base fundamental para avanços nas pesquisas sobre elementos móveis em Eucalyptus e em toda a família Myrtaceae. PALAVRAS-CHAVE: Elementos Móveis; Genômica Estrutural; Mapeamento Físico; Repeatoma; FilogeniaEucalyptus structural genome has been unveiled through genetic mapping and genomic sequencing. Sequencing data is a basis for cytogenomics, which evidence the genomic composition and organization of different chromosome portions. So, we identified and classified the repeatome of Eucalyptus grandis, Eucalyptus urophylla and Eucalyptus globulus. Based on this, we also proposed a phylogeny and mapped the long terminal repeat retroelements (RT-LTR) Sire, Ogre, Tekay, and Ikeros. The repeatome was identified, representing, respectively, 24.1726%, 26.0248% and 24.7527% of the E. urophylla, E. grandis and E. globulus genomes. RT-LTR sequences were the most prevalent, corresponding to 15.60% in E. urophylla, 16.16% in E. grandis, and 17.01% in E. globulus. Ty1_Copia superfamily was the most abundant and diverse in all species. Notably, Sire and Ikeros (Ty1_Copia) and Tekay and Ogre (Ty3_Gypsy) retroelements predominated in the three species. Therefore, these sequences were chosen for phylogeny and physical mapping. Sire, Ogre, Tekay and Ikeros amplicons show >85% similarity in relation to sequences found in x = 11 chromosomes of the three species, except Ogre on E. grandis chromosome 4. The phylogeny revealed that Sire and Ikeros diverged after speciation, while Ogre and Tekay diverged before speciation of the species. Corroborating to the phylogeny, Sire and Tekay were disperselly mapped across all chromosomes of E. grandis, E. urophylla and E. globulus, with some intense fluorescent signals in different chromosome loci. Conversely, Ogre and Ikeros were mainly mapped in pericentromeric regions of few chromosomes in the three species. For the first time, RT-LTR elements of E. urophylla and E. globulus were classified, and the most abundant mobile elements were mapped on the metaphase chromosomes of Eucalyptus species. Therefore, we report the repeatome role in the composition, organization and structure of the nuclear and chromosome genomes of Eucalyptus. We believe that these results represent a fundamental basis for further researches about mobile elements in Eucalyptus and other Myrtaceae species. KEYWORDS: Mobile Elements; Structural Genomics; Physical Mapping; Repeatome; Phylogeny.