Transcriptoma de frutos de Coffea arabica L. ao longo do seu desenvolvimento inicial.

Neste trabalho foi realizado o seqüenciamento de RNA em larga escala de 12 bibliotecas de Coffea arabica cv. IAPAR59: folha, flor, frutos ao longo do seu desenvolvimento e frutos tratados com o indutor de metabolismo secundário metiljasmonato. Foram gerados no total 84.798.835 sequências (Illumina, HiSeq2000), que foram montadas em 127.600 contigs com tamanho médio de 1264bp, dos quais 65480 foram considerados como variantes de splicing únicos (unigenes). Neste trabalho, reportamos a montagem de novo do transcriptoma realizada com as sequências destas bibliotecas e os dados preliminares de anotação funcional e categorização. Trata-se do primeiro trabalho de sequenciamento Illumina com frutos de cafeeiro, que pode trazer importantes informações sobre genes candidatos relacionados a produção de compostos-chave envolvidos na qualidade do café e maturação de frutos

Diversidade nucleotídica de genes envolvidos na biossíntese de ácidos clorogênicos de cafeeiros.

Os ácidos clorogênicos (CGAs) são compostos químicos importantes de Coffea spp. para a qualidade da bebida, pois eles interferem na adstringência e podem alterar o aroma e sabor da bebida. Aproximadamente 310.000 ESTs de Coffea estão disponíveis e possibilitam o acesso à variabilidade nucleotídica da planta e o desenvolvimento de marcadores moleculares ligados à qualidade da bebida para as principais enzimas da via de biossíntese dos CGAs: PAL, C4H, 4CL, CQT e C3?H. Neste trabalho foram detectados polimorfismos dos tipos SNP, INDEL ou SSR dentro das sequências nucleotídidicas disponíveis no Projeto Genoma Café e no NCBI. As sequências de ESTs de CGAs foram clusterizadas pelo programa Codon Code Aligner, assim como a detecção de polimorfismos e validação dos mesmos (qualidade de cromatograma). Foram identificadas seis isoformas para PAL, uma para C4H, seis para 4CL, duas para CQT e duas para C3?H. Os contigs formados apresentaram um total de 248 polimorfismos (236 SNPs e 12 INDELs), sendo 201 na região codante (127 não sinônimos e 74 sinônimos). A frequência dos polimorfismos foi maior nas regiões UTRs (1pol/54pb), em relação à codante (1pol/81pb). A análise das sequências de C. arabica permitiu a identificação de 2 subgrupos diferentes de sequências, referentes aos seus genomas ancestrais (C. canephora e C. eugenioides). Foi observada a presença de 67,4% dos polimorfismos entre os grupos ancestrais e 32,6% dentro dos grupos em C. arabica. Esses resultados vêm permitindo definir genes tanto para estudos de expressão de homeólogos de CGAs como para o desenvolvimento de marcadores moleculares para o mapeamento genético

Identificação e caracterização de microssatélites de Coffea arabica a partir de dados de sequenciamento de RNA e de BACS.

O café é uma das principais commodities agrícolas mundiais, sendo consumido regularmente por 40% de toda população. As espécies, Coffea arabica L. e Coffea canephora P. são as de maior importância respondendo por 65% e 35% da produção mundial, respectivamente. Em C. arabica , o desenvolvimento de novas cultivares é demorado, podendo levar mais de 20 anos para finalização dos trabalhos. Além disso, estreita base genética de C. arabica dificulta a obtenção de cultivares resistentes a várias pragas e doenças, assim como uma maior tolerância a estresses abióticos. A utilização de marcadores moleculares para análise da diversidade e seleção de genótipos representa uma importante ferramenta para auxiliar o melhoramento e tentar diminuir esses problemas. Neste trabalho foi realizada identificação e análise in silico de SSR?s a partir de dados de RNA-seq de Iapar 59 e de sequências de BACs de Hibrido de Timor 832/2 (CaHT). Para Iapar 59 foram analisados 77 contigs, encontrados 39 SSR?s e desenhados 21 pares de oligonucleotídeos. Para CaHT foram analisados também 77 contigs, encontrados 35 SSR?s e desenhados 29 pares de oligonucleotídeos. Os motivos com maior frequência foram di, tri e tetranucleotídeos, sendo (AT) no motivo mais frequente entre os dois genótipos. Esta busca de sequências repetitivas é de grande importância para futura validação e aumento desses marcadores para estudos de diversidade genética, mapeamento, e a ssociação com características agronômicas de interesse

Polimorfismos nucleotidicos de genes envolvidos nas características químicas do grão de café. Complementaridade das estratégias in silico e in vivo.

A compreensão das bases genéticas da composição química do grão de café é indispensável para a gestão dos programas de melhoramento que têm como objetivo a qualidade da bebida. O desenvolvimento da genômica permite hoje a identificação de genes candidatos que são potencialmente envolvidos nessas características. Entretanto, a utilização destas novas ferramentas para o melhoramento depende da capacidade de identificar dentro de todos esses candidatos,, os que controlam a variabilidade das características entre genótipos. Essa identificação envolve o teste das relações entre os polimorfismos dos genes e a variabilidade fenotípica. A avaliação da diversidade nucleotídica pode ser feita de duas maneiras: usando as informações disponíveis nos bancos de dados EST (estratégia in silico) ou por seqüênciamento direto de genótipos de interesse (estratégia in vivo). O objetivo desse estudo foi avaliar o potencial da estratégia de analise de polimorfismos in silico para o café baseado nos bancos de dados disponíveis. Foram estudadas as vias da biossíntese da sacarose e dos diterpenos, compostos com efeitos na qualidade da bebida e na saúde humana, respectivamente. Essa busca permitiu a identificação de 1.1 polimorfismos para cada 100 bp para os 14 genes estudados. Uma avaliação da diversidade nucleotídica in vivo para alguns desses genes (via da biossíntese da sacarose) permitiu comparar essas duas estratégias. A estratégia in silico é complementar à estratégia in vivo permitindo uma avaliação geral dos níveis de polimorfismos dos genes numa larga escala em todo o genoma com um baixo custo

Identificação e caracterização de genes relacionados à biossíntese de ácidos clorogênicos em Coffea arabica L.

O Brasil é o maior produtor e exportador de café no cenário mundial , a lém de ser o segundo maior mercado consumidor da bebida, atrás apenas dos Estados Unidos. Pesquisas estão em desenvolvimento para aumentar o conhecimento genético de cafeeiros relacionada com a qualidade do produto. A qualidade da bebida é diretamente influenciada pelos compostos químicos presentes no grão de café, como por exemplo, ácidos clorogênicos (CGAs) que são relacionados à adstringência da bebida. Visando uma maior compreensão dos mecanismos moleculares e genéticos associados a produção dos CGAs, os objetivos deste trabalho são: i) identifica rdosgenes da viade biossíntese dos CGAs; ii) caracterizar o perfil transcricional in silico para alguns genes candidatos. Neste estudo foi utilizada uma montagem de Novo do transcriptoma de C. arabica e os seus respectivos 65,480 unigenes obtidos através de RNA-Seq de folhas, flores e de persiperma de frutos em diferentes fases de desenvolvimento. Foram identificados 45 genes candidatos para a via de biossíntese dos CGAs, os quais incluem todos os principais genes descritos para esta rota metabólica (fenilalanina amonialiase, cinamato 4-hidroxilase, 4-couramato CoA ligase, 4-couramato 3-hidroxilase, hidroxicinamoil quinato transferase e cafeoil-CoA O-metilttransferase)

Transcriptome analysis in Coffea eugenioides, an Arabica coffee ancestor, reveals differentially expressed genes inleaves and fruits.

Studies in diploid parental species of polyploid plants are important to understand their contributions to the formation of plant and species evolution. Coffea eugenioides is a diploid species that is considered to be an ancestor of allopolyploid Coffea arabica together with Coffea canephora. Despite its importance in the evolutionary history of the main economic species of coffee, no study has focused on C. eugenioides molecular genetics. RNA-seq creates the possibility to generate reference transcriptomes and identify coding genes and potential candidates related to important agronomic traits. Therefore, the main objectives were to obtain a global overview of transcriptionally active genes in this species using next generation sequencing and to analyze specific genes that were highly expressed in leaves and fruits with potential exploratory characteristics for breeding and understanding the evolutionary biology of coffee. A de novo assembly generated 36,935 contigs that were annotated using eight databases. We observed a total of ~5000 differentially expressed genes between leaves and fruits. Several genes exclusively expressed in fruits did not exhibit similarities with sequences in any database. We selected ten differentially expressed unigenes in leaves and fruits to evaluate transcriptional profiles using qPCR. Our study provides the first gene catalog for C. eugenioides and enhances the knowledge concerning the mechanisms involved in the C. arabica homeologous. Furthermore, this work will open new avenues for studies into specific genes and pathways in this species, especially related to fruit, and our data have potential value in assisted breeding applications

Transcriptome Analysis of Leaves, Flowers and Fruits Perisperm of Coffea arabica L. Reveals the Differential Expression of Genes Involved in Raffinose Biosynthesis.

Coffea arabica L. is an important crop in several developing countries. Despite its economic importance, minimal transcriptome data are available for fruit tissues, especially during fruit development where several compounds related to coffee quality are produced. To understand the molecular aspects related to coffee fruit and grain development, we report a largescale transcriptome analysis of leaf, flower and perisperm fruit tissue development. Illumina sequencing yielded 41,881,572 high-quality filtered reads. De novo assembly generated 65,364 unigenes with an average length of 1,264 bp. A total of 24,548 unigenes were annotated as protein coding genes, including 12,560 full-length sequences. In the annotation process, we identified nine candidate genes related to the biosynthesis of raffinose family oligossacarides (RFOs). These sugars confer osmoprotection and are accumulated during initial fruit development. Four genes from this pathway had their transcriptional pattern validated by quantitative reverse transcription polymerase chain reaction (qRT-PCR). Furthermore, we identified ~24,000 putative target sites for microRNAs (miRNAs) and 134 putative transcriptionally active transposable elements (TE) sequences in our dataset. This C. arabica transcriptomic atlas provides an important step for identifying candidate genes related to several coffee metabolic pathways, especially those related to fruit chemical composition and therefore beverage quality. Our results are the starting point for enhancing our knowledge about the coffee genes that are transcribed during the flowering and initial fruit development stages

SNP markers found in non-coding regions can distinguish among low-variant genotypes of arabica and other coffee species.

Development of efficient and scalable methods for molecular identification of Coffea spp. are necessary to accelerate studies related to the characterization of germplasm for both conservation or breeding purposes, and the validation of coffee germplasm. The low genetic diversity of coffee hinders the establishment of protocols that facilitate the molecular characterization of a given genotype. In this study, nucleotide variability was analyzed at 22 loci in the genome of 19 coffee accessions using de novo primer sets and high-resolution melting (HRM). Single nucleotide polymorphisms (SNPs) variants were studied in coding regions of genes implicated in sucrose accumulation in the seed, Sucrose synthase 2 (SUS2), Ent-kaurene oxidase 1 (CaKO1), and Caffeoyl-coenzyme A 3-O-methyltransferase (CcOAOMT). The non-coding Internal transcribed spacer 2 (ITS2) region was also studied. Variability was shown at 103 positions both at the interspecies level (15 loci) and among varieties of Coffea arabica L. (4 loci). The HMR technique for identification of variants in genes CaKO1, SUS2, CcoAOMT, as well as in the ITS2 region proved to be a robust technique for germplasm characterization. More important this technique can be used for fingerprinting and traceability of coffee grain exports which is an increasing market-consumer demand