Dissertação de mestrado em Biologia Molecular, Biotecnologia e Bioempreendedorismo em PlantasSolanum lycopersicum L. genetic variability was drastically diminished by successive genetic
bottlenecks induced by the domestication process. The wild species of tomato, S. pimpinellifolium,
is a small red-fruited plant native to Peru and is assumed as an ancestor species of the
domesticated S. lycopersicum. One of the strategies to induce genetic variability to cultivated
tomato is the development of introgression lines (ILs) containing a single segment of a donor wild
genome in the genetic background of an elite tomato cultivar. In 2014, a genomic library of ILs
that incorporates variability from the S. pimpinellifolium accession TO-937 in the genetic background
of S. lycopersicum cultivar “Moneymaker” was developed. During the development of the IL collection,
a region on the distal portion of chromosome 4 showed a segregation distortion (SD) favouring TO-937
alleles in detriment of “Moneymaker” alleles. Recently, the SD region was mapped to a 39Kb region of
chromosome 4 containing seven gene annotations. The preliminary studies to assert gametic, post
gametic and/or zygotic indicated that the SD was most probably caused by post-gametic or zygotic
selection and it was a sex-independent phenomenon. The present study aims to characterize the genes
included in the SD region and to propose a possible mechanism for the SD. Expression profile analysis
by qRT-PCR and sequencing of genomic and transcriptomic sequences indicated a strong expression
in the reproductive tissues of the two Heat-Shock Protein (HSP) genes contained in the SD region.
Haplotyping of reciprocal and self-pollinating crosses between the SD haplotypes and “Moneymaker”
gave new insights about the gametic and zygotic character of the SD. The analysis of natural sequence
variations of the SD region revealed this region diverged in wild tomato accessions. Additionally, a
reverse genetic approach was initated to assess if the HSPs are the cause of the SD using the
GoldenBraid 3.0 standard assembly to create Agrobacterium-mediated transformation vectors, two
CRISPR/Cas9 expression cassettes for the silencing of the HSP genes, and 3 expression cassettes.A variabilidade genética de Solanum lycopersicum L. foi drasticamente diminuída por
sucessivos efeitos de gargalo genéticos induzidos pelo processo de domesticação. A espécie de
tomate selvagem, S. pimpinellifolium, é uma pequena planta de frutos vermelhos nativas do Peru
e é assumida como um ancestral do S. lycopersicum domesticado. Uma das estratégias para
induzir variabilidade genética ao tomate cultivado é o desenvolvimento de linhas de introgressão
(ILs - introgression lines) que contêm um único segmento do genoma selvagem no genoma de um
cultivar de elite. Em 2014, foi desenvolvida uma biblioteca genómica de ILs que incorpora
variabilidade da acessão TO-937 de S. pimpinellifolium no genoma do cultivar "Moneymaker" de
S. lycopersicum. Durante o desenvolvimento da IL, uma região na porção distal do cromossoma 4
revelou uma segregação distorcida (SD) favorecendo os alelos TO-937 em detrimento dos alelos
"Moneymaker". Recentemente, a região SD foi mapeada para uma região de 39Kb do
cromossoma 4 contendo sete genes. Os estudos preliminares para afirmar o caracter gamético,
pós-gamético e/ou zigótico indicaram que a SD provavelmente é causada pela seleção pósgamética
ou zigótica e é um fenómeno independente do sexo. O presente estudo tem como
objetivo a caracterização dos genes incluídos na região SD e um possível mecanismo de SD. A
análise de perfil de expressão por qRT-PCR e sequenciação do genoma e transcriptoma indicou
uma elevada expressão em tecidos reprodutores de dois genes contidos na região genómica da
SD que codificam Heat-Shock Proteins (HSP). Haplotipagem de cruzamentos recíprocos e autocruzamentos
entre os haplótipos de SD e "Moneymaker" revelou novas pistas acerca do caráter
gamético e zigótico da SD. A análise da variação natural da região SD revelou uma significativa
diversidade em acessões de tomate selvagem. Além disso, usando o sistema de clonagem
GoldenBraid 3.0 para criar vetores de transformação mediada por Agrobacterium, duas cassetes
de expressão CRISPR / Cas9 para o silenciamento dos genes HSP e 3 cassetes de expressão para
foram desenvolvidas para futura aplicação
