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Genomic decoding of Theobroma grandiflorum (cupuassu) at chromosomal scale: evolutionary insights for horticultural innovation.
Alves, Rafael Moysés; de Abreu, Vinicius A C; Oliveira, Rafaely Pantoja; Almeida, João Victor Dos Anjos; de Oliveira, Mauro de Medeiros; Silva, Saura R; Paschoal, Alexandre R; de Almeida, Sintia S; de Souza, Pedro A F; Ferro, Jesus A; Miranda, Vitor F O; Figueira, Antonio; Domingues, Douglas S; Varani, Alessandro M.
Afiliação
  • Alves RM; Embrapa Amazônia Oriental, 66095-903 Belém, PA, Brazil.
  • de Abreu VAC; Laboratório de Bioinformática e Computação de Alto Desempenho (LaBioCad), Faculdade de Computação (FACOMP), Universidade Federal do Pará, 66075-110 Belém, PA, Brazil.
  • Oliveira RP; Departamento de Biotecnologia Agropecuária e Ambiental, Universidade Estadual Paulista (UNESP), Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias, 14884-900 Jaboticabal, SP, Brazil.
  • Almeida JVDA; Departamento de Biotecnologia Agropecuária e Ambiental, Universidade Estadual Paulista (UNESP), Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias, 14884-900 Jaboticabal, SP, Brazil.
  • de Oliveira MM; Departamento de Biotecnologia Agropecuária e Ambiental, Universidade Estadual Paulista (UNESP), Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias, 14884-900 Jaboticabal, SP, Brazil.
  • Silva SR; Departamento de Biologia, Universidade Estadual Paulista (UNESP), Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias, 14884-900 Jaboticabal, SP, Brazil.
  • Paschoal AR; Departamento de Ciência da Computação (DACOM), Grupo de e Bioinformática e Reconhecimento de Padrões (bioinfo-cp), Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), 80230-901 Cornélio Procópio, PR, Brazil.
  • de Almeida SS; Artificial Intelligence and Informatics, The Rosalind Franklin Institute, OX110QX Didcot, UK.
  • de Souza PAF; Laboratório de Bioinformática e Computação de Alto Desempenho (LaBioCad), Faculdade de Computação (FACOMP), Universidade Federal do Pará, 66075-110 Belém, PA, Brazil.
  • Ferro JA; Laboratório de Bioinformática e Computação de Alto Desempenho (LaBioCad), Faculdade de Computação (FACOMP), Universidade Federal do Pará, 66075-110 Belém, PA, Brazil.
  • Miranda VFO; Departamento de Biotecnologia Agropecuária e Ambiental, Universidade Estadual Paulista (UNESP), Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias, 14884-900 Jaboticabal, SP, Brazil.
  • Figueira A; Departamento de Biologia, Universidade Estadual Paulista (UNESP), Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias, 14884-900 Jaboticabal, SP, Brazil.
  • Domingues DS; Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA), Universidade de São Paulo, 13416-000 Piracicaba, SP, Brazil.
  • Varani AM; Departamento de Genética, Universidade de São Paulo (USP), Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ), 13418-900 Piracicaba, SP, Brazil.
Gigascience ; 132024 01 02.
Article em En | MEDLINE | ID: mdl-38837946
ABSTRACT

BACKGROUND:

Theobroma grandiflorum (Malvaceae), known as cupuassu, is a tree indigenous to the Amazon basin, valued for its large fruits and seed pulp, contributing notably to the Amazonian bioeconomy. The seed pulp is utilized in desserts and beverages, and its seed butter is used in cosmetics. Here, we present the sequenced telomere-to-telomere genome of cupuassu, disclosing its genomic structure, evolutionary features, and phylogenetic relationships within the Malvaceae family.

FINDINGS:

The cupuassu genome spans 423 Mb, encodes 31,381 genes distributed in 10 chromosomes, and exhibits approximately 65% gene synteny with the Theobroma cacao genome, reflecting a conserved evolutionary history, albeit punctuated with unique genomic variations. The main changes are pronounced by bursts of long-terminal repeat retrotransposons at postspecies divergence, retrocopied and singleton genes, and gene families displaying distinctive patterns of expansion and contraction. Furthermore, positively selected genes are evident, particularly among retained and dispersed tandem and proximal duplicated genes associated with general fruit and seed traits and defense mechanisms, supporting the hypothesis of potential episodes of subfunctionalization and neofunctionalization following duplication, as well as impact from distinct domestication process. These genomic variations may underpin the differences observed in fruit and seed morphology, ripening, and disease resistance between cupuassu and the other Malvaceae species.

CONCLUSIONS:

The cupuassu genome offers a foundational resource for both breeding improvement and conservation biology, yielding insights into the evolution and diversity within the genus Theobroma.
Assuntos
Palavras-chave

Texto completo: 1 Coleções: 01-internacional Base de dados: MEDLINE Assunto principal: Filogenia / Genoma de Planta / Evolução Molecular Idioma: En Revista: Gigascience Ano de publicação: 2024 Tipo de documento: Article País de afiliação: Brasil País de publicação: Estados Unidos

Texto completo: 1 Coleções: 01-internacional Base de dados: MEDLINE Assunto principal: Filogenia / Genoma de Planta / Evolução Molecular Idioma: En Revista: Gigascience Ano de publicação: 2024 Tipo de documento: Article País de afiliação: Brasil País de publicação: Estados Unidos