Abundância diferencial de famílias de DNA satélite em Asclepias (Apocynaceae): uma caracterização de sequências específicas de espécies

Sequências de DNA satélite compõem juntamente com elementos móveis e DNA ribossomal a fração repetitiva dos genomas eucarióticos. Esta por sua vez, compreende valores que variam de acordo com a espécie, podendo ocupar até 90% do tamanho do genoma. As sequências de DNA satélites apresentam consideráveis taxas de evolução e diversificação intraespecífica e interespecífica, características que as tornam ferramentas importantes em estudos evolutivos ajudando a elucidar relações de parentesco entre as espécies bem como a entender aspectos relacionados à importância do DNA repetitivo. O gênero Asclepias é um dos mais importantes da família Apocynaceae e é usado mundialmente como modelo nas mais diversas áreas de pesquisa devido a grande quantidade de dados gerados a partir das tecnologias de Sequenciamento de Nova Geração (NGS). Partindo do pressuposto que a evolução do DNA satélite acompanha a evolução do gênero Asclepias e possibilita a reconstrução da filogenia do grupo. Neste sentido o objetivo deste trabalho foi analisar a fração repetitiva e a abundância de DNA satélite em 77 espécies de Asclepias. Para isso, foi construída uma filogenia de máxima verossimilhança de 77 espécies de Asclepias usando regiões gênicas concatenadas do DNA de cloroplastos a partir de reads obtidos do NCBI; em seguida foram identificadas as sequências de DNA satélite de A. syriaca, A. curassavica, A. coulteri e A. fournieri usando agrupamentos baseados em gráficos e a abundância dessas sequências foi analisada em 77 espécies de Asclepias; e por fim feita análise de correlação pela estatística lambda entre abundância de DNAs satélites e as topologias estimadas. As inferências filogenéticas e as topologias corroboraram com as inferências de estudos anteriores, indicando uma filogenia de alto suporte. Foram detectados onze satélites. O Sat1 apresentou seis famílias evolutivas distribuídas em todas as espécies, em que quatro destas (F1, F2, F5 e F6) se destacaram pela diferentes abundâncias entre os principais clados, com alta correlação com as topologias da árvore. Essa correlação foi evidenciada também nos Sat2 e Sat3, sendo estes grupos de sat uma característica evolutiva que pode ser utilizada para inferir sobre a diversificação do gênero. Aqui concluímos que o gênero Asclepias é caracterizado por muitos DNAs satélites e que a abundância dessas sequências de satélites está de acordo com a filogenia.

Sequences of satellite DNA make up together with mobile elements and ribosomal DNA the repetitive fraction of eukaryotic genomes. This, in turn, comprises values that vary according to the species, and can occupy up to 90% of the size of the genome. Satellite DNA sequences present considerable intraspecific and interspecific evolution and diversification rates, characteristics that make them important tools in evolutionary studies, helping to elucidate kinship relationships between species as well as to understand aspects related to the importance of repetitive DNA. The genus Asclepias is one of the most important of the Apocynaceae family and is used worldwide as a model in the most diverse areas of research due to the large amount of data generated from the New Generation Sequencing (NGS) technologies. Based on the assumption that the evolution of the satellite DNA accompanies the evolution of the genus Asclepias and enables the reconstruction of the phylogeny of the group. In this sense, the objective of this work was to analyze the repetitive fraction and the abundance of satellite DNA in 77 species of Asclepias. For this, a maximum likelihood phylogeny of 77 species of Asclepias was constructed using concatenated DNA regions of chloroplasts from reads obtained from NCBI; then the satellite DNA sequences of A. syriaca, A. curassavica, A. coulteri and A. fournieri were identified using plot-based clusters and the abundance of these sequences was analyzed in 77 species of Asclepias; and finally performed correlation analysis by the lambda statistic between abundance of satellite DNAs and the estimated topologies. Phylogenetic inferences and topologies corroborate with the inferences of previous studies, indicating a high support phylogeny. Eleven satellites were detected. The Sat1 presented six evolutionary families distributed in all species, in which four of these (F1, F2, F5 and F6) were distinguished by the different abundances between the main clades, with a high correlation with the topologies of the tree. This correlation was also evidenced in Sat2 and Sat3, these sat groups being an evolutionary trait that can be used to infer gender diversification. Here we conclude that the genus Asclepias is characterized by many satellite DNAs and that the abundance of these satellite sequences is in agreement with the phylogeny.