Método de identificação de genes taxonomicamente restritos em dados de RNA-seq em organismo não modelo

Black pepper (Piper nigrum) is a biotechnologically interesting plant, research target for both metabolism exploration and improvement related to phytopathological problems, in addition to understanding the evolution of basal angiosperms, ancestral group to which it belongs. With the technological revolution, the next generation sequencing offered access to genetic heritage of non model plants enabling the opening of new biotechnological perspective. The identification of non homologous genes restricted to certain species, called taxonomically restricted genes (TRGs), is a primary biotechnological target, especially in species and groups that are divergent and ancestral. This study aims to establish a method for TRGs identification from RNA-seq data and to validate the approach a dataset for black pepper. The method consists in filtering the transcripts in several stages, so that the annotated transcripts and false positives are removed, and the remaining data without molecular information are classified as potential TRGs. The application of this approach to a black pepper transcriptome dataset (35,631 transcripts) resulted in 22,661 transcripts annotated by similarity. The transcripts that were not annotated in this first analysis were processed in the TRAPID tool, resulting in 12,895 transcripts not annotated. The evaluation of transcripts for false positive detection resulted in 245 true transcripts that were analyzed for the presence of non-coding RNA, resulting in 204 unidentified transcripts. At the end of the method application 71 non annotated transcripts remained with coding regions of protein, indicating potential TRGs. The characterization of these potential TRGs in black pepper can provide new information about the molecular mechanism of this specie and perhaps elucidate pathways for the establishment of cultivars tolerant to disease.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorA pimenta do reino (Piper nigrum) é uma planta de alto interesse biotecnológico, alvo de pesquisas tanto para a exploração do metabolismo quanto para o melhoramento relacionado a problemas fitopatológicos, além do entendimento da evolução das angiospermas basais, grupo ancestral ao qual ela pertence. O avanço nos métodos de sequenciamento de nova geração proporcionou o acesso ao patrimônio genético de plantas não modelo possibilitando a abertura de novas perspectivas biotecnológicas. A identificação de genes não homólogos restritos a certas espécies, denominados genes taxonomicamente restritos (GTRs), é um alvo biotecnológico prioritário, especialmente em espécies e grupos divergentes e ancestrais. Este trabalho tem por objetivo estabelecer um método de identificação de GTRs a partir de dados de RNA-seq e de validar a abordagem num conjunto de dados de pimenta do reino. O método consiste na filtragem de transcritos em várias etapas, de forma que os transcritos anotados e os falsos positivos são retirados, e os dados restantes sem informações moleculares são classificados como potenciais GTRs. A aplicação da abordagem em dados de transcriptoma de pimenta do reino (35.631 transcritos) resultou em 22.661 transcritos anotados por similaridade. Os transcritos não anotados nessa primeira análise foram processados na ferramenta TRAPID, obtendo 12.895 transcritos não anotados. A avaliação dos transcritos para detecção de falsos positivos resultou em 245 transcritos verdadeiros, que foram analisados quando a presença de RNA não codificante, sendo encontrados 204 transcritos sem identificação. Ao final da aplicação do método restaram 71 transcritos não anotados com regiões codificantes de proteínas, assinalados como potenciais GTRs. A caracterização desses potenciais GTRs em pimenta do reino pode fornecer novas informações sobre o mecanismo molecular dessa espécie e talvez elucidar vias para o estabelecimento de cultivares tolerantes a doenças