| Summary: | Orientador : Prof. Dr. Leonardo Magalhães Cruz === Co-orientador : Prof. Dr. Roberto Tadeu Raittz === Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ciências : Bioquímica. Defesa: Curitiba, 28/03/2014 === Inclui referências === Resumo: O Herbaspirillum lusitanum P6-12 foi isolado de nódulos de raiz da planta
Phaseolus vulgaris (feijão) em Portugal. O genoma foi obtido através do programa
CLCWorkbench utilizando a combinação de leituras de sequências SOLiD e Illumina.
Utilizando o programa RAST e posterior revisão manual, a anotação do genoma
obteve 4488 genes, cobrindo 87% do genoma, 51 tRNA e um operon ribosomal na
ordem 16S rRNA-23S rRNA-5S rRNA. O H. lusitanum P6-12 possui as vias
metabólicas Entner-Doudoroff, pentoses fosfato, ácidos tricarboxílicos Embden
Meyerhof-Parnas, com exceção da enzima 6-fosfofrutoquinase (EC 2.7.1.11). Não
foram encontrados os genes responsáveis pela fixação de nitrogênio, mas foi
encontrado o gene que codifica a 1-aminociclopropano-1-carboxilato (ACC)
deaminase, relacionada ao desenvolvimento da planta sob condições de estresse.
Também foi encontrada a sequência parcial do gene que codifica para a proteína
Ribulose-1,5-bisfosfato carboxilase/oxigenase (RuBisCO), ligada a fixação do
carbono, embora os outros genes desta via não tenham sido identificados. Análises
na diferença de cobertura global em relação à cobertura na região do operon,
sinalizaram a presença de mais um operon ribosomal. Foram desenvolvidos métodos
de tratamento das regiões de gap que permitiram a finalização do draft em 30 supercontigs,
totalizando 4.919.496 pb. A análise do gene 16S rRNA confirmou que a
espécie de Herbaspirillum sequenciada foi a de H. lusitanum estirpe P6-12. Foram
utilizadas duas metodologias de agrupamento para as proteínas, a ligação simples e
a ligação completa. Os grupos de genes ortólogos foram determinados como a
intersecção entre os três métodos empregados nas análises OrthoMCL, INPARANOID
e BBH, identificando 5218 grupos de genes ortólogos entre as 12 espécies estudas:
Herbaspirillum sp. JC206, CF444, GW103, YR522, H. seropedicae SmR1, Os45,
Os34, AU14040, H. rubrisubalbicans M1, H. frisingense GSF30 e H. huttiense subsp
putei 7-2. Dentro dos 5218 grupos de ortólogos, 768 estiveram presentes em todos os
genomas e foram definidos como core genoma. As análises filogenéticas baseadas
nos grupos ortólogos sinalizaram uma possível classificação das estirpes
Herbaspirillum sp. CF444 como Herbaspirillum lusitanum CF444 e Herbaspirillum sp.
GW103 como H. huttiense subsp. putei GW103.
Palavras-chave: Herbaspirillum lusitanum P6-12, anotação, grupos ortólogos,
bioinformática, genômica. === Abstract: The Herbaspirillum lusitanum P6 -12 was isolated from root nodules of the
Phaseolus vulgaris plant (beans) in Portugal. The genome was assembled in
CLCWorkbench program using the combination of SOLiD and Illumina reads. Using
the RAST program and subsequent manual review, the genome annotation obtained
4.488 genes, covering 87 % of the genome, 51 tRNA and one ribosomal operon 16S
rRNA-23S rRNA-5S rRNA. H. lusitanum P6-12 has the Entner- Doudoroff, pentose
phosphate, citric acid and Embden Meyerhof-Parnas metabolic pathways, with the
exception of the enzyme 6-phosphofructokinase (EC 2.7.1.11). The presence of genes
responsible for nitrogen fixation have not been found, but the gene encoding 1-
aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC) deaminase was present. This gene is related
with plant development under stress conditions. Another finding was the partial
sequence from the carbon fixation protein, Ribulose-1,5-bisphosphate
carboxylase/oxygenase (Rubisco). Analysis of the difference in overall genome
coverage compared to the operon coverage, showed the presence of another
ribosomal operon. Methods of treating regions of gap were developed and allowed the
completion of the draft in 30 super-contigs and 4.919.496 bp. The analysis confirmed
that the 16S rRNA gene of the species Herbaspirillum lusitanum was sequenced strain
P6-12. Orthologous analysis showed the difference in prediction between three
methods evaluated, OrthoMCL, INPARANOID and BBH. Two methods of clustering,
simple and complet link were used. Groups of orthologous genes were determined as
the intersection between the three methods identifying 5218 clusters of orthologous
genes among the 12 species studied: Herbaspirillum sp. JC206, CF444, GW103,
YR522, H. seropedicae SMR1, Os45, Os34, AU14040, H. rubrisubalbicans M1, H.
frisingense GSF30 and H. huttiense subsp. putei 7-2. Within the groups of orthologous,
768 were present in all genomes being defined as core genome. Phylogenetic analysis
based on orthologous groups showed a possible classification of Herbaspirillum CF444
as Herbaspirillum lusitanum CF444 and
Herbaspirillum GW103 as H. huttiense subsp. putei GW103.
Keywords: Herbaspirillum lusitanum P6-12, annotation, orthologous clustering,
bioinformatics, genomics.
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