Статья

A High-Throughput Data Mining of Single Nucleotide Polymorphisms in<i>Coffea</i>Species Expressed Sequence Tags Suggests Differential Homeologous Gene Expression in the Allotetraploid<i>Coffea arabica</i>

Ramón VidalLaboratório de Genômica e Expressão, Departamento de Genética, Evolução e Bioagentes, Instituto de Biologia (R.O.V., A.B.A., M.F.C., G.A.G.P.), and CENAPAD-SP, Centro Nacional de Processamento de Alto Desempenho em São Paulo (M.F.C.), Universidade Estadual de Campinas, CEP 13083–970, Campinas-SP, Brazil; Centro de Recursos Genéticos Vegetais, Instituto Agronômico de Campinas, CEP 13001–970, CampiJorge Maurı́cio Costa MondegoLaboratório de Genômica e Expressão, Departamento de Genética, Evolução e Bioagentes, Instituto de Biologia (R.O.V., A.B.A., M.F.C., G.A.G.P.), and CENAPAD-SP, Centro Nacional de Processamento de Alto Desempenho em São Paulo (M.F.C.), Universidade Estadual de Campinas, CEP 13083–970, Campinas-SP, Brazil; Centro de Recursos Genéticos Vegetais, Instituto Agronômico de Campinas, CEP 13001–970, CampiDavid PotLaboratório de Genômica e Expressão, Departamento de Genética, Evolução e Bioagentes, Instituto de Biologia (R.O.V., A.B.A., M.F.C., G.A.G.P.), and CENAPAD-SP, Centro Nacional de Processamento de Alto Desempenho em São Paulo (M.F.C.), Universidade Estadual de Campinas, CEP 13083–970, Campinas-SP, Brazil; Centro de Recursos Genéticos Vegetais, Instituto Agronômico de Campinas, CEP 13001–970, CampiAlinne Batista AmbrósioLaboratório de Genômica e Expressão, Departamento de Genética, Evolução e Bioagentes, Instituto de Biologia (R.O.V., A.B.A., M.F.C., G.A.G.P.), and CENAPAD-SP, Centro Nacional de Processamento de Alto Desempenho em São Paulo (M.F.C.), Universidade Estadual de Campinas, CEP 13083–970, Campinas-SP, Brazil; Centro de Recursos Genéticos Vegetais, Instituto Agronômico de Campinas, CEP 13001–970, CampiAlan Carvalho AndradeLaboratório de Genômica e Expressão, Departamento de Genética, Evolução e Bioagentes, Instituto de Biologia (R.O.V., A.B.A., M.F.C., G.A.G.P.), and CENAPAD-SP, Centro Nacional de Processamento de Alto Desempenho em São Paulo (M.F.C.), Universidade Estadual de Campinas, CEP 13083–970, Campinas-SP, Brazil; Centro de Recursos Genéticos Vegetais, Instituto Agronômico de Campinas, CEP 13001–970, CampiLuiz Filipe Protásio PereiraLaboratório de Genômica e Expressão, Departamento de Genética, Evolução e Bioagentes, Instituto de Biologia (R.O.V., A.B.A., M.F.C., G.A.G.P.), and CENAPAD-SP, Centro Nacional de Processamento de Alto Desempenho em São Paulo (M.F.C.), Universidade Estadual de Campinas, CEP 13083–970, Campinas-SP, Brazil; Centro de Recursos Genéticos Vegetais, Instituto Agronômico de Campinas, CEP 13001–970, CampiCarlos Augusto ColomboLaboratório de Genômica e Expressão, Departamento de Genética, Evolução e Bioagentes, Instituto de Biologia (R.O.V., A.B.A., M.F.C., G.A.G.P.), and CENAPAD-SP, Centro Nacional de Processamento de Alto Desempenho em São Paulo (M.F.C.), Universidade Estadual de Campinas, CEP 13083–970, Campinas-SP, Brazil; Centro de Recursos Genéticos Vegetais, Instituto Agronômico de Campinas, CEP 13001–970, CampiLuiz Gonzaga Esteves VieiraLaboratório de Genômica e Expressão, Departamento de Genética, Evolução e Bioagentes, Instituto de Biologia (R.O.V., A.B.A., M.F.C., G.A.G.P.), and CENAPAD-SP, Centro Nacional de Processamento de Alto Desempenho em São Paulo (M.F.C.), Universidade Estadual de Campinas, CEP 13083–970, Campinas-SP, Brazil; Centro de Recursos Genéticos Vegetais, Instituto Agronômico de Campinas, CEP 13001–970, CampiMarcelo Falsarella CarazzolleLaboratório de Genômica e Expressão, Departamento de Genética, Evolução e Bioagentes, Instituto de Biologia (R.O.V., A.B.A., M.F.C., G.A.G.P.), and CENAPAD-SP, Centro Nacional de Processamento de Alto Desempenho em São Paulo (M.F.C.), Universidade Estadual de Campinas, CEP 13083–970, Campinas-SP, Brazil; Centro de Recursos Genéticos Vegetais, Instituto Agronômico de Campinas, CEP 13001–970, CampiGonçalo Amarante Guimarães PereiraLaboratório de Genômica e Expressão, Departamento de Genética, Evolução e Bioagentes, Instituto de Biologia (R.O.V., A.B.A., M.F.C., G.A.G.P.), and CENAPAD-SP, Centro Nacional de Processamento de Alto Desempenho em São Paulo (M.F.C.), Universidade Estadual de Campinas, CEP 13083–970, Campinas-SP, Brazil; Centro de Recursos Genéticos Vegetais, Instituto Agronômico de Campinas, CEP 13001–970, Campi

2010en

ABI

Аннотация

Polyploidization constitutes a common mode of evolution in flowering plants. This event provides the raw material for the divergence of function in homeologous genes, leading to phenotypic novelty that can contribute to the success of polyploids in nature or their selection for use in agriculture. Mounting evidence underlined the existence of homeologous expression biases in polyploid genomes; however, strategies to analyze such transcriptome regulation remained scarce. Important factors regarding homeologous expression biases remain to be explored, such as whether this phenomenon influences specific genes, how paralogs are affected by genome doubling, and what is the importance of the variability of homeologous expression bias to genotype differences. This study reports the expressed sequence tag assembly of the allopolyploid Coffea arabica and one of its direct ancestors, Coffea canephora. The assembly was used for the discovery of single nucleotide polymorphisms through the identification of high-quality discrepancies in overlapped expressed sequence tags and for gene expression information indirectly estimated by the transcript redundancy. Sequence diversity profiles were evaluated within C. arabica (Ca) and C. canephora (Cc) and used to deduce the transcript contribution of the Coffea eugenioides (Ce) ancestor. The assignment of the C. arabica haplotypes to the C. canephora (CaCc) or C. eugenioides (CaCe) ancestral genomes allowed us to analyze gene expression contributions of each subgenome in C. arabica. In silico data were validated by the quantitative polymerase chain reaction and allele-specific combination TaqMAMA-based method. The presence of differential expression of C. arabica homeologous genes and its implications in coffee gene expression, ontology, and physiology are discussed.

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DOI: 10.1104/pp.110.162438

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