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Title: Genoma mitocondrial da formiga cultivadora de fungo Mycetophylax simplex Emery, 1888 : implicações filogenéticas, evolutivas e subsídios para conservação.
Authors: Baldez, Brenda Carla Lima
metadata.dc.contributor.advisor: Cardoso, Danon Clemes
Cristiano, Maykon Passos
Keywords: Genoma
Formigas - evolução
Conservação da natureza
Mitocôndria
Issue Date: 2019
metadata.dc.contributor.referee: Cardoso, Danon Clemes
Cruz, Izinara Rosse da
Svartman, Marta
Citation: BALDEZ, Brenda Carla Lima. Genoma mitocondrial da formiga cultivadora de fungo Mycetophylax simplex Emery, 1888: implicações filogenéticas, evolutivas e subsídios para conservação. 2019. 45 f. Dissertação (Mestrado em Ecologia de Biomas Tropicais) - Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2019.
Abstract: Apesar da grande diversidade de formigas, ainda há poucos dados disponíveis de genomas mitocondriais. Em geral, tais estudos compreendem uma ou poucas espécies das principais subfamílias, sendo que dentro do grupo das formigas cultivadoras de fungos, sequências genômicas mitocondriais estão disponíveis apenas para as formigas cortadeiras do gênero Atta. O gênero Mycetophylax Emery, 1913, consiste em 21 espécies, sendo que possui três formigas endêmicas de ambientes de dunas arenosas da costa atlântica brasileira. Em particular, a espécie Mycetophylax simplex Emery, 1888 foi categorizada como vulnerável (VU) na lista das espécies da fauna brasileira ameaçadas de extinção vigente, em consequência da degradação e declínio da qualidade de seu habitat. Neste contexto, genomas mitocondriais (mitogenomas) são essenciais em estudos de evolução molecular, sistemática e conservação de espécies. Sendo assim, este trabalho teve como objetivo caracterizar o genoma mitocondrial da formiga M. simplex. Os dados moleculares gerados aqui serão utilizados para analisar variações genômicas e também contribuir para o conhecimento das relações filogenéticas e conservação dessa espécie. O genoma mitocondrial completo de M. simplex possui 16.367 pb de comprimento. Foram identificados 37 genes, dos quais, 13 são genes codificadores de proteínas (PCGs), 22 RNAs transportadores (tRNAs), 2 RNAs ribossomais (rRNAs), além de uma região controle (CR). As análises de composição nucleotídica indicam que o genoma dispõe de um forte desvio para os pares de base adenina e timina. Além disso, o viés do genoma mitocondrial de M. simplex para os nucleotídeos A-T também refletiu no uso de códons pelos PGCs. Em geral, os parâmetros AT-skew e GC-skew apresentaram valores negativos sugerindo que na sequência mitogenômica os nucleotídeos T são mais abundantes que A e C é mais abundante que G, com exceção do GC-skew dos tRNAs, o qual sugere que G é mais abundante que C. A estrutura gênica identificada aqui difere do arranjo ancestral em genes tRNAs, no entanto, é compartilhado com a maioria das espécies de Myrmicinae sequenciadas até o momento. Todos os PCGs utilizaram o códon de início típico, ATN, dos quais, nove iniciaram com ATA e os demais com ATG. Além disso, todos os códons finalizaram com TAA, com exceção dos genes cox1, atp6, cox3 e cytb que finalizaram com o códon de parada TAG. As estruturas secundárias dos genes tRNAs foram destacadas neste trabalho, sendo que todos os genes apresentaram a estrutura típica de trevo, com exceção de trnS1 e trnV. Além do mais, este trabalho 11 corrobora estudos filogenéticos anteriores, mostrando que M. simplex está intimamente relacionada com as demais espécies do grupo das formigas cultivadoras de fungos, evidenciando M. simplex como uma espécie basal em relação ao gênero Atta. Dessa forma, ressaltamos que a sequência genômica mitocondrial de M. simplex pode contribuir com a sistemática do grupo. Ainda, pode fornecer subsídios sobre o conhecimento da evolução de Formicidae e conservação da espécie M. simplex.
metadata.dc.description.abstracten: Despite the great diversity of ants, there is still little data available on mitochondrial genomes. In general, such studies comprise one or few species from the main subfamilies, and within the fungus-farming ants, mitochondrial genomic sequences are only available for leaf-cutting ants from Atta. The genus Mycetophylax Emery, 1913, consists of 21 species, having three endemic ants from sandy dune environments of the Brazilian Atlantic coast. In particular, the species Mycetophylax simplex Emery, 1888 has been categorized as vulnerable (VU) in the list of current endangered species of Brazilian fauna mainly due the degradation and decline of habitat quality. In this context, mitochondrial genomes (mitogenomes) are essential in studies of molecular evolution, systematics and species conservation. Thus, this study aimed to characterize the mitochondrial genome of the M. simplex ant. The molecular data generated here will be used to analyze genomic variations and also contribute to the knowledge of phylogenetic relations and conservation of this species. The complete mitochondrial genome of M. simplex is 16,367 bp in length. Thirty-seven genes were identified, of which 13 are protein coding genes (PCGs), 22 carrier RNAs (tRNAs), 2 ribosomal RNAs (rRNAs), and the control region (CR). Nucleotide composition analyzes indicate that the genome has a strong shift towards the adenine and thymine base pairs. In addition, the mitochondrial genome bias of M. simplex to A-T nucleotides also reflected in the use of codons by PGCs. In general, the AT-skew and GC-skew parameters presented negative values suggesting that in the mitogenomic sequence T nucleotides are more abundant than A and C is more abundant than G, except for tRNAs GC-skew, which suggests that G is more abundant than C. The gene arrangement identified here differs from the ancestral arrangement in tRNAs genes, however, it is shared with most Myrmicinae species sequenced so far. All PCGs used the typical start codon, ATN, of which nine started with ATA and the others with ATG. In addition, all codons terminated with TAA, except for the cox1, atp6, cox3, and cytb genes that terminated with the TAG stop codon. The secondary structures of the tRNAs genes were highlighted in this work, and all genes presented the typical clover structure except for trnS1 and trnV. Moreover, this work corroborates previous phylogenetic studies showing that M. simplex is closely related to the other species of fungus farming ants, showing M. simplex as a basal species in relation to the genus Atta. Thus, we emphasize that the mitochondrial genomic sequence of M. simplex may contribute to the group 13 systematics. Still, it can provide subsidies on the knowledge of the evolution of Formicidae and conservation of the species M. simplex.
Description: Programa de Pós-Graduação em Ecologia de Biomas Tropicais. Departamento de Biodiversidade, Evolução e Meio Ambiente, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/13184
metadata.dc.rights.license: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 17/03/2020 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.
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