Genômica comparativa e evolução molecular de Utricularia nephrophylla e Utricularia reniformis (Lentibulariaceae) - Carvalho, Samanta Gabriela Medeiros (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2025)
A família Lentibulariaceae, constituída pelos gêneros Pinguicula, Genlisea e Utricularia, constitui um dos grupos mais complexos de plantas carnívoras, que despertam interesse tanto em quesitos de diversidade morfológica e dinâmica de suas armadilhas de carnivoria, quanto na área da genômica evolutiva, devido à ocorrência de espécies com os menores genomas dentre as angiospermas. Utricularia é o maior gênero de Lentibulariaceae com genomas variando entre 79-706 Mpb, e que vêm sendo relatados com eventos de expansão, pseudogenização e perda de genes. Atualmente, a implementação de abordagens de sequenciamento mais robustas para obtenção de genomas completos se faz necessária, no sentido de serem essenciais para auxiliar na comparação de genomas, assim como de inferir sobre padrões evolutivos, de adaptação e conquista de ambientes distintos das espécies. O sequenciamento Nanopore surge no intuito de reduzir problemas em sequenciamentos da segunda geração, possibilitando estabelecer rotinas laboratoriais mais robustas para montagem de genomas nucleares e organelares. Assim, o presente projeto buscou a montagem e a anotação dos genomas de U. nephrophylla e U. reniformis, no intuito de comparar estes genomas e de outras espécies do gênero, e propor hipóteses evolutivas, a partir de genes CEGs (core eukaryotic genes) identificados. Foram realizados testes de extração de DNA genômico em espécies de Fabaceae e Bromeliaceae previamente, e posteriormente em U. nephrophylla, com a seleção do protocolo do Blood and Cell Culture DNA Midi Kit (QIAGEN). A padronização do método de extração foi relacionada às relações A260/280 e A260/230, que refletem o grau de pureza ideal do DNA extraído. A extração com U. nephrophylla foi realizada tanto com folhas quanto com flores, onde as amostras extraídas das folhas obtiveram melhores valores das relações de pureza. Os resultados na análise no TapeStation foram altamente satisfatórios, seguindo para o protocolo de seleção de reads longos para o sequenciamento no MinION. O sequenciamento será finalizado quando o Ligation Sequencing Kit for entregue, já que houve problemas de atraso com o fornecedor, assim como com o sequenciador PromethION 2 Solo, também incluído nesta proposta.

The Lentibulariaceae family, comprising the genera Pinguicula, Genlisea, and Utricularia, represents one of the most complex carnivorous plants groups, which attract interest not only due to their morphological diversity and the traps dynamic mechanisms but also in evolutionary genomics area, given the presence of the smallest genomes among angiosperms. Utricularia is the largest Lentibulariaceae genus, with genome sizes ranging from 79 to 706 Mbp, and has been reported to undergo events such as genome expansion, pseudogenization, and gene loss. Currently, a robust sequencing approaches implementation for obtaining complete genomes is essential, as they are crucial to comparative genomics and for inferring evolutionary patterns, adaptation processes, and environment colonization by different species. Nanopore sequencing has emerged to overcome issues associated with second-generation sequencing, enabling the establishment of robust laboratory routines for nuclear and organellar genomes assemblies. Thus, this project aimed to assemble and annotate the U. nephrophylla and U. reniformis genomes and to compare these genomes and other Utricularia species, proposing evolutionary hypotheses based on identified CEGs (core eukaryotic genes). Genomic DNA extraction tests were initially conducted on species from the Fabaceae and Bromeliaceae families and later on U. nephrophylla, with the Blood and Cell Culture DNA Midi Kit (QIAGEN) selected as the optimal protocol. The standardization of the extraction method was based on A260/280 and A260/230 ratios, which indicate the ideal DNA purity. U. nephrophylla DNA extraction was performed using both leaves and flowers, with leaf samples yielding better purity ratios. The TapeStation analysis were highly satisfactory, following to long-read selection sequencing protocol with the MinION platform. The sequencing will be completed once the Ligation Sequencing Kit is delivered, as there were delays with it supplier, as well as with the PromethION 2 Solo sequencer, which is also included in this project.
Comparative Genomics and Molecular Evolution of Utricularia nephrophylla and Utricularia reniformis (Lentibulariaceae)
Keywords: Evolução molecular; Genômica; Genômica