Aplicação de DNA Barcode na identificação de espécies dos gêneros Senna, Lantana e Casearia

Abstract

Brazil has a great botanical diversity, thanks to its various biomes, and the documentation of existing species is very important for understanding the world's biodiversity. Senna genus has 80 species while Casearia genus has 37 species in Brazil. The Lantana genus has about 150 species. Some active compounds of these species were tested in the laboratory presenting promising trypanocidal activity; however there are difficulties in classification of some specimens of these genres. New identification techniques emerge to assist in taxonomy. DNA barcoding is a very useful technique because it is fast, accurate, and highly cost-effective, using a small DNA sequence for identification. Its applications range from identifying cryptic species to the fight against illegal trade in endangered species and illegally harvested timber, among others. To perform this technique, in plants, use genes located in the chloroplast - matK (encoding the protein maturase K) rbcL (encoding ribulose 1,5-bisphosphate or protein Rubisco) and/or intergenic spacer regions in the chloroplast (trbH-psbA). In this work in partnership with NuBBE - Center for Bioassays, Biosynthesis and Ecophysiology of Natural Products, we aimed to identify the species by DNA barcoding technique, using the regions rbcL, trbH-psbA and ITS2, to check the database accuracy and improve the taxonomic classification. The results showed that the rbcL region is a good region for amplification and sequencing, with good species discrimination rate. The psbA-trnH region is less effective in discrimination compared to the rbcL region. The ITS2 region showed identity with fungal sequence, showing difficulty in using this region.

O Brasil possui uma grande diversidade botânica, graças a seus diversos biomas, sendo a documentação das espécies existentes muito importante para o conhecimento da biodiversidade mundial. O gênero Senna possui 80 espécies enquanto o gênero Casearia apresenta 37 espécies no Brasil. O gênero Lantana possui cerca de 150 espécies. Alguns princípios ativos dessas espécies foram testados previamente no laboratório da Orientadora, apresentando atividade tripanocida promissora; entretanto existem dificuldades na classificação de alguns espécimes desses gêneros. Novas técnicas de identificação surgem para auxiliar na taxonomia. DNA Barcoding é uma técnica muito útil, pois é rápida, precisa, e com alta relação custo-benefício, utilizando uma pequena sequência de DNA para identificação. Suas aplicações vão desde identificar espécies crípticas até na luta contra o comércio ilegal de espécies ameaçadas de extinção e madeira extraída ilegalmente, dentre outras. Para realização desta técnica em plantas, utilizam-se genes localizados no cloroplasto - matK (codifica a proteína maturase K), rbcL (codifica a proteína ribulose 1,5-bifosfato ou Rubisco) e/ou regiões de espaçador intergênicos presente no cloroplasto (trbH-psbA). Neste trabalho em parceria com o NuBBE - Núcleo de Bioensaios, Biossíntese e Ecofisiologia de Produtos Naturais, visamos identificar as espécies pela técnica de DNA Barcoding, utilizando as regiões rbcL, trbH-psbA e ITS2, para para verificar a acurácia de banco de dados e melhorar a classificação taxonômica. Os resultados mostraram que a região rbcL é uma boa região para amplificação e sequenciamento, com boa taxa de discriminação de espécie. A região psbA-trnH é menos efetiva na discriminação de espécie comparada à região rbcL. A região ITS2 apresentou identidade com sequência de fungos, mostrando dificuldade na...