Desenvolvimento de ferramentas genômicas para Plinia cauliflora (Mart.) Kausel e Plinia trunciflora (O.Berg) Kausel

Abstract

As jabuticabeiras (Plinia spp.), árvores nativas da Mata Atlântica, possuem expressivo valor econômico, cultural e ecológico. Seus frutos são amplamente consumidos in natura e processados em diversos produtos, além de serem fontes de compostos bioativos com reconhecido potencial nutracêutico. Além disso, essas espécies desempenham papel fundamental nas interações ecológicas do bioma, contribuindo para a manutenção da biodiversidade em um ambiente marcado por constantes pressões antrópicas. Apesar dessa relevância, ainda são escassos os recursos genômicos para o gênero, o que limita avanços em estudos de diversidade, conservação e programas de melhoramento genético. Neste estudo buscou-se superar essa lacuna por meio da aplicação de ferramentas genômicas modernas. Foram desenvolvidos e validados 15 marcadores microssatélites inéditos a partir da montagem genômica de sequenciamento de baixa cobertura de Plinia trunciflora e Plinia cauliflora. Esses marcadores foram aplicados na genotipagem de populações naturais, permitindo análises detalhadas de diversidade e estrutura genética. Os resultados revelaram baixa variabilidade em P. cauliflora e diversidade moderada em P. trunciflora, além de indicarem estrutura clonal em ambas as espécies. A diferenciação molecular observada evidenciou clara separação genética entre P. trunciflora e P. cauliflora, reforçando a utilidade dos novos marcadores para a correta identificação das espécies. O genoma de P. cauliflora foi sequenciado com tecnologia Oxford Nanopore Technologies, gerando uma montagem robusta com profundidade de cobertura de 238×. A anotação do genoma nuclear permitiu identificar milhares de regiões microssatélites e diversas vias metabólicas de interesse nutracêutico e agronômico, ampliando consideravelmente os recursos disponíveis para a espécie. Os resultados representam um avanço significativo no conhecimento genético e genômico das jabuticabeiras. As ferramentas geradas têm potencial de aplicação direta em estratégias de seleção assistida, proteção de cultivares e conservação de recursos genéticos, além de estabelecerem uma base sólida para futuras investigações sobre evolução, diversidade e uso sustentável do gênero Plinia.

Abstract: The jabuticaba trees (Plinia spp.), native to the Atlantic Forest, hold remarkable economic, cultural, and ecological value. Their fruits are widely consumed fresh and processed into various products, in addition to being rich sources of bioactive compounds with recognized nutraceutical potential. Moreover, these species play a fundamental role in the ecological interactions of the biome, contributing to the maintenance of biodiversity in an environment subject to constant anthropogenic pressures. Despite this relevance, there is still a scarcity of genomic resources for the genus, which limits advances in studies of diversity, conservation, and breeding programs. This study aimed to overcome this gap through the application of modern genomic tools. A set of 15 novel microsatellite markers was developed and validated from the genome assemblies of Plinia trunciflora and Plinia cauliflora, obtained through low-coverage sequencing. These markers were applied to the genotyping of natural populations, enabling detailed analyses of genetic diversity and structure. The results revealed low variability in P. cauliflora and moderate diversity in P. trunciflora, as well as evidence of clonal structure in both species. Molecular differentiation further demonstrated a clear genetic separation between P. trunciflora and P. cauliflora, reinforcing the usefulness of the new markers for accurate species identification. The genome of P. cauliflora was sequenced using Oxford Nanopore Technologies (ONT), generating a robust assembly with a coverage depth of 238×. Annotation of the nuclear genome allowed the identification of thousands of microsatellite regions and several metabolic pathways of nutraceutical and agronomic interest, considerably expanding the resources available for the species. The results represent a significant advance in the genetic and genomic knowledge of jabuticaba trees. The tools generated have direct potential applications in assisted selection, cultivar protection, and genetic resource conservation, as well as establishing a solid foundation for future investigations on the evolution, diversity, and sustainable use of the genus Plinia.