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GENOME ANALYSIS

Evaluation of Monocot and Eudicot Divergence Using the Sugarcane Transcriptome^1,[w]

Centro de Biologia Molecular e Engenharia Genética (M.V., F.R.d.S., A.N.C., L.G., A.L.V., E.L.K., P.A.) and Laboratório de Bioinformática, Instituto de Computação (F.A.A.C., V.K.O., G.L.P.), Universidade de Campinas, Caixa Postal 6010, 13083-970, Campinas SP, Brazil; Departamento de Bioquímica, Centro de Ciências da Saúde, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro RJ, Brazil (A.S.H., P.C.F.); Departamento de Biotecnologia de Plantas Medicinais, Universidade de Ribeirão Preto, 14096-380, Ribeirão Preto SP, Brazil (M.M., S.C.F.); Centro de Tecnologia Copersucar, Copersucar Caixa Postal 162, 13400-970, Piracicaba SP, Brazil (W.L.B.); Centro APTA de Citros Sylvio Moreira, Instituto Agronômico de Campinas, Caixa Postal 04, 13490-970, Cordeirópolis SP, Brazil (M.L.P.T.); Centro de Genética, Biologia Molecular e Fitoquímica, Instituto Agronômico de Campinas, Caixa Postal 28, 13001-970, Campinas SP, Brazil (W.J.S.); Departamento de Defesa Fitossanitária, Faculdade de Ciências Agronômicas, Universidade Estadual Paulista, Caixa Postal 237, 18603-970, Botucatu SP, Brazil (E.E.K.); Departamento de Genética, Instituto de Biociências, Universidade Estadual Paulista, 18618-000, Botucatu SP, Brazil (C.L.M.); Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, Universidade de São Paulo, 13418-900, Piracicaba SP, Brazil (L.E.A.C., H.C., L.L.C.); Departamento de Tecnologia, Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias de Jaboticabal, Universidade Estadual Paulista, 14884-900, Jaboticabal SP, Brazil (L.R.F.); Departamento de Biologia Aplicada à Agropecuária, Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias de Jaboticabal, Universidade Estadual Paulista, 14884-900, Jaboticabal SP, Brazil (M.V.F.L.); Núcleo Integrado de Biotecnologia, Universidade de Mogi das Cruzes, 08780-911, Mogi das Cruzes SP, Brazil (L.R.N.); Departamento de Bioquímica, Instituto de Química, Universidade de São Paulo, 05508-900, São Paulo, SP, Brazil (S.L.G., R.V.S.); Departamento de Biologia, Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, 14040-901, Ribeirão Preto SP, Brazil (M.H.G.); Centro de Estudos de Insetos Sociais, Instituto de Biociências, Universidade Estadual Paulista, 13506-900, Rio Claro SP, Brazil (M.B.); Departamento de Biotecnologia Vegetal, Centro de Ciências Agrárias, Universidade Federal de São Carlos, Caixa Postal 153, 13600-970, Araras SP, Brazil (E.A.G.); Instituto de Física de São Carlos, Universidade de São Paulo, 13560-970, São Carlos SP, Brazil (O.H.T.); Departamento de Genética e Evolução, Universidade Federal de São Carlos, 13565-905 São Carlos SP, Brazil (F.H.S.); Departamento de Botânica, Instituto de Biociências, Universidade de São Paulo, 05508-900, São Paulo SP, Brazil (M.-A.V.S.); Laboratório de Genética Molecular e Genomas, Instituto de Pesquisa e Desenvolvimento, Universidade do Vale do Paraíba, 12244-000, São José dos Campos SP, Brazil (F.G.N.); and Department of Microbiology, Institute of Biomedical Sciences, Universidade de São Paulo, 1374 Avenida Professor Lineu Prestes 1374, 05508-900, São Paulo SP, Brazil (C.F.M.M.)

Over 40,000 sugarcane (Saccharum officinarum) consensus sequences assembled from 237,954 expressed sequence tags were compared with the protein and DNA sequences from other angiosperms, including the genomes of Arabidopsis and rice (Oryza sativa). Approximately two-thirds of the sugarcane transcriptome have similar sequences in Arabidopsis. These sequences may represent a core set of proteins or protein domains that are conserved among monocots and eudicots and probably encode for essential angiosperm functions. The remaining sequences represent putative monocot-specific genetic material, one-half of which were found only in sugarcane. These monocot-specific cDNAs represent either novelties or, in many cases, fast-evolving sequences that diverged substantially from their eudicot homologs. The wide comparative genome analysis presented here provides information on the evolutionary changes that underlie the divergence of monocots and eudicots. Our comparative analysis also led to the identification of several not yet annotated putative genes and possible gene loss events in Arabidopsis.

¹ This work was jointly supported by the Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (São Paulo, Brazil), by the Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq, Brasília, Brazil), and by COPERSUCAR (Piracicaba, Brazil).

^[w] The online version of this article contains Web-only data.

² This paper is dedicated to the memory of Roberto V. Santelli.

^* Corresponding author; e-mail cfmmenck{at}usp.br; fax 55-11-3091-7354.

Received September 24, 2003; returned for revision October 23, 2003; accepted December 12, 2003.

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Peter V. Minorsky
Plant Physiol. 2004 134: 881-882. [Full Text]  

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				K. Vandepoele and Y. Van de Peer Exploring the Plant Transcriptome through Phylogenetic Profiling Plant Physiology, January 1, 2005; 137(1): 31 - 42. [Abstract] [Full Text] [PDF]