Aplicação de ferramentas de bioinformática e bancos de dados públicos no design de primers para identificação de Limnoperna fortunei e avaliação de seu histórico de invasões

dc.contributor.advisor1Galetti Jr, Pedro Manoel
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7398754661670478
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0001-5916-6126
dc.contributor.authorBaggi, Rafael Barrichello
dc.date.accessioned2026-01-23T12:37:49Z
dc.date.issued2025-12-11
dc.description.abstractThe golden mussel Limnoperna fortunei is an invasive exotic species that causes significant environmental, economic, and operational impacts on aquatic ecosystems and hydroelectric infrastructure in South America, making its early detection essential for monitoring and management actions. In this work, specific primers for the molecular identification of L. fortunei were developed in silico using bioinformatics tools and public genetic databases. One hundred and sixty-five sequences of the mitochondrial cytochrome c oxidase subunit I (COI) gene from the species, originating from different geographic regions, were obtained and analyzed, in addition to sequences from other representatives of the Mytilidae family, with the aim of evaluating genetic diversity, reconstructing phylogenetic relationships, and supporting the design of primers with high specificity. The sequences were aligned, filtered for quality, and used for Bayesian phylogenetic analyses, haplotype network construction, and calculation of genetic diversity parameters. The results confirmed high haplotype diversity associated with low nucleotide diversity, a pattern consistent with recent population expansion, as well as congruence between the phylogeny based on the COI gene and previously published mitogenomic phylogenies for Mytilidae. From the consensus sequences, two primer pairs were designed, one targeting the complete barcode region and the other the minicode region of the COI gene, both evaluated for physicochemical parameters and specificity in silico. The developed primers were subjected to in vitro tests by conventional PCR, using different DNA concentrations and a wide gradient of annealing temperatures. However, no specific amplification was observed under any of the tested conditions, indicating possible limitations related to the presence of inhibitors, the quality of the extracted DNA, or the need for additional adjustments in primer design and PCR conditions. Despite the absence of experimental amplification, the study demonstrates the potential of the integrated use of public databases, phylogenetic analyses, and bioinformatics tools in the rational development of specific primers for invasive species. The results obtained provide relevant theoretical and methodological support for future molecular detection studies of L. fortunei, especially in approaches based on environmental DNA (eDNA), contributing to the improvement of monitoring and control strategies for this species.eng
dc.description.resumoO mexilhão-dourado Limnoperna fortunei é uma espécie exótica invasora que causa impactos ambientais, econômicos e operacionais significativos em ecossistemas aquáticos e infraestruturas hidrelétricas da América do Sul, tornando sua detecção precoce essencial para ações de monitoramento e manejo. Neste trabalho, foi realizado o desenvolvimento in silico de primers específicos para a identificação molecular de L. fortunei, utilizando ferramentas de bioinformática e bancos de dados genéticos públicos. Foram obtidas e analisadas 165 sequências do gene mitocondrial citocromo c oxidase subunidade I (COI) da espécie, provenientes de diferentes regiões geográficas, além de sequências de outros representantes da família Mytilidae, com o objetivo de avaliar a diversidade genética, reconstruir relações filogenéticas e subsidiar o design de primers com alta especificidade. As sequências foram alinhadas, filtradas quanto à qualidade e utilizadas para análises filogenéticas bayesianas, construção de redes de haplótipos e cálculo de parâmetros de diversidade genética. Os resultados confirmaram elevada diversidade haplotípica associada a baixa diversidade nucleotídica, padrão compatível com expansão populacional recente, além de congruência entre a filogenia baseada no gene COI e filogenias mitogenômicas previamente publicadas para Mytilidae. A partir das sequências consenso, foram desenhados dois pares de primers, um direcionado à região barcode completa e outro à região minibarcode do gene COI, ambos avaliados quanto a parâmetros físico-químicos e especificidade in silico. Os primers desenvolvidos foram submetidos a testes in vitro por PCR convencional, utilizando diferentes concentrações de DNA e um amplo gradiente de temperaturas de anelamento. Entretanto, não foi observada amplificação específica em nenhuma das condições testadas, indicando possíveis limitações relacionadas à presença de inibidores, à qualidade do DNA extraído ou à necessidade de ajustes adicionais no design dos primers e nas condições de PCR. Apesar da ausência de amplificação experimental, o estudo demonstra o potencial do uso integrado de bancos de dados públicos, análises filogenéticas e ferramentas bioinformáticas no desenvolvimento racional de primers específicos para espécies invasoras. Os resultados obtidos fornecem subsídios teóricos e metodológicos relevantes para futuros estudos de detecção molecular de L. fortunei, especialmente em abordagens baseadas em DNA ambiental (eDNA), contribuindo para o aprimoramento de estratégias de monitoramento e controle dessa espécie.por
dc.description.sponsorshipNão recebi financiamento
dc.identifier.citationBAGGI, Rafael Barrichello. Aplicação de ferramentas de bioinformática e bancos de dados públicos no design de primers para identificação de Limnoperna fortunei e avaliação de seu histórico de invasões. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Biotecnologia) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/23452.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/23452
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.courseBiotecnologia - Biotec
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectMexilhão-douradopor
dc.subjectGolden musseleng
dc.subjectBivalvepor
dc.subjectEspécies invasoraspor
dc.subjectInvasive exotic specieseng
dc.subjectDNA barcodingeng
dc.subjectCitocromo c oxidasepor
dc.subject.cnpqCIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICA::GENETICA ANIMAL
dc.subject.ods14. Vida na Água
dc.titleAplicação de ferramentas de bioinformática e bancos de dados públicos no design de primers para identificação de Limnoperna fortunei e avaliação de seu histórico de invasõespor
dc.title.alternativeApplication of bioinformatics tools and public databases in the design of primers for the identification of Limnoperna fortunei and evaluation of its invasion historyeng
dc.typeTCC

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