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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Análise da estrutura genética de populações naturais de Drosophila mediopunctata com marcadores microssatélites = Genetic structure analysis of Drosophila mediopunctata natural populations with microsatellite markers
Title Alternative: Genetic structure analysis of Drosophila mediopunctata natural populations with microsatellite markers
Author: Cavasini, Renato, 1981-
Advisor: Klaczko, Louis Bernard, 1953-
Abstract: Resumo: Drosophila mediopunctata é uma espécie endêmica de florestas Neotropicais. Esta espécie é amplamente distribuída e comumente encontrada nos meses mais frios em florestas altitudinais no Sul do Brasil. Nos últimos 30 anos o grupo de pesquisa de nosso laboratório vem utilizando esta espécie como organismo modelo em estudos de genética evolutiva. Diversos aspectos de sua biologia foram investigados e caracterizados. Ainda que todos os estudos sugiram a ação da seleção natural sobre o polimorfismo de inversões cromossômicas e caracteres morfológicos, processos demográficos e estocásticos não podem ser descartados na formação destes padrões. Portanto, contrastar os resultados prévios com uma análise da estrutura genética das populações naturais de D. mediopunctata se torna fundamental para a compreensão da ação de processos evolutivos que atuam na manutenção da variação genética e fenotípica. Nesta Tese são mostrados resultados de diferentes análises relativas à variação de locos de microssatélites de D. mediopunctata. Primeiramente, a localização cromossômica de diversos locos, com o objetivo de aumentar o número de locos mapeados é apresentada. É feita uma análise simultânea da segregação de mutações visíveis e do genótipo dos locos em moscas do retrocruzamento entre uma estirpe mutante e a F1 de uma estirpe padrão com uma estirpe tetra-mutante, cujos autossomos principais estão marcados. Desta forma pode-se estabelecer a localização de 17 locos; incluindo um de cada grupo de ligação previamente publicado, e 12 novos locos. Nossos resultados ampliam o número de microssatélites localizados de 49 para 61. A variação de 11 locos de microssatélites localizados em dois cromossomos livres de inversão (cromossomos III e V) é caracterizada para quatro populações. Nenhuma evidência de estruturação genética é observada. Além disso, o número de migrantes indicou a existência de conectividade e intenso fluxo gênico entre estas populações. O tamanho efetivo populacional indicou que as populações são grandes o suficiente para restringir o efeito da deriva genética. Desta maneira podemos concluir que a variação genética macrogeográfica previamente descrita para as frequências de inversões do cromossomo II é provavelmente causada pela ação da seleção natural. A população de Itatiaia é amostrada em seis diferentes altitudes e contrastamos a variação altitudinal de 10 locos de microssatélites dos dois cromossomos livres de inversão (cromossomos III e V) com 11 locos do cromossomo II, polimórfico para inversões. Os dados de microssatélites não evidenciaram nenhuma divergência entre as altitudes, sugerindo que são populações grandes e panmíticas, altamente influenciadas por fluxo gênico. Contudo, diferenças significativas nos parâmetros são observadas quando comparados os locos do cromossomo II com aqueles dos cromossomos III e V. A variabilidade genética é maior nos locos dos cromossomos III e V, entretanto, o tamanho efetivo populacional e o número de migrantes são maiores no cromossomo II. Estas diferenças provavelmente estão associadas à presença e à ausência de inversões e como os diferentes fatores evolutivos atuam sobre estes cromossomos. Estes resultados mostram a importância do conhecimento da localização dos microssatélites antes de utilizá-los em estudos de estrutura genética populacional

Abstract: Drosophila mediopunctata is a forest dwelling species endemic from Neotropics. This species is widely distributed and frequently found, during cold months, in altitudinal forest Southern Brazil. Along these last 30 years, our research group has been using this species as a model organism to study evolutionary genetics. Several aspects of its biology were investigated and characterized. Although, so far, all studies have suggested the action of natural selection over chromosomal inversion polymorphism and morphological traits, demographical processes and stochastic events could not be discarded in the formation of the observed patterns. Therefore, it is extremely important to contrast with previous results, a genetic structure analysis of Drosophila mediopunctata natural populations using microsatellite markers for the understanding of how evolutionary factors shape the genetic and phenotypic variation. In this thesis, results are shown from different analysis concerning D. mediopunctata microsatellite loci variation. First, we carried out a genetic (chromosomal) analysis to increase the number of available loci with known chromosomal location. We made a simultaneous analysis of visible mutant phenotypes and microsatellite genotypes of flies from a backcross between a mutant strain and the F1 from a standard strain crossed to a tetra-mutant strain, with each major autosome marked. Hence, we could establish the chromosomal location of 17 loci; including one from each of the five major linkage groups previously published, and twelve new loci. Our results increase the number of microsatellite loci with known location from 49 to 61. Microsatellite variation of four populations using eleven loci from two inversion-free chromosomes (chromosomes III and V) was also characterized. No evidence of genetic structure was found. Moreover, migration rate estimates indicated the existence of connectivity and intense gene flow among all populations. Effective population size were also estimated and showed that all populations were large enough to restrict genetic drift effects. Thus, we could infer that geographical variation previously described for chromosome II inversion frequencies were probably caused by the action of natural selection. We sampled Itatiaia population in six different altitudes and contrasted altitudinal variation of ten microsatellite loci from the two inversion-free chromosomes (III and V) with eleven loci of chromosome II, polymorphic for chromosomal inversions. Microsatellite data did not show divergence among altitudes suggesting that they were large populations in panmixia, greatly influenced by gene flow. However, significative differences were found when we compared parameters of loci in inversion-free chromosomes and loci in a polymorphic chromosome. Genetic variability were higher in loci of inversion-free chromosomes III and V, while effective population size and number of migrants of chromosome II were higher. These differences are probably associated to the presence and absence of inversions and how evolutionary factors act over these chromosomes. This result shows the importance of locating microsatellite loci before using these markers in studies of population genetic structure
Subject: Microssatélites (Genética)
Genética de populações
Drosophila
Editor: [s.n.]
Citation: CAVASINI, Renato. Análise da estrutura genética de populações naturais de Drosophila mediopunctata com marcadores microssatélites = Genetic structure analysis of Drosophila mediopunctata natural populations with microsatellite markers. 2015. 1 recurso online ( 88 p.). Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/316983>. Acesso em: 28 ago. 2018.
Date Issue: 2015
Appears in Collections:IB - Tese e Dissertação

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