Genómica poblacional del comportamiento de oviposición en Drosophila melanogaster

Authors
Betti, María Isabel Luján
Publication Year
2016
Language
Spanish
Format
doctoral thesis
Status
Published version
Director/a de tesis
Hasson, Esteban
Description
Comprender la relación entre la variación fenotípica y la genotípica ha sido y sigue siendo uno de los mayores desafíos de la biología moderna, ya que implica alcanzar una interpretación holística de la descripción de caracteres complejos y sus relaciones evolutivas utilizando de manera conjunta herramientas de la genómica funcional, la genética cuantitativa, la bioinformática y la genética ecológica. En insectos fitófagos el comportamiento de oviposición constituye un componente importante de la elección de hábitat. Dada la multiplicidad de factores genéticos y ambientales que parecen afectar su expresión fenotípica, el mismo puede definirse como un carácter complejo resultante de la participación de varios caracteres interdependientes. En esta tesis nos proponemos contribuir al conocimiento de la arquitectura genética del comportamiento de oviposición por medio del estudio genómico poblacional de dos caracteres complejos relacionados, la preferencia por el sitio de oviposición (PO) y la aceptación de recursos de oviposición (AO) en la especie modelo Drosophila melanogaster. Para cumplir con nuestros objetivos, cuantificamos la PO y la AO utilizando recursos que las moscas explotan como sustratos de cría en su hábitat natural: uva, tomate y naranja. Los resultados mostraron amplia variación fenotípica tanto de la AO como de la PO en todos los recursos y combinaciones de recursos ofrecidos. Para ambos caracteres, encontramos que la variación tiene una base genética y que su expresión depende del recurso (o combinación de recursos) ofrecido. En otras palabras se trata de caracteres cuya expresión depende del ambiente (plasticidad fenotípica). Posteriormente, realizamos análisis de asociación entre la variación fenotípica y la variación genética con el objetivo de establecer la arquitectura genética de la AO y la PO. Encontramos que la arquitectura genética de ambos caracteres es poligénica y que los genes que participan de su expresión se encuentran interactuando en redes génicas relacionadas con el desarrollo del sistema nervioso y del sistema visual. Finalmente, identificamos genes que actúan a través de los distintos niveles que conforman el mapa genotipo – fenotipo, presentando evidencia de su accionar en cada nivel por medio de los análisis de asociación entre la variación fenotípica y la variación a nivel transcriptómico. Podemos concluir, que a lo largo de la presente tesis hemos contribuido al estudio del comportamiento de oviposición, aportando evidencia de cómo se compone la arquitectura genética del mismo a través de los distintos niveles del mapa fenotipo-genotipo e infiriendo la importancia del comportamiento de oviposición en la historia evolutiva de D. melanogaster.
Understanding the relationship between the phenotype and the genotype is one of the biggest challenges in modern biology. It implies reaching a holistic interpretation of the description of complex traits and their evolutionary relationships using functional genomics, quantitative genetics, bioinformatics and ecological genetics tools. In phytophagous insects, oviposition behavior is an important component of habitat selection and given the multiplicity of genetic and environmental factors affecting its expression, it is defined as a complex character resulting from the sum of interdependent traits. In this thesis, we contribute to the knowledge of the genetic architecture of oviposition behavior by studying the population genomics of oviposition site preference (PO) and the acceptance for oviposition resources (AO) in the model species Drosophila melanogaster. First, we quantified the PO and AO by offering females grape, tomato and orange as breeding resources. Our results showed that phenotypic variation, in both traits, depends on the environment (phenotypic plasticity) and has a genetic basis. Next, we proceed to delineate the genetic arquitecture of PO and AO by performing genome wide association studies (GWAS). We found that the genetic architecture of both traits is enriched in many genes that participate in genetic networks related to development of the nervous and visual systems. Finally, we identify genes that are involved at different levels of the genotype – phenotype map by means of association analysis between phenotypic and transcriptomic variation. Our results are a contribution to the knowledge of oviposition behavior and its importance in the evolutionary history of D. melanogaster by successfully combining the study of variation across the genetic, transcriptomic and phenotypic levels.
Fil:Betti, María Isabel Luján. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.
Subject
DROSOPHILA MELANOGASTER
PREFERENCIA DE OVIPOSICION
ACEPTACION DE RECURSOS DE OVIPOSICION
RECURSOS NATURALES
VARIACION GENETICA
VARIACION FENOTIPICA
GENOMICA
ANALISIS DE ASOCIACION GENOTIPO-FENOTIPO
ANALISIS DE ASOCIACION FENOTIPO
TRANSCRIPTOMA
REDES GENICAS
DROSOPHILA MELANOGASTER
OVIPOSITION PREFERENCE
OVIPOSITION ACCEPTANCE
NATURAL RESOURCES
GENETIC VARIATION
PHENOTYPIC VARIATION
GENOMICS
GENOME WIDE ASSOCIATION
PHENOTYPIC-TRANSCRIPT ASSOCIATIONS
GENETICS NETWORKS
Access level
Open access
License
http://creativecommons.org/licenses/by/2.5/ar
Repository
Biblioteca Digital (UBA-FCEN)
Institution
Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
OAI Identifier
tesis:tesis_n6051_Betti