Genómica poblacional del comportamiento de oviposición en Drosophila melanogaster

• Autores: Betti, María Isabel Luján
• Año de publicación: 2016
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Hasson, Esteban Rubén; Fanara, Juan José
• Materia: 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
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Comprender la relación entre la variación fenotípica y la genotípica ha sido y sigue siendo unode los mayores desafíos de la biología moderna, ya que implica alcanzar una interpretación holísticade la descripción de caracteres complejos y sus relaciones evolutivas utilizando de manera conjuntaherramientas de la genómica funcional, la genética cuantitativa, la bioinformática y la genéticaecológica. En insectos fitófagos el comportamiento de oviposición constituye un componente importante dela elección de hábitat. Dada la multiplicidad de factores genéticos y ambientales que parecen afectarsu expresión fenotípica, el mismo puede definirse como un carácter complejo resultante de laparticipación de varios caracteres interdependientes. En esta tesis nos proponemos contribuir al conocimiento de la arquitectura genética del comportamiento de oviposición por medio del estudiogenómico poblacional de dos caracteres complejos relacionados, la preferencia por el sitio deoviposición (PO) y la aceptación de recursos de oviposición (AO) en la especie modelo Drosophilamelanogaster. Para cumplir con nuestros objetivos, cuantificamos la PO y la AO utilizando recursosque las moscas explotan como sustratos de cría en su hábitat natural: uva, tomate y naranja. Losresultados mostraron amplia variación fenotípica tanto de la AO como de la PO en todos losrecursos y combinaciones de recursos ofrecidos. Para ambos caracteres, encontramos que lavariación tiene una base genética y que su expresión depende del recurso (o combinación derecursos) ofrecido. En otras palabras se trata de caracteres cuya expresión depende del ambiente (plasticidad fenotípica). Posteriormente, realizamos análisis de asociación entre la variaciónfenotípica 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 genesque participan de su expresión se encuentran interactuando en redes génicas relacionadas con eldesarrollo del sistema nervioso y del sistema visual. Finalmente, identificamos genes que actúan através de los distintos niveles que conforman el mapa genotipo – fenotipo, presentando evidencia desu 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 genéticadel 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 biggestchallenges in modern biology. It implies reaching a holistic interpretation of the description ofcomplex 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 selectionand given the multiplicity of genetic and environmental factors affecting its expression, it is definedas a complex character resulting from the sum of interdependent traits. In this thesis, we contributeto the knowledge of the genetic architecture of oviposition behavior by studying the populationgenomics of oviposition site preference (PO) and the acceptance for oviposition resources (AO) inthe model species Drosophila melanogaster. First, we quantified the PO and AO by offeringfemales grape, tomato and orange as breeding resources. Our results showed that phenotypicvariation, 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 genomewide association studies (GWAS). We found that the genetic architecture of both traits is enriched inmany 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 mapby means of association analysis between phenotypic and transcriptomic variation. Our results are a contribution to the knowledge of oviposition behavior and its importance in theevolutionary history of D. melanogaster by successfully combining the study of variation across thegenetic, transcriptomic and phenotypic levels.
Fil: Betti, María Isabel Luján. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.