Estudios genómicos y transcriptómicos de la adaptación al ambiente de cría en un modelo de especiación por especialización ecológica en Drosophila

• Autores: De Panis, Diego Nicolás
• Año de publicación: 2017
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Hasson, Esteban Rubén
• Materia: GENOMICA; TRANSCRIPTOMICA; ALCALOIDES; PLASTICIDAD; ADAPTACION; GENOMICS; TRANSCRIPTOMICS; ALKALOIDS; PLASTICITY; ADAPTATION
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Los estudios de secuenciación de alto rendimiento están abriendo nuevos caminos para investigarlas respuestas adaptativas que los organismos despliegan en entornos alternativos. Sin embargo, mucho queda por entender sobre las bases genéticas de la adaptación a las plantas hospedadoras. La especies cactófilas de Drosophila que se encuentran en América del Sur tienen distinto grado de divergencia y especialización en la explotación de los cactus que habitan. La utilización de tejidos necróticos como hospedadores ha ligado su historia evolutiva a la expansión, retracción ydiversificación de las cactáceas durante los cambios climáticos promovidos por los periodos glaciales del cuaternario. Las especies hermanas D. buzzatii y D. koepferae divergieron hace unoscinco millones de años y actualmente muestran una marcada diferenciación en caracteres de historiade vida, morfología y hábito, que aparentemente habrían evolucionado como adaptaciones a las distintas plantas hospedadoras. En su región simpátrica, ubicada en el noroeste Argentino, utilizan alternativamente cardones (Trichocereus terscheckii) y tunas (Opuntia sulphurea) como recursos de cría, donde el hospedador primario de una resulta en el secundario de la otra. Sin embargo, el cambio de hospedador afecta seriamente los componentes del fitness cuando ambas especies soncriadas en el recurso secundario, lo que sugiere un importante papel de los metabolitos secundarios en el proceso de especialización ecológica. En la presente tesis, se estudiaron las particularidades genómicas de estas especies hermanas, asícomo la expresión génica en diferentes aproximaciones a las condiciones naturales de cría. A partirde los resultados, se desprenden diferencias entre ambas especies, tanto en su arquitectura genéticacomo en su modulación transcripcional. Precisamente la mayor diferencia se encontró en lamodulación transcripcional que llevan a cabo en los diferentes recursos de cría, aunque en amboscasos los genes diferencialmente expresados estuvieron principalmente relacionados condetoxificación, óxido-reducción y respuesta a estrés, pero también con desarrollo y procesos neurobiológicos. Esta trabajo aporta nuevos datos sobre el rol de la plasticidad transcripcional y lasbases genómicas de estrategias adaptativas a ambientes de cría alternativos.
High-throughput sequencing studies are breaking new ground to investigate the adaptativeresponses that organisms deploy in alternative environments. Nevertheless much remains to beunderstood about the genetic basis of host plant adaptation. The cactophilic species of Drosophila that are found in South America have different degrees ofdivergence and specialization in the exploitation of the cactus they inhabit. The use of necrotictissue as hosts has linked its evolutionary history to the expansion, contraction and diversification ofcacti during climate changes promoted by Quaternary glacial periods. The sister species D. buzzatiiand D. koepferae diverged about five million years ago and currently show a marked difference inlife history traits, morphology and habit, which apparently have evolved as adaptations to differenthost plants. In its sympatric region located in northwestern Argentina, they alternatively usecardones (Trichocereus terscheckii) and prickly pears (Opuntia sulphurea) as breeding resources,where the primary host for one results in the secondary of the other. However, the host changeseriously affects fitness components when both species are raised in the secondary resource,suggesting an important role of secondary metabolites in the process of ecological specialization. In this thesis, the genomics particularities of these sister species were studied, along with thegenetic expression in different approaches to natural breeding conditions. From the results,differences arose between species, both in the genetic architecture as in the transcriptionalmodulation. Precisely, the biggest difference was found in transcriptional modulation carried out inthe different breeding resources, although in both cases the differentially expressed genes weremainly related to detoxification, oxidation-reduction and response to stress, but also withdevelopment and neurobiological processes. This work contributes new data onto the role oftranscriptional plasticity and the genomic bases of adaptive strategies to alternative rearingenvironments.
Fil: De Panis, Diego Nicolás. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.