Registro:
Documento: | Tesis Doctoral |
Disciplina: | biologia |
Título: | Genética-poblacional y sistemática del género Dichroplus (Orthoptera:Acrididae) : análisis de polimorfismos enzimáticos y de ADN mitocondrial |
Título alternativo: | Population genetics and systematics in the genus Dichroplus (ORTHOPTERA : ACRIDIDAE) : analysis of enzymatic and mitochondrial DNA polymorphisms |
Autor: | Sequeira, Andrea Silvia |
Editor: | Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales |
Filiación: | Departamento de Ciencias Biológicas. Laboratoriode genética
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Publicación en la Web: | 2017-03-01 |
Fecha de defensa: | 1996 |
Fecha en portada: | 1996 |
Grado Obtenido: | Doctorado |
Título Obtenido: | Doctor en Ciencias Biológicas |
Director: | Vilardi, Juan Cesar |
Director Asistente: | Confalonieri, Viviana Andrea |
Idioma: | Español |
Palabras clave: | ISOENZIMAS; VARIACION CLINAL; ADAPTACION; RAPDS; ESTRUCTURACION POBLACIONAL; RFLP; FILOGENIASISOENZYMES; CLINAL VARIATION; ADAPTATION; RAPDS; POPULATION STRUCTURE; RFLP; PHYLOGENIES |
Formato: | PDF |
Handle: |
http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n2896_Sequeira |
PDF: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n2896_Sequeira.pdf |
Registro: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/tesis/document/tesis_n2896_Sequeira |
Ubicación: | Dep.BIO 002896 |
Derechos de Acceso: | Esta obra puede ser leída, grabada y utilizada con fines de estudio, investigación y docencia. Es necesario el reconocimiento de autoría mediante la cita correspondiente. Sequeira, Andrea Silvia. (1996). Genética-poblacional y sistemática del género Dichroplus (Orthoptera:Acrididae) : análisis de polimorfismos enzimáticos y de ADN mitocondrial. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n2896_Sequeira |
Resumen:
En este estudio se realizaron dos análisis diferentes dentro delgénero Dichroplus. El primero involucra un análisis microevolutivo entreespecies de Dichroplus elongatus. Se midió entonces la variabilidadintra e interpoblacional en siete poblaciones de Dichroplus elongatuslocalizadas en las Provincias de Tucumán y de Buenos Aires utilizandomarcadores enzimáticos y de fragmentos de ADN amplificados al azar (RAPDs). Al estudiar la estructura poblacional por regiones (provincias) yglobalmente se observó una tendencia hacia un exceso dehomocigotas dentro de las poblaciones como se esperaría enpoblaciones subestructuradas. La diferenciación entre poblaciones essignificativa para tres loci enzimáticos, en concordancia con loesperado para alelos que muestran una distribución clinal de susfrecuencias (Singh y Rhomberg, 1987). Hay cuatro lineas de evidenciaque sugieren causas alternativas al "contacto secundario" (interacciónentre deriva y migración) para explicar los patrones de variacióndireccional encontrados para dos loci en Dichroplus elongatus. Enprimer lugar, si se encuentran ejes concordantes para diferentes loci, elflujo génico en gran escala podría ser responsable de la variación clinalde las frecuencias alélicas; pero si, como en el caso de D. elongatus seencuentran diferentes variables en asociación con distintos locientonces se debe invocar a la selección, excepto que estos loci seencuentren ligados (Barbujani 1988). Nuestros resultados apoyarían lahipótesis selectiva ya que Aat-1 y Pep-1 estan correlacionados condiferentes variables (Lat, Long, T.Min y T.Max: T.Max.Abs y T.Min.Absrespectivamente) sin mostrar ninguna correlación concordante conninguna de las nueve variables estudiadas. En segundo lugar, elfenograma construido a partir de las distancias genéticas no se vinculande acuerdo con lo esperado considerando las distancias geográficas. Concordantemente, la matriz de distancias geogróficas no estacorrelacionada con la de distancias genéticas. En tercer lugar, el flujogénica estimado seria lo suficientemente elevado como paraenmascarar las diferencias en las frecuencias alélicas si estas fueranoriginadas solamente por deriva genética. Por último, el patron devariación encontrado se mantiene incluso al incluir poblacionesmuestreadas en distintos años. Esto sugiere que de alguna manera lavariación clinal encontrada es estable en el tiempo. Un gradientetemporalmente estable debe ser mantenido por algún tipo deselección, de lo contrario el gradiente desaparecería. De esta manera,los resultados obtenidos sugieren la existencia de un probable efectoadaptativo de algunos loci alozímicos, que estaría determinado enúltima instancia por variables ambientales como la temperatura mínima,relacionadas con la latitud. A partir de los datos de variabilidad resultante del analisis demarcadores de ADN amplificados al azar se desprende que lavariabilidad obtenida mediante isoenzimas no difiere significativamentede la obtenida mediante RAPDs. Si muchos de los productos deamplificación obtenidos mediante RAPDs representan ADN repetitivodeberíamos esperar niveles mas altos de variabilidad con marcadores RAPD que con isoenzimáticos. La ausencia de disparidad entre ambosestimadores es sugerida como una posible evidencia indirecta de lacantidad de ADN repetitivo presente en un genoma en particular. Elvalor de Fst calculado a partir de RAPDs es mucho mayor que elcalculado a partir de datos alozímicos. Los primeros por ser consideradosmarcadores genéticos neutros daría más exactitud al valor de Fstcomparado con uno que surge del calculo utilizando loci alozímicosque muestren alguna evidencia de no neutralidad. En los fenogramasconstruidos a partir de datos de RAPDs, las poblaciones se vinculan deacuerdo con lo esperado por las distancias geográficas. Este resultadono es consistente con los resultados alozímicos previos. Nuevamenteesto podría deberse al uso de loci enzimóticos con una posible funciónselectiva y reforzaría la noción de neutralidad de los marcadores RAPD (que dan como resultado distancias genéticas y geográficasconcordantes). Realizando un análisis macroevolutivo se llevaron a cabo tambiénestudios sistemáticos dentro del género Díchroplus a través del análisisde los polimorfismos para fragmentos de restricción del ADNmitocondrialcon el finde llevar a cabo una reconstrucción filogenéticadentro del género. Se desprende que a pesar que S. lemniscattasedispone naturalmente como grupo externo, tal como se esperaba deacuerdo a los datos morfológicos, el resto de los datos molecularescompilados no se corresponden con la clasificación taxonómicainferida para este grupo. La propuesta para un estudio mas exhaustivosería la de incluir caracteres provenientes de genes nucleares ycomparar las filogenias obtenidas con los tres métodos, construyendomatrices que incluyan todos los caracteres. A pesar de que los datosmoleculares superan a los morfológicos en número generalmente sonmuy uniformes, dando como resultado pocos árboles. Se aplicaríaentonces la combinación de caracteres, descartando la partición, yaque estudios que combinen ambos enfoques pueden maximizar lacantidad y utilidad de la información y darnos una visión mascomprensible de la evolución de los organismos.
Abstract:
In this study two different analysis were performed in the genus Dichroplus. The first one involves a micrevolution model analysisbetween populations of Dichroplus elongatus. Within and betweenpopulation differentiation was measured in seven populations of Dichroplus elongatus located in Tucumán and Buenos Aires throughenzyme variation and randomly amplified polymorphic DNA (Rapds). When studying population structure for two different arrangements (divided in regions and globally) a tendency towards homozygoteexcess was observed, as expectad in stuctured populations. Differentiation between populations showed to be significant forthree loci, concordntly with what is expected for loci displaying clinaldistribution for allele frecuencies. There are four lines of evidencesuggesting causes other that secoundary contact (i.e. interactionbetween migration and genetic drift) to explain the observeddirectional patterns of variation for two loci in Dichroplus elongatus. First, if concordant axes are found showing concordant orientedpatterns of gene frequencies for genetically independent markers,this could only be accounted for by a systematic cause, such asgene flow. On the other hand if, as in the case of Dichroplus, whendifferent variables are associated for different loci then selectionmust be invoqued, unless these loci are linked. Our results support theselection hypothesis, because Aat-1 and Pep-1 are correlated withdifferent variables (Lat, Long, Min.T. and Max.T.; Abs.Max.T. and Abs.Min.T. respectively) showing no concordant correlation with anyof the nine variables studied. Second, the phenetic tree based ongenetic distances does not fit with the expected according togeographical distances, as would be expected if geneticdifferentition answered solely to migration and genetic drift. Concordantly, genetic distances are not correlated withgeographical distances. Third, the estimated gene flow should behigh enough to mask differences of allelic frequencies due solely togenetic drift. Finally, the pattern of variation is maintained evenincluding populations sampled in different years suggesting that theclinal variation is somehow temporally stable. A stable gradient mustbe maintained by selection of some sort, otherwise the gradientwould have presumably eroded by now. The results obtained suggestthe existence of an adaptative effect for some allozyme loci, whichwould be determined by environmental variables related to latitude. From the variability estimates obtained from RAPD loci we canobserve that the variability derived from isozymes is simmilar to thatobtained from RAPD data. Two possible explanations for thisconcordance are supplied in this report. In most species,considerably more variation can be found to exist in terms ofnucleotide sequence changes in noncoding or repetitive DNA thanin coding DNA. If indeed many of the amplification productsrepresent repetitive DNA, then higher levels of variability should beexpected with RAPD markers than with allozyme ones. Would not thedisparity or similarily between both variability estimates henceconstitute an indicator of the amount of repetitive DNA present in aparticular genome? The total Fst estimate calculated using Rapddata yields a higher value. The fact that RAPDs are genetic markersof relative phenotypic neutrality would grant more accuracy to thisestimate when compared to that calculated using some isozyme locithat display clinal variation (or some evidence of non-neutrality). Cluster analysis of Nei's genetic distances revealed anoverall agreement with the geographical location of the populationsstudied . This is not consistent with the previous allozyme study whereno correspondence was found between genetic and geographicaldistances. Again this would answer to the use of loci displaying clinalvariation (with a possible selective role) for the non correspondentisozyme genetic distances and would reinforce the notion of RAPDsas neutral markers displaying genetic distances that agree withgeographical distances. With the purpose of reconstructing the phylogeny of the genus Dichroplus, six species were analyzed by means of restrictionfragment length polymorphisms of mitochondrial DNA and theirpatterns were compared using cladistic methods. The observedrelations are that even though S. lemniscatta is naturally located asan outgroup —what is expected from morphological data - the rest ofthe data collected do not agree with the previous taxonomicclasification infered from morphological evidence. Further studiesshould have to be performed in order to study characters fromnuclear genes and compare the phylogenies obtained with thethree methods (morphology, mitochondrial DNA and nuclear DNA). Building matrices including all the characters, even though moleculardata are more numerous than morphological data these are usuallyvery homogeneous, resulting in very few trees. The combination ofcharacters should therefore be applied, ruling out characterseparation. Such studies that combine the two approaches canthereby maximize both information content and usefulness andprovide a truly comprehensive view of biotic evolution.
Citación:
---------- APA ----------
Sequeira, Andrea Silvia. (1996). Genética-poblacional y sistemática del género Dichroplus (Orthoptera:Acrididae) : análisis de polimorfismos enzimáticos y de ADN mitocondrial. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n2896_Sequeira
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Sequeira, Andrea Silvia. "Genética-poblacional y sistemática del género Dichroplus (Orthoptera:Acrididae) : análisis de polimorfismos enzimáticos y de ADN mitocondrial". Tesis Doctoral, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 1996.https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n2896_Sequeira
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