Análise multilocus de parâmetros populacionais, evolução molecular e diferenciação em espécies de moscas-dasfrutas do grupo fraterculus (Diptera, Tephritidae)

• Main Author: Fernandes, Fernanda
• Other Authors: Brito, Reinaldo Otávio Alvarenga Alves de
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de São Carlos 2016
• Subjects: Genética e evolução; Coalescência; Genética de populações; Biblioteca de cDNA; Anastrepha; Seleção positiva; Coalescence; cDNA library; Positive Selection; CIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICA
• Online Access: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/5476

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:21:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3224.pdf: 2177320 bytes, checksum: 89cae5d787c7083f95c6ec6ff9f87e2a (MD5) Previous issue date: 2010-08-31 === Financiadora de Estudos e Projetos === The genus Anastrepha which is endemic to the Neotropical region has big economic importance to cause great losses in fruit production. We studied three species of the cryptic group fraterculus: Anastrepha fraterculus, A. obliqua and A. sororcula. Although no single marker is able to distinguish these species, some morphological and behavioral markers are able to distinguish them. There is evidence that these markers do not match the patterns of genetic variation and divergence of these flies. We investigated the role of genes related or not to reproduction in the speciation of these flies. We used a cDNA library of the reproductive tissues of females of A. fraterculus, to isolate expressed genes from those tissues. From a framework of divergence population genetics, we estimated relevant demographic parameters that reported the genetic architecture of speciation in this group. To study the separation of these species, we used gene trees as a framework to be compared and to infer eventual species trees. We amplified 12 genes isolated from the cDNA library. The analysis of population divergence and levels of polymorphism were made in DNAsp and showed high levels of polymorphism for the vast majority of loci. Neutrality tests reveal that only Fs Fu was significantly negative for the combination of species here considered. These results indicate a possible evidence of population expansion on this group of species. These data were corroborated by the values of ancestral and current theta estimated from the analysis undertaken on the software IMa2 program. These analysis also showed relevant levels of migration in some contrasts, but particularly among species which are more distant in the tree from the other two. However, the same analyses performed amongst species pairs fail to reveal high levels of migration rate among species, though t e theta values were close to those estimated in the analysis with all three species together. We also tested for the presence of selection at different loci, using the program PAML and obtained evidence of positive selection for three genes CG7203, CG8064 and MLC, whereas the gene CG7009 showed evolution by a mild purifying selection. The haplotype networks showed the grouping of haplotypes of the species for five of the 12 genes CG7009, CG8064, Elp, TCTP and Cyclophylin. CG7009 revealed possible species specific markers for A. sororcula. We carried out the deep coalescence analysis in the program MESQUITE, comparing gene trees simulated with real trees for each gene locus, placing the species as an outgroup for each tree model and obtained significant results, which would be compatible to simulated scenarios only for the genes V Cyclophylin and TCTP. The tree obtained by minimizing the deep coalescence estimated showed that A. sororcula is farther from the other two species of the genus Anastrepha. It is necessary, however, a larger investigation of different genes, particularly genes with higher evolutionary rates and an expansion of the samples of these species to consider geographical distribution and assist in studies of speciation of this group. === O gênero Anastrepha, endêmico da região Neotropical, tem grande importância econômica por causar grandes prejuízos na produção de frutos. Neste trabalho, estudamos três espécies do grupo críptico fraterculus: Anastrepha fraterculus, A. obliqua e A. sororcula. Apesar de não haver um único marcador capaz de diferenciar essas espécies, alguns marcadores morfológicos e comportamentais, são capazes de distinguí-las. Há evidências de que esses marcadores não correspondam aos padrões de variação e divergência genética dessas moscas. Investigamos o papel de diversos genes nucleares na especiação dessas moscas. Usamos uma biblioteca de cDNAs do aparelho reprodutivo de fêmeas de A. fraterculus, para a amplificação de genes expressos desse tecido. A partir de um quadro de divergência genética populacional, estimamos parâmetros demográficos relevantes que informaram a arquitetura genética da especiação neste grupo. Para estudar a separação dessas espécies, utilizamos árvores de genes como base e as comparamos com árvores de espécies. Foram amplificados 12 genes expressos na biblioteca de cDNAs. As análises de divergência populacional e nível de polimorfismo foram feitas no DNAsp e mostraram valores bem altos do nível de polimorfismo para a grande maioria dos loci e os testes de neutralidade foram significativos apenas para Fs de Fu. Esses resultados indicam uma possível expansão populacional das espécies estudadas. Estes dados foram corroborados pelos valores de q das análises realizadas pelo programa IMa2, que também mostrou uma taxa de migração alta entre a espécie mais distante na árvore para uma das outras duas. No entanto, as mesmas análises feitas com as espécies par a par não revelaram uma taxa de migração significativa entre as espécies, os valores de t e theta foram próximos dos obtidos para as análises com as espécies juntas. Fizemos também testes para detectar a presença de seleção nos diferentes loci, usando o programa PAML e obtivemos indício de seleção positiva para três genes CG7203, MLC e CG8064; o gene CG7009, no entanto, mostrou evoluir por uma seleção purificadora branda, pois não rejeitamos somente o primeiro dos dois testes. As redes haplotípicas, feitas no TCS, mostraram o agrupamento dos haplótipos das espécies para cinco dos 12 genes CG7009, CG8064, Elp, TCTP e Cyclophylin. Para o CG7009 notamos possíveis marcadores específicos para A. sororcula. Realizamos, pelo programa MESQUITE, análises de coalescência profunda comparando árvores de genes simuladas com árvores de genes reais para cada locus, colocando uma das espécies como grupo externo em cada modelo de árvore e III obtivemos resultados significativos apenas para os genes Cyclophylin e TCTP. A árvore obtida pela minimização das coalescências profundas mostrou que A. sororcula se encontra mais distante das outras duas espécies do gênero Anastrepha. Faz-se necessária, no entanto, uma investigação maior de diferentes genes, particularmente genes com taxas evolutivas mais altas e uma expansão das amostras destas espécies para considerar sua distribuição geográfica e auxiliar nos estudos da especiação deste grupo.