QTL para termotolerancia en el ambiente térmico natural, y resistencia al estrés térmico en el modelo Drosophila

Institución otorgante:

Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Fecha:

2018-12-14

Tipo de documento: 

info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
 

Formato:

application/pdf

Idioma:

spa

Temas:

ADAPTACION TERMICA - COMA POR CALOR - ESTRES POR ALTA TEMPERATURA - LINEAS ENDOGAMICAS RECOMBINANTES - LOCI DE CARACTER CUANTITATIVO (QTL) - PRUEBA DE COMPLEMENTACION CUANTITATIVA - SUPERVIVENCIA AL ESTRES POR CALOR - TERMOTOLERANCIA - VARIACION EN EL CICLO DE VIDA - THERMAL ADAPTATION - HEAT KNOCKDOWN - HIGH-TEMPERATURE STRESS - RECOMBINANT INBRED LINES - QUANTITATIVE TRAIT LOCI - QUANTITATIVE COMPLEMENTATION TEST - HEAT-STRESS SURVIVAL - THERMOTOLERANCE - LIFE CYCLE

Descripción:

La temperatura ambiental afecta significativamente la distribución, abundancia y evolución de los organismos. En condiciones de estrés por alta temperatura, la supervivencia en cada estadio del ciclo de vida es importante para la adaptación de poblaciones en un escenario de calentamiento global. En este estudio se utilizó Drosophila melanogaster como un organismo modelo para investigar la base genética de la tolerancia al calor en estadios del ciclo de vida que en la literatura fueron poco estudiados con respecto a la termotolerancia. Se realizaron mapeos del intervalo compuesto para identificar loci de un carácter cuantitativo (QTL) que determinan la variabilidad en la supervivencia al estrés por calor en huevos y en larvas. Para ello se utilizaron líneas endogámicas recombinantes (RIL) que segregan variación extrema en la resistencia al coma por calor. Los QTLs identificados en este estudio se compararon con QTLs de termotolerancia previamente identificados en moscas adultas en condiciones estandarizadas de laboratorio. El mapeo de QTLs en larvas se realizó en un ambiente térmico natural en verano, con el objeto de evaluar la magnitud del efecto de cada QTL y su co-localización con QTLs previamente identificados en el laboratorio. La razón para ello es que el ambiente natural puede diferir ampliamente del correspondiente a estudios de laboratorio. Se realizó una prueba de complementación cuantitativa con líneas que portan deficiencias para el QTL que mostró el mayor efecto en el experimento a campo. Asimismo, se investigó una asociación clinal entre la resistencia al coma por calor en moscas adultas y la altitud de la población de origen en la especie cactófila Drosophila buzzatii, en el Noroeste de Argentina. Todos los QTLs identificados para la supervivencia de larvas a adultos en el ambiente térmico natural, solaparon con los QTL de termotolerancia ya conocidos en moscas adultas en condiciones de laboratorio. El QTL de mayor efecto fue detectado en el cromosoma X, y colocaliza con un QTL de termotolerancia ya identificado en la banda 10X en moscas adultas en el laboratorio. El análisis supervivencia al estrés por calor en huevos reveló que los individuos en este estadio inmóvil del ciclo de vida son mucho más tolerantes que en los estadios móviles del ciclo de vida (larvas y moscas adultas). Por otra parte, la base genética de la tolerancia al calor en huevos fue diferente a la conocida en moscas adultas y larvas, ya que los QTL de termotolerancia al calor en huevos no coincidieron en posición con los conocidos en larvas y adultos. Además, las líneas RIL de alta termotolerancia al calor en adultos (RIL-SH2) tuvieron, en huevos, menor termotolerancia que el panel de línea RIL de baja resistencia al calor en adultos (RIL-D48). Respecto de la clina altitudinal estudiada para la resistencia al coma por calor en moscas adultas, los resultados indican que las moscas de más altas elevaciones son menos resistentes al coma por calor, pero muestran igual o incluso mayor supervivencia al estrés por elevada temperatura que las poblaciones de bajas elevaciones o de altitud cercana al nivel del mar. Los resultados de este estudio demuestran que la base genética de la tolerancia al calor en el estadio de huevo difiere ampliamente con respecto a larvas y adultos. En cuanto al estadio larvario, se observó una alta co-localización de QTLs con respecto al estadio adulto, previamente estudiado. Estos resultados no resultan sorprendentes si se considera que el estadio de “huevo” está controlado por un programa de desarrollo muy diferente al de larvas en insectos Dípteros. Estos resultados son muy importantes porque demuestran por vez primera que la base genética de la resistencia al calor difiere ampliamente en el estadio de huevos respecto al resto de los estadios del ciclo de vida de un insecto. Asimismo, el estudio presente demuestra que la termotolerancia en huevos y larvas también es genéticamente variable. El mapeo de QTL en un ambiente térmico natural desarrollado en larvas, llena un vacío existente en nuestro conocimiento sobre la base genética de termotolerancia en el laboratorio y su correlato en la naturaleza. Finalmente, el análisis clinal de termotolerancia en moscas adultas de D. buzzatii muestra que diferentes caracteres de termotolerancia pueden diferir ampliamente en cuanto a la selección térmica experimentada en la naturaleza. En particular, la resistencia al coma por calor disminuye con la altitud de origen de la población mientras que la supervivencia al estrés por calor muestra un patrón un diferente de variación altitudinal.

Identificador:

https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6526_Borda