Análisis de la variabilidad nucleotídica en regiones no codificantes del cromosoma 2L de poblaciones naturales de Drosophila melanogaster

Abstract

Drosophila melanogaster es un organismo perfecto para el estudio de los modelos de adaptación local debido fundamentalmente a ser una especie cosmopolita, que se ha expandido fuera de África Subsahariana en épocas relativamente recientes. Esto hace que, en el caso de las poblaciones derivadas, se espera poder detectar la huella de su adaptación a nuevos hábitats. Este trabajo ha estudiado la variabilidad nucleotídica en el cromosoma 2L en regiones intergénicas de tres poblaciones de África, una de Europa y una de Estados Unidos. Además, para dos de estas poblaciones geográficas se han considerado dos muestras distintas según su ordenación cromosómica. Para la selección de las regiones a estudiar, se ha desarrollado un script en R que extrae información del archivo de la anotación del genoma de D. melanogaster. Para cada región se han calculado estadísticos de neutralidad y de diferenciación genética entre poblaciones, utilizando diversos programas. El patrón de variabilidad nucleotídica de todas las poblaciones es muy similar, pero se ha detectado diferenciación genética entre seis de las poblaciones, comportándose de igual manera cuando se considera cada región independientemente que cuando se consideran todas las regiones conjuntamente, o agrupadas según se encuentran dentro o fuera de la inversión. Destaca que mientras las dos poblaciones “cromosómicas” de Zambia, están muy diferenciadas, las dos de EEUU, no lo están en absoluto. Este hecho parece indicar que la barrera a la recombinación entre los dos tipos de cromosomas, que parece persistir en África, se hubiera roto en las poblaciones derivadas.

Drosophila melanogaster is a perfect organism for the study of local adaptation patterns mainly because it is a cosmopolitan species, which has expanded out of sub-Saharan Africa in relatively recent times. This means that, in the case of derived populations, we hope to be able to detect the imprint of its adaptation to new habitats. This work has studied nucleotide variability on chromosome 2L in intergenic regions of three populations from Africa, one from Europe and one from the United States. In addition, for two of these geographic populations, two different samples have been considered according to their chromosomal arrangement. For the selection of the regions to be studied, an R script has been developed that extracts information from the D. melanogaster genome annotation file. For each region, statistics of neutrality and genetic differentiation between populations were calculated using different programs. The pattern of nucleotide variability of all the populations is very similar, but genetic differentiation has been detected among six of the populations, behaving in the same way when each region is considered independently as when all the regions are considered together, or grouped according to whether they are inside or outside the inversion. It is noteworthy that while the two "chromosomal" Zambian populations are highly differentiated, the two US populations are not differentiated at all. This fact seems to indicate that the barrier to recombination between the two types of chromosomes, which seems to persist in Africa, has been broken in the derived populations.

Drosophila melanogaster és un organisme perfecte per a l'estudi dels models d'adaptació local degut fonamentalment a ser una espècie cosmopolita, que s'ha expandit fora d'Àfrica Subsahariana en èpoques relativament recents. Això fa que, en el cas de les poblacions derivades, s'espera poder detectar la petjada de la seva adaptació a nous hàbitats. Aquest treball ha estudiat la variabilitat nucleotídica en el cromosoma 2L en regions intergèniques de tres poblacions d'Àfrica, una d'Europa i una dels Estats Units. A més, per a dos d'aquestes poblacions geogràfiques s'han considerat dues mostres diferents segons la seva ordenació cromosòmica. Per a la selecció de les regions a estudiar, s'ha desenvolupat un script en R que extreu informació de l'arxiu de l'anotació del genoma de D. melanogaster. Per a cada regió s'han calculat estadístics de neutralitat i de diferenciació genètica entre poblacions, utilitzant diversos programes. El patró de variabilitat nucleotídica de totes les poblacions és molt similar, però s'ha detectat diferenciació genètica entre sis de les poblacions, comportant-se d'igual manera quan es considera cada regió independentment que quan es consideren totes les regions conjuntament, o agrupades segons es troben dins o fora de la inversió. Destaca que mentre les dues poblacions “cromosòmiques” de Zàmbia, estan molt diferenciades, les dues dels EUA, no ho estan en absolut. Aquest fet sembla indicar que la barrera a la recombinació entre els dos tipus de cromosomes, que sembla persistir a Àfrica, s'hagués trencat en les poblacions derivades.