Plasticidade fenotípica é um processo em que um genótipo pode resultar em múltiplos fenótipos quando organismos alteram de ambiente ecológico. Um mecanismo molecular interessante constitui as mudanças epigenéticas, como metilação do DNA, relacionadas às respostas fenotípicas rápidas quando os organismos alteram o uso de ambientes. Drosophila gouveai (cluster Drosophila buzzatii) se desenvolve, obrigatoriamente, em tecidos necróticos de cactos, principalmente em P. machrisis, na natureza. Populações de D. gouveai têm apresentado isolamento geográfico, com baixa na diversidade genética por eventos de endogamia, mas dados sugerem plasticidade fenotípica na viabilidade, tempo de desenvolvimento, e estruturas morfológicas quando os organismos se desenvolvem no cacto C. hildmannianus em relação aos tecidos P. machrisii. Nesse contexto, o presente estudo teve como objetivo analisar a variação nos estados de metilação do DNA, posteriormente, o sequenciamento das regiões genômicas, e a identificação das vias moleculares por meio de análises de bioinformática, com dados obtidos do DNA genômico obtidos de organismos que se desenvolvem em diferentes ambientes, como nos tecidos dos cactos P. machrisis, em C. hildmmanianus, e ao meio, padrão de laboratório (controle), na espécie D. gouveai. As amostras biológicas originaram-se de cultivo de duas gerações consecutivas em cada tratamento, com coleta de pupas, e moscas adultas virgens (fêmeas, e outros machos). O DNA genômico foi digerido em duas reações independentes, uma com o uso da enzima HpaII (sensível à metilação), outra com o isoesquizomero MspI (não sensível à metilação), e ambas as reações com a enzima EcoRI, por meio da metodologia Methylation Sensitive Amplification Polymorphism (MSAP). O padrão molecular das restrições EcoRI-HpaII/MspI apresentou diferenças no conjunto total de bandas das amostras de pupas (324 regiões), tecidos reprodutivos de fêmeas (308 regiões), e tecidos reprodutivos masculino (201 regiões). Descobriram-se diferenças em loci sensíveis à metilação de DNA (MSL) em moscas fêmeas que foram criadas em meio padrão (MSL=82), em tecidos de cactos C. hildmannianus (MSL=65), e P. machrisii (MSL=52). Evidenciaram-se diferenças em loci metilados no DNA em moscas machos que se desenvolveram e emergiram no meio padrão (MSL=55), outras em tecidos de C. hildmannianus (MSL=54), e em P. machrisii (MSL=42). Com base no sequenciamento de DNA, identificaram-se sequências com localização em regiões do genoma, que abrangem íntron, éxons, RNA não codificador, regiões promotoras, codificadores gênicos, e elemento transponível. Essas regiões relacionam-se com processos biológicos, como apoptose celular, síntese de proteínas e comunicação núcleo-citoplasma. A metilação de DNA pode regular a atividade de transposição de elemento transponível, e contribuir para a estabilidade do genoma. Os dados corroboram a hipótese de que as mudanças no estado de metilação de citosinas no DNA estão relacionadas com vias moleculares de sinalização, o que contribui com os indivíduos que se desenvolveram em diferentes ambientes hospedeiros, como nos cactos P. machrisis, e em C. hildmmanianus, na espécie cactofílica D. gouveai.

Phenotypic plasticity is a process in which a genotype can result in multiple phenotypes when organisms change their ecological environment. An interesting molecular mechanism constitutes epigenetic changes, such as DNA methylation, related to rapid phenotypic responses when organisms change their use environments. Drosophila gouveai (cluster Drosophila buzzatii) develops, obligatorily, in necrotic tissues of cacti, mainly in P. machrisis, in nature. Populations of D. gouveai have shown geographic isolation, with low genetic diversity due to inbreeding events, but data suggest phenotypic plasticity in viability, developmental time, and morphological structures when organisms develop in C. hildmannianus cactus in relation to P. machrisii tissues. In this context, this study analyzed the variation in DNA methylation states, later, the sequencing of genomic regions, and the identification of molecular pathways through bioinformatics analysis, with data obtained from genomic DNA obtained from organisms that develop in different environments, such as in the tissues of P. machrisis cacti, in C. hildmmanianus, and in the middle, laboratory standard (control), in the species D. gouveai. The biological samples originate from the cultivation of two consecutive generations in each treatment, with a collection of pupae and virgin adult flies (females and other males). The genomic DNA was digested in two independent reactions, one with the enzyme HpaII (sensitive to methylation), another with the isoschizomer MspI (not sensitive to methylation), and both reactions with the enzyme EcoRI, using the methodology Methylation-Sensitive Amplification Polymorphism (MSAP). The molecular pattern of EcoRI-HpaII/ MspI constraints showed differences in the total set of bands from pupae samples (324 regions), female reproductive tissues (308 regions), and male reproductive tissues (201 regions). Differences were found at DNA methylation-sensitive loci (MSL) in female flies that were reared on standard medium (MSL=82), in tissues from C. hildmannianus (MSL=65), and P. machrisii cacti (MSL=52). Differences in methylated DNA loci were evidenced in male flies that developed and emerged on standard medium (MSL=55), others in C. hildmannianus tissues (MSL=54), and in P. machrisii (MSL=42). Based on DNA sequencing, sequences were identified with localization in regions of the genome, including intron, exons, non-coding RNA, promoter regions, gene coding, and transposable elements. These regions are related to biological processes, such as cellular apoptosis, protein synthesis and nucleus-cytoplasm communication. DNA methylation can regulate transposable element transposition activity and contribute to genome stability. The data support the hypothesis that changes in the methylation state of cytosines in DNA are related to molecular signaling pathways, which contributes to individuals who developed in different host environments, such as in P. machrisis cacti, and in C. hildmmanianus, in the cactophilic species D. gouveai.