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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.41.2018.tde-02042018-150706
Document
Author
Full name
Paulo Cseri Ricardo
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2017
Supervisor
Committee
Arias, Maria Cristina (President)
Barros, Mário Henrique de
Lessinger, Ana Claudia
Mingroni Netto, Regina Celia
Title in Portuguese
Heteroplasmia em Bombus morio (Hymenoptera, Apidae) e impactos em estudos evolutivos
Keywords in Portuguese
Bombus morio
Fidelidade de amplificação
Heteroplasmia
MtDNA
Abstract in Portuguese
A utilização de sequências do DNA mitocondrial (mtDNA) como marcadores moleculares na investigação da diversidade genética e evolução é muito difundida, auxiliando na realização de inferências em inúmeros trabalhos. Apesar de sua inegável importância, a utilização dessas sequências como marcadores moleculares suscita algumas questões. A heteroplasmia, por exemplo, é reconhecida como um desafio na utilização de sequências do mtDNA. Este estado ocorre quando um organismo apresenta diferentes haplótipos mitocondriais. Em um trabalho anterior, foram encontrados indícios que sugeriam a presença de heteroplasmia na espécie de abelha Bombus morio. O trabalho atual investigou de forma mais detalhada a presença de heteroplasmia nessa espécie, assim como fatores que podem influenciar na identificação desse estado. Os resultados obtidos confirmaram a existência de heteroplasmia nessa espécie, e identificaram que alguns haplótipos heteroplásmicos foram compartilhados entre indivíduos de localidades distintas. Esses haplótipos heteroplásmicos compartilhados sugerem a existência de heteroplasmia estável em B. morio, o que pode influenciar inferências evolutivas, e em especial, os estudos populacionais. Também foi detectada a presença de NUMTs, pseudogenes nucleares resultantes da transferência de sequências do mtDNA para o genoma nuclear. Esses NUMTs apresentaram grande divergência de sequência em relação aos haplótipos mitocondriais, o que poderia afetar análises filogenéticas e populacionais, além da identificação de espécies por meio do DNA barcoding. Ainda, erros de amplificação podem ser falsamente interpretados como variação intraindividual do DNA mitocondrial (mtDNA), superestimando o número de haplótipos, principalmente quando polimerases de baixa fidelidade são utilizadas. Por fim, os resultados observados neste trabalho sugerem que a utilização de sequências do mtDNA deve ser utilizada de forma cautelosa, e indícios de heteroplasmia, como a presença de picos duplos, não devem ser ignorados. Quando essas evidências são observadas investigações mais detalhadas devem ser aplicadas, a fim de aferir qual a sua origem, e, no caso da heteroplasmia ser confirmada, quais as possíveis consequências produzidas pela presença desse estado
Title in English
Heteroplasmy in Bombus morio (Hymnoptera, Apidae) and impacts in evolutionary studies
Keywords in English
Amplification fidelity
Bombus morio
Heteroplasmy
MtDNA
Abstract in English
The mitochondrial DNA sequences (mtDNA) have been widely applied as molecular markers in the investigation of genetic diversity and evolution. Despite its undeniable importance, the use of these sequences as molecular markers may present some drawbacks. Heteroplasmy, for example, is recognized as a challenge. This state occurs when an individual has different mitochondrial haplotypes. In a previous work, evidences suggesting the presence of heteroplasmy in the bumblebee Bombus morio were verified. The present work investigated in more detail the presence of heteroplasmy in this species, as well as factors that may influence the identification of this state. The results confirmed the existence of heteroplasmy in this species, and identified that some heteroplasmic haplotypes were shared between individuals from different locations. These shared heteroplasmic haplotypes suggest the existence of stable heteroplasmy in B. morio, which may interfere in evolutionary inferences, especially in population studies. NUMTs, nuclear pseudogenes resulting from the transfer of mtDNA sequences to the nuclear genome, were also detected. These NUMTs showed great sequence divergence from mitochondrial haplotypes, which could affect phylogenetic and population analyzes, as well as species identification through DNA barcoding. In addition, it was observed that amplification errors might be misinterpreted as mtDNA intraindividual variation and overestimates the number of intraindividual haplotypes, especially when low fidelity polymerases are used. Finally, the results observed in this study suggest that the use of mtDNA sequences should be used carefully, and evidences of heteroplasmy, such as the presence of double peaks, should not be ignored. Additional investigations should be applied in case of heteroplasmy evidences to ascertain your source and the consequences of the presence of this state
 
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Paulo_Ricardo.pdf (8.22 Mbytes)
Publishing Date
2018-04-18
 
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