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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.41.2020.tde-30112020-012851
Document
Author
Full name
Thainá Cortez Silva
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2020
Supervisor
Committee
Andrade, Sonia Cristina da Silva (President)
Dias, Gustavo Muniz
Miyaki, Cristina Yumi
Solferini, Vera Nisaka
Title in Portuguese
Diversidade genômica do gastrópode Littoria flava (King & Broderip, 1832) e estudo de padrões de fluxo gênico
Keywords in Portuguese
1. Fluxo gênico
2. Littorinidae
3. Metapopulação
4. NGS
5. Seascape genetics
Abstract in Portuguese
A genética de paisagens marinhas dedica-se a entender como o movimento dos organismos afeta a conectividade das populações. Para espécies com larvas planctotróficas, essa não é uma tarefa trivial, pois as trajetórias e a duração dos estágios larvais são dificilmente previsíveis. Muitos desses grupos frequentemente revelam pouca ou nenhuma diferenciação genética populacional. Entretanto, estudos recentes identificaram algumas espécies que apresentam uma forte estruturação genética em macro e micro escalas espaciais. O presente estudo buscou entender os processos demográficos e fatores ambientais que moldam a dinâmica populacional de um organismo não modelo. Para tanto, foi utilizada a técnica Genotyping-by-Sequencing (GBS) para obtenção de polimorfismos de nucleotídeo único (Single-Nucleotide-Polymorphism, SNPs), e dois genes mitocondriais (mtDNA) de Littoraria flava. As amostras foram coletadas em 11 localidades distribuídas ao longo da costa brasileira, onde em seis foram feitos transectos horizontais. A análise de história demográfica usando mtDNA sugeriu expansão demográfica nas populações Sabiaguaba e Alagoas (Tajima's D = -1.665 e -1.174, respectivamente, p-value < 0,05). Com base em 6.094 SNPs, foram encontrados três grupos genéticos distintos nas populações amostradas (K = 3). Além disso, uma estrutura genética fraca, porém significativa, foi detectada para ambos os marcadores (mtDNA FST = 0,01353 e SNPs FST = 0,07675, p <0,05). Não foram detectados sinais de subestruturação entre os pontos dos transectos, divergindo dos reusltados encontrados com alozimas em trabalhos prévios. A maioria das populações revelou deficiência de heterozigotos com altos valores de FIS. Apesar desses resultados parecerem refletir um fluxo gênico de acordo com um modelo de metapopulação, outros fenômenos seriam capaz de produzir os mesmos padrões. A análise de genética de paisagens indicou que variáveis relacionadas a temperatura e precipitação são potencialmente capazes de gerar adaptação local. Alguns loci contend SNPs candidatos parecem ter papéis importantes na locomoção larval, órgãos sensoriais, mobilidade espermática e adesão epitelial ao substrato. Apesar do pouco conhecimento sobre esses mecanismos em L. flava, dada a relevância funcional, esses caracteres poderiam estar sob seleção e/ou adaptação ambiental.
Title in English
Genomic diversity of the gastropod Littoria flava (King & Broderip, 1832) and study of gene flow patterns
Keywords in English
1. Gene flow
2. Littorinidae
3. Metapopulation
4. NGS
5. Seascape genetics
Abstract in English
Seascape genetics has been dedicated to understanding how the movement of organisms affects populations connectivity. For species with planktonic larvae, this is not a trivial task, since trajectories and duration of larval stages are hardly predictable. Many of these groups often reveal little or no genetic differentiation among populations. However, recent studies have identified species presenting a strong genetic structure on both large and small spatial scales. This study aimed to understand the demographic processes and environmental factors shaping the population dynamics of a non-model organism. With this purpose, we used Genotyping-by-Sequencing (GBS) to obtain Single-Nucleotide-Polymorphisms (SNPs) markers and two mitochondrial genes (mtDNA) of Littoraria flava. The samples were collected from 11 locations distributed along the Brazilian coast, where in six horizontal transects were designed. The demographic history analysis using mtDNA suggested demographic expansion in the Sabiaguaba and Alagoas populations (Tajima's D = -1.665 and -1.174, respectively, p-value < 0.05). Based on 6,094 SNPs markers, three distinct clusters across the sampled populations (K = 3) were found. Additionally, a weak but significant genetic structure was detected for both sets of markers (mtDNA FST = 0.01353 and SNPs FST = 0.07675, p < 0.05). There were no signs of substructure among the sites within transects, diverging from previous results using allozymes. Most populations revealed heterozygote deficiency with high values of FIS. Despite the results that might reflect a gene flow according to a metapopulation model, other phenomena could produce the same patterns. The seascape genetic analyses indicated that predictors related to temperature and precipitation are potential preditors to cause local adaptation. Some loci containing candidate SNPs appear to be important functions on larval locomotion, sensory organs, sperm mobility and epithelial adhesion to the substrate. Despite the poor knowledge about these mechanisms in L. flava, considering their functional relevance, these traits could be under environmental selection and/or adaptation.
 
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Release Date
2022-11-30
Publishing Date
2021-02-15
 
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