Browsing by Author "Costa, Filipe Oliveira"
Now showing 1 - 10 of 19
Results Per Page
Sort Options
- Adaptação local na abelha ibéricaPublication . Henriques, Dora; Wallberg, Andreas; Chávez-Galarza, Julio; Neves, Cátia J.; Costa, Filipe Oliveira; Webster, Matthew T.; Pinto, M. AlicePerceber a base genética do processo de adaptação permite uma previsão de como os organismos poderão responder a mudanças ambientais. A sequenciação de genomas a baixo custo, juntamente com os avanços das ferramentas estatísticas e computacionais possibilitam a compreensão da base genética da adaptação. O objectivo deste trabalho é o estudo da adaptação local da abelha ibérica, tendo como base algoritmos que permitem a incorporação de dados genéticos e ambientais. A Península Ibérica constituiu um local de interesse para este tipo de estudos por ser constituída por uma diversidade climática como Mediterrânico e Atlântico. Foram sequenciados 86 genomas de indivíduos distribuídos em 3 transectos (Atlântico, Central e Mediterrâneo) de forma a representar a diversidade climática existente na Península Ibérica. Em cada ponto de amostragem os dados de latitude e longitude foram recolhidos e variáveis ambientais foram retiradas das bases de dados WorldClim e Climatic Research Unit. Os métodos LFMM e Samβada, que integram informação genética e ambiental foram utilizados para procurar sinais de selecção. A vantagem destes métodos é que se pode perceber quais as variáveis ambientais que exercem uma pressão selectiva e que genes estão associados a cada variável. No total foram identificados 1289449 SNPs, dos quais 2193 mostraram estar significativamente associados com variáveis ambientais. Estes estão localizados em 826 genes. No conjunto das variáveis ambientais utilizadas, a longitude, latitude e precipitação apresentaram um maior num de SNPs associados. Foram encontrados genes com diversas funções, por exemplo quatro genes parecem relacionados com o desenvolvimento do sistema imunitário e este encontram associados à longitude, para a latitude proteínas de ligação parecem ser predominantes, já na precipitação aparecem genes relacionados com a morfogénese, actividade transportadora transmembranar e actividade olfactória. Este estudo representa primeira tentativa de compreender a base genética da adaptação local a partir de genomas completos.
- Detection of loci under selection in Apis mellifera iberiensis as compared with two frequentist methodsPublication . Chávez-Galarza, Julio; Henriques, Dora; Johnston, J. Spencer; Azevedo, João; Muñoz, Irene; De la Rúa, Pilar; Patton, John C.; Costa, Filipe Oliveira; Pinto, M. AliceGenome scans with many genetic markers provide the opportunity to investigate local adaptation in natural populations and identify candidate genes under selection. The recent advent of high-throughput Single Nucleotide Polymorphism (SNP) genotyping technologies have opened new perspective of research and these markers are commonly observed in functional genes making them ideal markers to study adaptive molecular variation. This approach has become commonly employed in ecological and population genetics studies to detect outlier loci that are putatively under selection. Herein, we show a preliminary exploration of a gnome scan to detect signatures of selection on the Iberian honey bee genome The objective of this study was to determine loci under selection of A m. iberiensis by using SNPs. Over 711 individuals were sampled in the lberian Peninsula across three Latitudinal transects and then genotyped for 1536 SNPs using the Golden Gate Assay of Illumina. Loci under selection were identified by two frequentist methods: Fdist, implemented in LOSITAN, and BAYESCAN. There were identified 22 loci under selection by BAYESCAN and 12 Loci by LOSITAN, being 10 Loci detected by both methods. The SNPs under selection were located in linkage group I1 4, 6, 7, 8, 9, 10, 11 , 12, 13 and 15 from honey bee genome and may be related to genes with diverse functions as hormonal, nervous, development, cell signaling and some unknown.
- From the popular tRNAleu-COX2 intergenic region to the mitogenome: insights from diverse honey bee populations of Europe and North AfricaPublication . Henriques, Dora; Chávez-Galarza, Julio; Quaresma, Andreia; Neves, Cátia J.; Lopes, Ana Rita; Costa, Cecilia; Costa, Filipe Oliveira; Rufino, José; Pinto, Maria A.The tRNAleu-COX2 intergenic region of the mitochondrial DNA has been used for assessing diversity in honey bee (Apis mellifera L.) populations worldwide. However, differential mutation rates in different partitions of the mitogenome may produce incongruent results. In this study, we sequenced 123 mitogenomes of 7 subspecies from lineages A, M, and C. This allowed generating a comprehensive dataset to investigate the phylogenetic and phylogeographic congruence among the mitogenome, individual genes, and the tRNAleu-COX2 region.We showed that the diversity patterns inferred fromthe tRNAleu-COX2 marker are not fully paralleled by those obtainedwith the mitogenome and the individual genes; while the three lineages are supported by these, the African sub-lineages and the haplotypes are not. Thus, conclusions drawn from the tRNAleu-COX2 region need to be taken with caution and this marker may not be appropriate to infer phylogenetic relationships between honey bee colonies.
- Genome-wide detection of signatures of selection in non- synonymous positions of iberian honey bee (Apis mellifera iberiensis)Publication . Henriques, Dora; Chávez-Galarza, Julio; Wallberg, Andreas; Neves, Cátia J.; Rufino, José; Costa, Filipe Oliveira; Webster, Matthew T.; Pinto, M. AliceMaternal and biparental genetic surveys of the Iberian honey bee (Apismelliferaiberiensis) populations have revealed complex and incongruent patterns of variation which have yet to be completely understood. Complex patternsare expected inregions like the Iberian Peninsulabecause (1) itcomprises a diverse range of habitats and climates,(2) it has served as a glacial refugium during the Pleistocene, and (3) it has functioned as a bridge for populations migrating between Africa and Europe. While the demographic history played an important role in shaping the genome of the Iberian honey bee, selection is an evolutionary force that cannot be discarded. In this study we used Illumina technology to sequence the whole genomes of 87 Iberian honey bees collected across three longitudinal transects in the Iberian Peninsula. The whole-genome dataset was scanned for signatures of selection using two genetic-environment association methods (LFMM and Samβada). A total of 828 SNPs, spanning 308 genes, were detected by both methods. Of the 308 genes,25 have SNPs in non-synonymous positions which were analyzed for positive selectionusing eight codon-substitution models (four neutral and four under selection) implemented by PAML and Selecton softwares.Of the 25 genes, 13 out show signals of positive selection. Functional annotation indicates that these genes are involved in various biological processes such as sensory perception of smell (2 genes), oxidation-reduction (2 genes), neurogenesis (1 gene) and cellular response to starvation (1 gene). This study represents an important first step into understanding local adaptation of Iberian honey bees.
- Inferência da estrutura populacional de Apis mellifera iberiensis utilizando marcadores nucleares (polimorfismo de nucleótido simples, SNP) e mitocondrialPublication . Chávez-Galarza, Julio; Henriques, Dora; Johnston, J. Spencer; Azevedo, João; Rufino, José; Costa, Filipe Oliveira; Pinto, M. AliceA Península Ibérica alberga a maior complexidade e diversidade da abelha melífera na Europa, pelo que desvendar a história evolutiva da subespécie Apis mellifera iberiensis é um desafio. Com o objectivo de decifrar quais os mecanismos subjacentes a esta diversidade, diversos estudos têm sido efectuados. Estudos iniciais usando a morfologia e alozimas mostraram a existência de um gradiente desde África até ao Norte de Europa, sendo as abelhas ibéricas caracterizadas como tendo um fenótipo intermédio. Por outro lado, a análise do mtDNA indicou a co‐ocorrência de duas linhagens divergentes (Africana, A, e Norte Europeia, M)) formando um cline com orientação sudoeste ‐ nordeste. Estes dois padrões levaram os cientistas a proporem duas hipóteses para explicar a origem da abelha ibérica. Enquanto a primeira hipótese, baseada na morfologia e alozimas, defende um processo de intergradação primária, a segunda hipótese, usando o mtDNA, defende um contacto secundário recente entre populações do norte de África e da Península Ibérica. Por outro lado, os microsatélites não suportam nenhuma das hipóteses. Numa tentativa de resolver este debate efectuou‐se uma amostragem constituída por 711 indivíduos distribuídos ao longo de três transeptos na Península Ibérica. Estes indivíduos foram genotipados usando tanto marcadores nucleares (polimorfismo de nucleótido simples, SNP) como (região tRNAleu‐ cox2 do mtDNA). Diversas análises foram efectuadas usando ferramentas bioinformáticas de genética populacional e de genética da paisagem. Os resultados dos dois marcadores utilizados são concordantes, recuperando cline sudoeste‐nordeste. No entanto, os níveis de diferenciação entre as populações Ibéricas e as do Norte de África não suportam um contacto secundário recente.
- Is there Apis mellifera ligustica and A. m. carnica introgression in A. m. iberiensis?Publication . Chávez-Galarza, Julio; Johnston, J. Spencer; Azevedo, João; Muñoz, Irene; De la Rúa, Pilar; Patton, John C.; Costa, Filipe Oliveira; Pinto, M. AliceSeveral studies have grouped the A. mellifera subspecies into five lineages (A, M, C, O and Y). Honey bees occurring in the Iberian Peninsula are considered a particular subspecies, named Apis mellifera iberiensis, originated by natural hybridization among lineages A (African) and M (western European). This study seeks to identify the level of introgression of lineage C honey bees (A. m. ligustica and A.m. carnica) in Iberian honey bees potentially caused by introduction of foreign queens by carrying out a genome wide analysis using SNPs. Over 748 individuals belonging to 23 populations sampled across three Iberian transects were genotyped for 1536 SNPs. Honey bees of lineage C A. m. ligustica and A. m. carnica were used as reference populations. The level of introgression was assessed by using Bayesian clustering methods. Our results indicate that introgression of A. m. ligustica and A.m. carnica is not noticeable in all A. m. iberiensis populations.
- Padrões de diversidade genética da abelha ibérica (Apis mellifera iberiensis): implicações para a conservação e melhoramentoPublication . Pinto, M. Alice; Chávez-Galarza, Julio; Henriques, Dora; Johnston, J. Spencer; De la Rúa, Pilar; Patton, John C.; Costa, Filipe Oliveira; Azevedo, JoãoA conservação da diversidade genética das populações locais de abelhas é fundamental à sustentabilidade da actividade apícola. Em primeiro lugar, porque a diversidade genética é a matéria-prima sobre a qual a selecção (natural ou artificial) actua, permitindo a adaptação das abelhas às cada vez mais rápidas alterações ambientais (pesticidas, novos patogénios e parasitas) e às exigências de uma actividade apícola cada vez mais competitiva. Em segundo lugar, porque a perda de diversidade genética pode conduzir à consanguinidade e à redução do valor adaptativo das colónias podendo-se traduzir em perdas de produtividade e menor resistência aos parasitas e patogénios, entre outros efeitos. Nesta comunicação apresentaremos os avanços científicos mais importantes sobre os padrões de diversidade genética da abelha ibérica alcançados pelo grupo de investigação do CIMO em colaboração com a Universidad de Murcia, University of Purdue e Texas A&M University. Para além da colecção de abelha ibérica temos também analisado amostras de outras origens geográficas incluindo norte e leste da Europa e norte de África. As mais de 3000 amostras têm vindo a ser analisadas usando marcadores mitocondriais e nucleares (“single nucleotide polymorphism”, SNPs), através da aplicação das mais avançadas ferramentas moleculares e analíticas. Esta apresentação centrar-se-á principalmente na abelha ibérica onde abordaremos (i) o padrão geográfico de diversidade mitocondrial e nuclear, (ii) os resultados do scan genómico que revelam as regiões do genoma que emitem um forte sinal de selecção e que parecem estar envolvidas na adaptação da abelha ibérica ao meio ambiente, (iii) o grau de introgressão de A.m. ligustica e A.m. carnica no genoma da abelha ibérica e comparação com os resultados que obtivemos para a A.m. mellifera. Este estudo constitui a mais recente e completa caracterização genética da abelha ibérica proporcionando informação de base que pode ser útil em programas de melhoramento e conservação da abelha ibérica.
- Padrões de diversidade neutral e adaptativa da abelha ibérica: um projecto de investigação à escala da península ibérica que integra as mais avançadas tecnologias moleculares e analíticasPublication . Pinto, M. Alice; Azevedo, João; Costa, Filipe Oliveira; Patton, John C.; Johnston, J. Spencer; De la Rúa, PilarA Península Ibérica é reconhecida como um importante hotspot de diversidade e endemismos de numerosas espécies de plantas e animais, representando por isso uma das regiões prioritárias para a conservação na Europa. Vários factores geomorfológicos e ambientais contribuíram para esta riqueza, nomeadamente: (i) localização geográfica no extremo sudoeste da Europa; (ii) isolamento em relação ao resto da Europa pela barreira geográfica dos Pirenéus; (iii) complexidade fisiográfica; (iv) diversidade climática resultante da heterogeneidade fisiográfica e das influências contrastantes do Atlântico e do Mediterrâneo. A conjugação destes factores fez da Península Ibérica não só um berço de diferenciação e especiação como também um importante refúgio que abrigou durante os vários períodos glaciares do Pleistoceno muitas das espécies de plantas e animais que hoje colonizam o Norte e Centro da Europa (Hewitt, 1999). A abelha negra (Apis mellifera mellifera), por exemplo, é um desses organismos cuja história está inextrincavelmente ligada à Península Ibérica. Estudos moleculares sugerem que esta subespécie de abelha melífera tem origem num refúgio glaciar Ibérico a partir do qual se expandiu (Miguel et al., 2007) até ocupar a área actual que vai desde França até à Escandinávia e desde as Ilhas Britânicas até à Ucrânia.
- Padrões de variação genética em loci sob selecção na abelha ibérica: comparação da selecção balanceada e direccionalPublication . Henriques, Dora; Chávez-Galarza, Julio; Johnston, J. Spencer; Azevedo, João; Muñoz, Irene; De la Rúa, Pilar; Patton, John C.; Costa, Filipe Oliveira; Pinto, M. AliceA Península Ibérica tem sido reconhecida como um "hotspot" de diversidade c endemismo para diversas espécies quer animais quer vegetais. Em parte esta grande diversidade encontrada na Península Ibérica deve-se ao flicto de este local ter sido utilizado como refúgio por diferentes espécies durante as glaciaçôes A abelha é um dos muitos casos onde este processo aconteceu. Na verdade, a Península Ibérica é umas das regiões da Europa onde esta espécie apresenta uma maior diversidade c complexidade genética. A abelha ibérica que está distribuída pela Península Ibérica é o fruto de uma hibridação natural entre a linhagem Africana c a linhagem da Europa ocidental. O estudo de zonas híbridas tem sido muito importante para compreender os processos evolutivos que levaram à complexidade genética tão característica dos refúgios O objectivo deste trabalho é fazer uma abordagem inicial para perceber como é que os diferentes tipos de selecção (balanceadora e direccional) influenciam a diversidade genética das abelhas na Península Ibérica e tentar perceber qual o papel da selecção na divergência adaptativa das populações. Para tal foram calculadas algumas cstatisticas sumárias e também toram utilizados diversos sothvares que implementam algoritmos Bayesianos de forma a verificar que estrutura é captada ao utilizar-se as regiões do genoma sob diferentes tipos de selecção (balanceadora ou direccional). No total foram detectados 22 loci sob selecção usando o Bayescan, 9 dos quais apresentavam aparentam estar sob de uma selecção balanceada c 13 sob selecção direccional. Neste trabalho é representado o padrão obtido utilizado software "STRUCTURE”
- Patrones de diversidad neutral y adaptativa de la abeja IbéricaPublication . Pinto, M. Alice; Azevedo, João; Costa, Filipe Oliveira; Patton, John C.; Johnston, J. Spencer; De la Rúa, PilarLa península ibérica es conocida como un importante foco (hotspot) de diversidad y endemismos de numerosas especies de plantas y animales representando por ello una de las regiones prioritarias por la conservación en Europa. Varios factores geomorfológicos y ambientales contribuyen a esta riqueza, concretamente: la localización geográfica en el extremo sudoeste de Europa, el aislamiento en relación al resto de Europa por la barrera geográfica de los Pirineos, la complejidad fisiográfica y la diversidad climática resultante de la heterogeneidad fisiográfica y de las distintas influencias del Atlántico y del Mediterráneo. Una conjugación de estos factores hacen de la península ibérica no solo uno cuna de diferenciación y especiación sino también un importante refugio que albergó durante varios periodos glaciales del Pleistoceno muchas de las especies de plantos y animales que hoy colonizan el Norte y el Centra de Europa {Hewitt, 1999).