Browsing by Author "Wallberg, Andreas"
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- Desenvolvimento de painéis de SNPs ultra-reduzidos a partir de dados de sequenciaçãoPublication . Henriques, Dora; Parejo, Melanie; Vignal, Alain; Wragg, David; Wallberg, Andreas; Webster, Matthew T.; Pinto, M. AliceA abelha melífera, Apis mellifera L., tem um papel fundamental no funcionamento dos ecossistemas e na produção de alimentos, no entanto, está sujeita a diversas ameaças. Entre outras, a introdução em larga escala de raças comerciais (normalmente com ancestralidade da Europa Oriental ou linhagem C) leva a uma hibridação introgressiva quebrando os complexos de genes adaptados localmente, os quais são cruciais para uma sustentabilidade a longo prazo das populações nativas. Esta ameaça tem sido alvo de preocupação na Europa Ocidental onde a subespécie nativa A. m. mellifera está seriamente ameaçada pela introgressão e a outra, a abelha ibérica, A. m. iberiensis, pode vir a ter o mesmo destino. Foram desenvolvidos quatro painéis ultra-reduzidos do marcador molecular designado polimorfismo de nucleótido simples (SNPs; 37-40 SNPs, cada) que podem ser usados de forma independente ou combinada para estimar introgressão genética na abelha ibérica. Como base usamos o genoma completo de 176 indivíduos (117 A. m. iberiensis e 59 linhagem C). A seleção dos SNPs foi feita usando o índice de diferenciação (FST), sendo apenas utilizados os SNPs fixos (FST=1). Adicionalmente, avaliamos os efeitos do tamanho da amostra e da amostragem geograficamente confinada no número de SNPs fixos. Verificamos que existe um enviesamento quando o tamanho da amostra é ≤10 e quando a amostragem representa uma pequena porção da diversidade genética. Finalmente, demonstramos que os painéis ultra-reduzidos, individualmente ou combinados, são rigorosos na estimação da introgressão da linhagem C em A. m. iberiensis, apresentando-se como uma ferramenta de grande utilidade na monitorização da integridade genética desta subespécie.
- Developing reduced SNP assays from whole-genome sequence data to estimate C-lineage introgression in the Iberian honeybee (Apis mellifera iberiensis)Publication . Henriques, Dora; Parejo, Melanie; Vignal, Alain; Wragg, David; Wallberg, Andreas; Webster, Matthew T.; Pinto, M. AliceThe honeybee has been subject to a growing number of threats. In Western Europe one such threat is large-scale introductions of commercial strains (C-lineage), which is leading to introgressive hybridization and even the local extinction of native populations (M-lineage). Here, we developed reduced assays of highly informative SNPs from 176 whole genomes to estimate C-lineage introgression in ;M-lineage subspecies Apis mellifera iberiensis. We started by evaluating the effects of sample size and sampling a geographically restricted area on the number of highly informative SNPs. We demonstrated that a bias in the number of fixed SNPs (FST=1) is introduced when the sample size is small (N≤10) and when sampling only captures a small fraction of a population’s genetic diversity. These results underscore the importance of having a representative sample when developing reliable reduced SNP assays for organisms with complex genetic patterns. We used a training dataset to design four independent SNP assays selected from pairwise FST between the Iberian and C-lineage honeybees. The designed assays, which were validated in holdout and simulated hybrid datasets, proved to be highly accurate and can be readily used for monitoring populations not only in the native range of A. m. iberiensis in Iberia but also in the introduced range in the Balearic islands, Macaronesia, and South America, in a time- and cost-effective manner. While our approach used the Iberian honeybee as model system, it has a high value in a wide range of scenarios for the monitoring and conservation of potentially hybridized domestic and wildlife populations.
- Developing reduced SNP assays from whole-genome sequence data to estimate introgression in an organism with complex genetic patterns, the Iberian honeybee (Apis mellifera iberiensis)Publication . Henriques, Dora; Parejo, Melanie; Vignal, Alain; Wragg, David; Wallberg, Andreas; Webster, Matthew T.; Pinto, M. AliceThe most important managed pollinator, the honeybee (Apis mellifera L.), has been subject to a growing number of threats. In western Europe, one such threat is large- scale introductions of commercial strains (C- lineage ancestry), which is leading to introgressive hybridization and even the local extinction of native honeybee populations (M- lineage ancestry). Here, we developed reduced assays of highly informative SNPs from 176 whole genomes to estimate C- lineage introgression in the most diverse and evolutionarily complex subspecies in Europe, the Iberian honeybee (Apis mellifera iberiensis). We started by evaluating the effects of sample size and sampling a geographically restricted area on the number of highly informative SNPs. We demonstrated that a bias in the number of fixed SNPs (FST = 1) is introduced when the sample size is small (N ≤ 10) and when sampling only captures a small fraction of a population’s genetic diversity. These results underscore the importance of having a representative sample when developing reliable reduced SNP assays for organisms with complex genetic patterns. We used a training data set to design four independent SNP assays selected from pairwise FST between the Iberian and C- lineage honeybees. The designed assays, which were validated in holdout and simulated hybrid data sets, proved to be highly accurate and can be readily used for monitoring populations not only in the native range of A. m. iberiensis in Iberia but also in the introduced range in the Balearic islands, Macaronesia and South America, in a time- and cost- effective manner. While our approach used the Iberian honeybee as model system, it has a high value in a wide range of scenarios for the monitoring and conservation of potentially hybridized domestic and wildlife populations.
- Função de genes associados à precipitação envolvidos na adaptação local da abelha ibéricaPublication . Ferreira, Helena; Neves, Cátia J.; Henriques, Dora; Chávez-Galarza, Julio; Wallberg, Andreas; Webster, Matthew T.; Pinto, M. AliceO aparecimento de novas tecnologias em estudos genómicos permite-nos realizar análises mais aprofundadas e compreender de que modo as forças evolutivas atuam sobre o genoma dos organismos. Um scan genómico realizado previamente na abelha ibérica, revelou genes associados a imunidade, detoxificação e mecanismo da visão, estando alguns deles associados a variáveis ambientais (Chávez-Galarza et al. 2013). Na sequência deste estudo procurou se sinais de seleção em genomas completos de 84 indivíduos de abelha ibérica, integrando informação genética, geográfica e ambiental. Detetou-se a presença 315 genes associados à precipitação. O principal objetivo é caracterizar a função destes genes, e também tentar perceber que tipos de substituições nucleotídicas ocorrem nas sequências codificantes das proteínas. Para isso utilizaram se diversas bases genómicas, como o NCBI, BeeBase e Flybase, as quais mostraram que 51 das variações, presentes em 28 genes, são não-sinónimas, originando aminoácidos diferentes.
- 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.
- Patterns of Iberian honey bee variation inferred from the coding regions of whole mtDNA genomes: comparison with the popular intergenic tRNAleu-cox2 regionPublication . Pinto, M. Alice; Henriques, Dora; Wallberg, Andreas; Chávez-Galarza, Julio; Webster, Matthew T.Iberian honey bees (Apis mellifera iberiensis) are well-known for their complex patterns of variation, which have been extensively reported by PCR-RFLP data of the intergenic tRNAleu-cox2 region of the mitochondrial DNA. This mtDNA marker has revealed a highly structured and diverse subspecies characterized by the presence of western European (M) and African (A) haplotypes belonging to three African sublineages (AI, AII, AIII) forming a cline possibly originated from secondary contact. While the African-derived haplotypes occur in the southwestern half of Iberia, with sublineage AIII mostly present in the northern Atlantic coast, the northeastern half of Iberia is occupied by haplotypes of M ancestry. Here we report on the diversity patterns inferred from the coding portion of 87 mitochondrial whole genomes of Iberian honey bees and 20 of two reference subspecies: the North African A. m. intermissa and the western European A. m. mellifera. The whole mtDNA patterns were compared with those obtained with the intergenic tRNAleu-cox2 region. As expected, a concordant northeastern-southwestern cline formed by the two highly divergent lineages A and M was observed. However, the previously grouping of haplotypes into the three African sublineages is not supported by the entire coding portion of the mitochondrial molecule. This finding suggests that the tRNAleu-cox2 region is still a good marker for understanding the big picture of variation patterns.
- Procurando sinais de selecção no genoma nuclear da abelha ibérica (Apis mellifera iberiensis Engel)Publication . Henriques, Dora; Wallberg, Andreas; Chávez-Galarza, Julio; Costa, Filipe Oliveira; Rufino, José; Pinto, M. AliceO estudo da adaptação local é de extrema importância pois permite perceber quais os factores/genes cruciais que permitiram a sobrevivência dos indivíduos num certo habitat. A compreensão dos mecanismos de adaptação local pode ajudar a prever a resposta da espécie a um mundo em acelerada transformação. A Península Ibérica é um laboratório natural para o estudo da adaptação local pois engloba diversos habitats como o Mediterrânico, Deserto, Alpino e Atlântico, permitindo perceber como é que um organismo se adapta aos diferentes ambientes. De forma a representar-se a distribuição natural da abelha ibérica, Apis mellifera iberiensis Engel, ao longo dos diferentes habitats na Península Ibérica, foram amostrados 87 indivíduos, representado 87 colónias e 16 locais, distribuídos por 3 transectos longitudinais (Atlântico, Central e Mediterrânico). Para cada local amostrado foram recolhidas as coordenadas geográficas. Os dados ambientais correspondentes a cada coordenada geográfica foram retirados das bases de dados http://www.worldclim.org e www.cru.uea.ac.uk. O genoma completo dos 87 indivíduos foi sequenciado utilizando a sequenciação “paired-end” e a plataforma Illumina HiSeq 2500. A cobertura mínima obtida do genoma da abelha ibérica foi de 6X. Diversos filtros foram aplicados de forma a eliminar potenciais erros de sequenciação e no final obtiveram-se 1 289 449 polimorfismos de nucleótido simples (SNPs) distribuídos ao longo dos 16 cromossomas da abelha. Para detectar sinais de selecção ao longo do genoma foram utilizadas diversas estatísticas (estatísticas baseadas no FST, iHS, EHH). Adicionalmente, de forma a perceber que variáveis ambientais podem ter moldado a adaptação local, foram utilizados programas como o SAMβADA e o LFMM, pois estes procuram encontrar associações entre os marcadores moleculares e variáveis ambientais.
- Procurando sinais de selecção no genoma nuclear da abelha ibérica (Apis mellifera iberiensis Engel)Publication . Henriques, Dora; Wallberg, Andreas; Chávez-Galarza, Julio; Costa, Filipe Oliveira; Rufino, José; Pinto, M. AliceO estudo da adaptação local é de extrema importância pois permite perceber quais os factores/genes cruciais que permitiram a sobrevivência dos indivíduos num certo habitat. A compreensão dos mecanismos de adaptação local pode ajudar a prever a resposta da espécie a um mundo em acelerada transformação. A Península Ibérica é um laboratório natural para o estudo da adaptação local pois engloba diversos habitats como o Mediterrânico, Deserto, Alpino e Atlântico, permitindo perceber como é que um organismo se adapta aos diferentes ambientes. De forma a representar-se a distribuição natural da abelha ibérica, Apis mellifera iberiensis Engel, ao longo dos diferentes habitats na Península Ibérica, foram amostrados 87 indivíduos, representado 87 colónias e 16 locais, distribuídos por 3 transectos longitudinais (Atlântico, Central e Mediterrânico). Para cada local amostrado foram recolhidas as coordenadas geográficas. Os dados ambientais correspondentes a cada coordenada geográfica foram retirados das bases de dados http://www.worldclim.org e www.cru.uea.ac.uk. O genoma completo dos 87 indivíduos foi sequenciado utilizando a sequenciação “paired-end” e a plataforma Illumina HiSeq 2500. A cobertura mínima obtida do genoma da abelha ibérica foi de 6X. Diversos filtros foram aplicados de forma a eliminar potenciais erros de sequenciação e no final obtiveram-se 1 289 449 polimorfismos de nucleótido simples (SNPs) distribuídos ao longo dos 16 cromossomas da abelha. Para detectar sinais de selecção ao longo do genoma foram utilizadas diversas estatísticas (estatísticas baseadas no FST, iHS, EHH). Adicionalmente, de forma a perceber que variáveis ambientais podem ter moldado a adaptação local, foram utilizados programas como o SAMβADA e o LFMM, pois estes procuram encontrar associações entre os marcadores moleculares e variáveis ambientais.
- Searching for signatures of selection in Iberian honey bee (Apis mellifera iberiensis) using whole genome sequencesPublication . Henriques, Dora; Wallberg, Andreas; Chávez-Galarza, Julio; Costa, Filipe Oliveira; Rufino, José; Webster, Matthew T.; Pinto, M. AliceThe Iberian Peninsula comprises a diverse set of habitats. It was an important glacial refugium during the Pleistocene and has served as a bridge for populations migrating between Africa and Europe, resulting in a complex mix of ancestry and diversity. The Iberian honey bee (A. m. iberiensis) is no exception and has been the subject of numerous incongruent population genetic surveys. Recent mtDNA and SNP analyses indicate a steep northeastern-southwestern cline of African ancestry along the peninsula, which has been explained by selection. Advances in DNA sequencing technology and computational tools provide unprecedented opportunities to study demography, search for signatures of selection across the genome and illuminate its role in shaping genomic diversity. We used Illumina technology to sequence the whole genomes of 86 Iberian honeybees, collected across three longitudinal transects in the Iberian Peninsula and spanning semi-arid climates in the southeastern peninsula to oceanic in the North-West. The dataset was first analyzed for FST-outliers, CLR (composite-likelihood ratio) and EHH (Extended Haplotype Homozygosity) methods were further deployed to evaluate polymorphisms implicated in local adaptation and possibly in the response to human- mediated environmental changes, including known and novel variants in genes related to behavior, vision, xenobiotic detoxification and immune response.
- Searching for signatures of selection in Iberian honey bee (Apis mellifera iberiensis) using whole genome sequencesPublication . Henriques, Dora; Wallberg, Andreas; Rufino, José; Chávez-Galarza, Julio; Costa, Filipe Oliveira; Webster, Matthew T.; Pinto, M. AliceThe Iberian Peninsula comprises a diverse set of habitats. It was an important glacial refugium during the Pleistocene and has served as a bridge for populations migrating between Africa and Europe, resulting in a complex mix of ancestry and diversity. The Iberian honey bee (A. m. iberiensis) is no exception and has been the subject of numerous incongruent population genetic surveys. Recent mtDNA and SNP analyses indicate a steep northeastern-southwestern cline of African-European ancestry along the peninsula, which has been explained by selection and demo. Advances in DNA sequencing technology and computational tools provide unprecedented opportunities to study demography, search for signatures of selection across the genome and illuminate its role in shaping genomic diversity. We used Illumina technology to sequence the whole genomes of 86 Iberian honeybees. To verify whether there are signals of genetic adaptation we have done simple pairwise comparisons between populations located in extremes of environmental variables, like precipitation and temperature.