Efeito de hospedeiros na variabilidade de caracteres morfológicos e marcadores epigenéticos em Moscas-das-frutas Anastrepha fraterculus (DIPTERA; TEPHRITIDAE)
| dc.contributor.advisor1 | Brito, Reinaldo Otavio Alvarenga Alves de | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/8253066295947754 | por |
| dc.contributor.author | Mendonça, Beatriz Faustino Lima | |
| dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/8335874257812964 | por |
| dc.contributor.authororcid | https://orcid.org/0000-0001-6194-7538 | por |
| dc.date.accessioned | 2024-08-08T12:46:39Z | |
| dc.date.available | 2024-08-08T12:46:39Z | |
| dc.date.issued | 2023-12-28 | |
| dc.description.abstract | In the genus Anastrepha (Diptera: Tephritidae) of fruit flies, the fraterculus group stands out for having highly generalist species specialized in different fruits, being one of the most economically important for national and global agriculture. In general, such species are differentiated through morphological characters, however the limits of this differentiation are difficult to determine for some taxa, especially in the fraterculus species group, which presents inclusive cryptic species. This happens in some cases due to the recent separation between species, but also due to overlapping of character measurements . This phenotypic variation may even occur through the action of epigenetic factors, since these changes may be related to environmental stimuli that trigger rapid responses. This work aimed to investigate the effect of hosts fruits on populations of Anastrepha fraterculus, identifying phenotypic variations in several morphological characters present in the head, thorax, aculeus and wing, as well as investigating the presence of epigenetic marks, such as DNA methylation, between specimens that emerged from different fruits. For this purpose, flies derived from the ecosystem were used, collected from five different hosts (cherry do rio grande, pitanga, uvaia, guava and guabiroba) around the Federal University of São Carlos – São Carlos campus. Morphometric analyzes were carried out on 117 samples from the 5 fruits found, with 18 morphological characters being analyzed using the multivariate statistical method, such as principal component analysis (PCA), discriminant analysis (DFA) and Mahalanobis distance (MD). Epigenetic analyzes were investigated in a subset of these flies, using data obtained through sequencing on a MinION equipment from Oxford Nanopore Technologies of two pools of heads per fruit, which allows the study of 5mC and 6mA DNA methylation. Methylation calling at 6mA sites between flies that emerged from different fruits was done using the mCaller software and its variation between samples (DMRs) investigated by a non-parametric analysis. In turn, an analysis of differentially methylated 5mC regions (DMRs) was performed using the pycoMeth pipeline, the results of which were investigated for enrichment of gene ontological categories (GO). The morphometric results indicated phenotypic variability in morphological characters of flies from five different fruits enough to separate the vast majority of samples emerging from different fruits. Epigenetic analyzes allowed recording for the first time the presence of DNA methylation in fruit flies A. fraterculus at both cytosines (5mC) and adenines (6mA). The investigation into the distribution of these DMRs suggested important genes in the process of differentiating this species into different fruits, as well as several enriched classes of genes responsible for different functions in biological processes, including the morphogenesis of anatomical structures and the development of the nervous system. These results provide a basis for future investigations into epigenetic modifications and phenotypic variability in fruit flies, highlighting their relevance in the regulation of phenotypes, host influence and choice, and evolutionary adaptation. Understanding these adaptation patterns is crucial not only for taxonomy, but also for elucidating the evolutionary processes, and ecological dynamics, involved in the interactions between flies and their hosts. | eng |
| dc.description.resumo | No gênero Anastrepha (Diptera: Tephritidae) de moscas-das-frutas, o grupo fraterculus destaca-se por ter espécies altamente generalistas e pragas especializadas em diferentes frutos, sendo um dos mais importantes economicamente para a agricultura nacional e mundial. De modo geral, tais espécies são diferenciadas por meio de caracteres morfológicos, porém os limites dessa diferenciação são difíceis de serem determinados para alguns taxa, especialmente no grupo de espécies fraterculus, que apresenta inclusive espécies crípticas. Isso acontece em alguns casos pela separação recente entre espécies, mas também pela sobreposição das medidas dos caracteres. Esta variação fenotípica pode ocorrer, inclusive, pela atuação de fatores epigenéticos, uma vez que essas mudanças podem estar relacionadas com estímulos ambientais que desencadeiam respostas rápidas. Este trabalho teve por objetivo investigar o efeito de frutos hospedeiros em populações de Anastrepha fraterculus, visando identificar variações fenotípicas em diversos caracteres morfológicos presentes na cabeça, tórax, acúleo e asa, bem como investigar a presença de marcas epigenéticas, como metilação de DNA, entre espécimes que emergiram de diferentes frutos. Para este fim, foram utilizadas moscas derivadas de populações coletadas de cinco diferentes hospedeiros (cereja do rio grande, pitanga, uvaia, goiaba e guabiroba) no entorno da Universidade Federal de São Carlos – campus São Carlos. As análises morfométricas foram realizadas em 117 espécimes provenientes dos 5 frutos coletados, sendo analisados 18 caracteres morfológicos pelo método de estatística multivariada, como análise de componentes principais (PCA), discriminante (DFA) e distância de Mahalanobis (MD). As análises epigenéticas foram investigadas em um subconjunto dessas moscas, utilizando dados obtidos por meio de sequenciamento em um equipamento MinION da Oxford Nanopore Technologies de dois pools de cabeças por fruto, que permitem o estudo de metilação de DNA 5mC e 6mA. A chamada de metilação em sítios 6mA entre moscas que emergiram de diferentes frutos foi feita por meio do software mCaller e sua variação entre amostras (DMRs) investigada por uma análise não paramétrica. Por sua vez, a análise de regiões 5mC diferencialmente metiladas (DMRs) foi realizada por meio do pipeline pycoMeth, cujos resultados foram investigados para enriquecimento de categorias ontológicas de genes (GO). Os resultados de morfometria indicaram variabilidade fenotípica em caracteres morfológicos de moscas provenientes de cinco diferentes frutos suficiente para separar a grande maioria das amostras emergidas de frutos distintos. As análises epigenéticas permitiram registrar pela primeira vez a presença de metilação de DNA em moscas-das-frutas A. fraterculus tanto em citosinas (5mC), como em adeninas (6mA). A Investigação sobre a distribuição dessas DMRs sugeriu genes importantes no processo de diferenciação dessa espécie a frutos distintos, bem como diversas classes enriquecidas de genes responsáveis por diferentes funções nos processos biológicos, inclusive na morfogênese de estruturas anatômicas e no desenvolvimento do sistema nervoso. Estes resultados fornecem uma base para futuras investigações sobre modificações epigenéticas e variabilidade fenotípica em moscas-das-frutas, destacando sua relevância na regulação de fenótipos, influência e escolha de hospedeiros e adaptação evolutiva. A compreensão desses padrões de adaptação é crucial não apenas para a taxonomia, mas também para elucidar os processos evolutivos, e as dinâmicas ecológicas, envolvidas nas interações entre as moscas e seus hospedeiros. | por |
| dc.description.sponsorship | Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) | por |
| dc.description.sponsorshipId | 2021/01364-2 | por |
| dc.identifier.citation | MENDONÇA, Beatriz Faustino Lima. Efeito de hospedeiros na variabilidade de caracteres morfológicos e marcadores epigenéticos em Moscas-das-frutas Anastrepha fraterculus (DIPTERA; TEPHRITIDAE). 2023. Dissertação (Mestrado em Genética Evolutiva e Biologia Molecular) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2023. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/20320. | por |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/20320 | |
| dc.language.iso | por | por |
| dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
| dc.publisher.address | Campus São Carlos | por |
| dc.publisher.initials | UFSCar | por |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Genética Evolutiva e Biologia Molecular - PPGGEv | por |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
| dc.subject | Epigenética | por |
| dc.subject | Plasticidade fenotípica | por |
| dc.subject | Evolução molecular | por |
| dc.subject | Epigenetics | eng |
| dc.subject | Phenotypic plasticity | eng |
| dc.subject | Molecular evolution | eng |
| dc.subject.cnpq | CIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICA | por |
| dc.subject.cnpq | CIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICA::GENETICA ANIMAL | por |
| dc.title | Efeito de hospedeiros na variabilidade de caracteres morfológicos e marcadores epigenéticos em Moscas-das-frutas Anastrepha fraterculus (DIPTERA; TEPHRITIDAE) | por |
| dc.title.alternative | Effect of hosts on the variability of morphological characters and epigenetic markers in fruit flies Anastrepha fraterculus (DIPTERA; TEPHRITIDAE) | eng |
| dc.type | Dissertação | por |
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- dissertação de mestrado