Submitted by Aelson Maciera (aelsoncm@terra.com.br) on 2017-05-16T18:52:20Z No. of bitstreams: 1 DissMRS.pdf: 2504914 bytes, checksum: 996d118fd641f9218c27c0deeefbb963 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-05-18T20:19:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissMRS.pdf: 2504914 bytes, checksum: 996d118fd641f9218c27c0deeefbb963 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-05-18T20:20:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissMRS.pdf: 2504914 bytes, checksum: 996d118fd641f9218c27c0deeefbb963 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-01T13:02:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissMRS.pdf: 2504914 bytes, checksum: 996d118fd641f9218c27c0deeefbb963 (MD5) Previous issue date: 2011-10-28 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / The fruit flies (Anastrepha sp) are organisms endemic to the Neotropics that are similar morphologically but present some behavioral, reproductive and molecular variations. Among these insects we can highlight the fraterculus group, which consists of a set of cryptic species, between them Anastrepha oblique, that represents threats to national fruit culture. The effective control of this grouping requires the expansion of the few studies concerning to the biology and history of populations which has a very complex systematic. Previous works suggest a high rate of evolution of genes related to reproductive issues and recognition of partners due to the high selective pressures involved in that relationship, hence, we chose to work with the fruitless gene which is recognized for its role in sexual differentiation and male courtship behavior in dipteran insects. Since a small region of this gene was already been amplified in our laboratory, we amplified and described the flanking sequences by RACE-PCR technique which used primers constructed targeting the 5 'and 3' ends. We used cDNA libraries produced from the extraction of mRNAs from different stages of development of these organisms enabling the identification of different isoforms arising from alternative splicing and structural characterization of the coding region (CDS) common to both sexes. We compared the data generated with the corresponding sequences of the fruitless gene in other insect species identifying the rate of similarity for nucleotides and amino acids (identity ratio) which revealed that the éxons coding for specific domains such as BTB and Zinc Fingers tend to remain more conserved in relation to other regions and éxons from Connector Region. Subsequently, we performed positive selection tests through the Relaxed Branch-site test and Strict Branch-site test, which were contrasted by Likelihood Ratio Tests (LRT) which identified 25 new sites evolving under positive selection, corroborating the findings of Sobrinho e de Brito (2010) and suggesting the presence of these forces on specific regions of this important gene linked to reproductive aspects of several major groups of insects. / As moscas-das-frutas (Anastrepha sp) são organismos endêmicos da região neotropical que apesar de serem semelhantes morfologicamente distinguem-se por variações comportamentais, reprodutivas e moleculares. Entre esses insetos podemos destacar o grupo fraterculus o qual é composto por um conjunto de espécies crípticas, entre elas Anastrepha obliqua, que representam ameaças à fruticultura nacional. O controle eficiente deste agrupamento exige a ampliação dos ainda escassos estudos referentes à biologia e história das populações cuja sistemática tem se mostrado bastante complexa. Trabalhos anteriores sugerem uma alta taxa evolutiva agindo sobre genes relacionados a aspectos reprodutivos e reconhecimento de parceiros devido as elevadas pressões seletivas envolvidas nessa relação, para tanto, escolhemos trabalhar com o gene fruitless por sua reconhecida importância na diferenciação sexual e comportamento de corte nos machos nos insetos dípteros. Uma vez que dispúnhamos de uma pequena região já amplificada deste gene em nosso laboratório, amplificamos as sequências flanqueadoras através da técnica de RACE-PCR que utilizou primers construídos e orientados para as extremidades 5´ e 3´. Foram utilizadas bibliotecas de cDNAs produzidas a partir da extração de mRNAs de diferentes estágios de desenvolvimento desses organismos possibilitando a identificação de diferentes isoformas provenientes de splincing alternativo e caracterização estrutural da região codificadora (CDS) comum a ambos os sexos. Comparamos os dados gerados com as sequencias correspondentes do gene fruitless em outras espécies de insetos identificando sua taxa de identidade nucleotídica e de aminoácidos as quais revelaram que os éxons que codificam domínios específicos como BTB e Zinc Fingers tendem a se manter mais conservados em relação às demais regiões e aos éxons da Região Conectora. Posteriormente, realizamos testes de seleção positiva conhecidos como Relaxed Branch-site test e Strict Branch-site test, os quais foram contrastados pelo Likelihood Ratio Test e possibilitaram a identificação de 25 novos sítios evoluindo sob seleção positiva, corroborando as descobertas de Sobrinho e de Brito (2010) e sugerindo a atuação dessas forças sobre regiões específicas deste importante gene ligado aos aspectos reprodutivos de diversos grupos principais de insetos.

Submitted by Alison Vanceto (alison-vanceto@hotmail.com) on 2017-05-22T12:42:04Z No. of bitstreams: 1 DissDMRG.pdf: 6251788 bytes, checksum: 7ef11e629010aba06934d05d8113712d (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-05-23T20:34:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissDMRG.pdf: 6251788 bytes, checksum: 7ef11e629010aba06934d05d8113712d (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-05-23T20:34:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissDMRG.pdf: 6251788 bytes, checksum: 7ef11e629010aba06934d05d8113712d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-25T19:41:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissDMRG.pdf: 6251788 bytes, checksum: 7ef11e629010aba06934d05d8113712d (MD5) Previous issue date: 2016-05-02 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / This dissertation is divided into three chapters. In the first chapter, we provide a concise literature review that discusses key theoretical concepts, the rationale, and main objectives outlined for this study. The second chapter investigates the molecular evolution of the gene family of odor receptors (ORs) identified in the transcriptomes of two species of fruit flies of great economic importance: Anastrepha fraterculus and A. obliqua. The results showed a high percentage of average identities between ORs from these species, as well as recent gene expansions with signs of positive selection. A comparison of rates of synonymous and nonsynonymous substitutions among Anastrepha species detected evidence of positive selection in the gene Or7c, which is associated to an important potential role in aggregation behavior and host choice for oviposition in D. melanogaster. The third chapter investigates patterns of molecular evolution in pheromone binding proteins (PBPs), also identified in A. fraterculus and A. obliqua, as well as studied pattern of polymorphisms, divergence and populational structure of four chemosensory genes amplified in four species of tephritid flies of fraterculus group: A. fraterculus, A. obliqua, A. sororcula and A. turpiniae. This study contrasted previously identified genes with evidence of positive and purifying selection in order to investigate whether they are contributing to the differentiation among some of the species of this group. We found no evidence of positive selection in PBPs studied in a more global comparison, although we found positive selection signals in some of the genes and studied strains. Population analysis of chemosensory genes in different species of Anastrepha detected high levels of intraspecific nucleotide and haplotype diversity. Divergence tests showed that A. obliqua is the most different species of the ones here investigated, having, in general, high levels of nucleotide substitutions, non-synonymous divergence, as well as fixed species specific differences, whereas we failed to find similar differences amongst the other species here studied. The genes Obp28a, Or7c and Or7d were differentiated in A. obliqua, indicating a potential role in the differentiation of other species in the group, or in this species’ diversification and adaptation. / A presente dissertação encontra-se dividida em três capítulos. O primeiro capítulo apresenta uma concisa revisão bibliográfica que aborda os principais conceitos teóricos, a justificativa e os objetivos delineados para este estudo. O segundo capítulo apresenta um estudo da evolução molecular da família gênica dos receptores de odores (ORs) identificados nos transcriptomas de duas espécies de moscas-das-frutas de grande importância econômica: Anastrepha fraterculus e A.obliqua. Os resultados mostraram uma alta porcentagem de identidade média entre os ORs destas espécies, assim como expansões gênicas recentes com sinal de seleção positiva. Quando comparamos as taxas de substituições sinônimas e não-sinônimas entre as espécies de Anastrepha encontramos evidências de seleção positiva no gene Or7c, que está associado em D. melanogaster a um potencial importante papel nos comportamentos de agregação e escolha de frutos para oviposição. No terceiro capítulo apresentamos um estudo do padrão de evolução molecular dos genes que codificam para proteínas ligantes aos feromônios (PBPs), também identificados em A. fraterculus e A. obliqua, assim como também estudamos o padrão de polimorfismos, divergência e estrutura dos genes quimiossensoriais Obp28a, Obp84a, Or7c e Or7d os quais foram amplificados em quatro espécies de moscas-das-frutas do grupo fraterculus, A. fraterculus, A. obliqua, A. sororcula e A. turpiniae. Este estudo foi realizado contrastando genes identificados com sinais de seleção positiva e seleção purificadora com o intuito de investigar se eles estão contribuindo para a diferenciação entre algumas das espécies desse grupo. Não encontramos evidências de seleção positiva nas PBPs estudadas em uma comparação mais global, embora tenhamos encontrado sinais de seleção positiva em alguns dos genes e linhagens estudadas. A análise populacional de genes quimiossensoriais em diferentes espécies de Anastrepha detectou níveis altos de diversidade nucleotídica e haplotípica dentro das espécies. Os testes de divergência mostraram que a espécie A. obliqua é a espécie mais diferenciada, apresentando, em geral, altos níveis de substituições nucleotídicas, divergência não-sinônima, assim como diferenças fixadas quando comparada com as outras espécies. Os genes Obp28a, Or7c e Or7d mostraram-se diferenciados em A. obliqua, indicando um potencial papel na diferenciação desta espécie com respeito às outras espécies estudadas.