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Análisis molecular y bioinformático de un marcador de sexo de Broussonetia papyrifera (L.) L'Herit. ex VentFuentes Miranda, Adrián Rodrigo January 2015 (has links)
Memoria para optar el título de Bioquímico / La morera de papel (Broussonetia papyrifera (L.) L´Herit. ex Vent) es una planta dioica nativa del
sudeste asiático, donde se cultiva y utiliza con fines medicinales y como fuente de fibra para la fabricación
de papel. Esta especie fue introducida en Oceanía también como fuente de fibra para la fabricación de
textiles. Dado el valor económico diferencial de los individuos de morera de papel en China, investigadores
de ese país desarrollaron un marcador de sexo de esta planta en base a la técnica de AFLP. Este marcador
corresponde a una secuencia de 425 pares de bases.
A partir de esta secuencia en nuestro laboratorio se desarrolló un protocolo de PCR dúplex que
permite determinar el sexo de B. papyrifera, de modo de generar dos productos de amplificación en
individuos masculinos y uno en individuos femeninos. El control interno de este experimento está
determinado por el producto PCR de aproximadamente 425 pb, amplificado tanto en individuos
masculinos como femeninos. La secuenciación de este producto PCR fue posible en individuos femeninos,
pero no en ejemplares de plantas masculinas, probablemente debido a la presencia de más de un
producto de amplificación. El marcador de sexo es por tanto, diferente en individuos de distinto sexo de
B. papyrifera.
En base a estos antecedentes se planteó la siguiente hipótesis: “El marcador de sexo de B.
papyrifera representa una región de DNA funcional que está involucrado en expresión génica diferencial.”
Para verificar la hipótesis se planteó como objetivo caracterizar la secuencia correspondiente al marcador
de sexo de B. papyrifera en individuos de ambos sexos, e identificar características de elementos
regulatorios en cis implicados en una expresión génica diferencial, los que podrían promover el desarrollo
de fenotipos masculinos y femeninos en esta especie dioica.
Los análisis con este marcador molecular de sexo se realizaron con el material genético de
muestras foliares del banco genómico del Laboratorio de Biología Molecular del Departamento de
Bioquímica y Biología Molecular de la Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas de la Universidad de
Chile. Se amplificó el marcador de sexo de B. papyrifera de 6 ejemplares femeninos provenientes de
Taiwán, Hawái, Vietnam, Rapa Nui y China y seis ejemplares masculinos de Taiwán, Hawái, Vietnam y
China. Se clonaron los productos de amplificación para separar las distintas secuencias presentes en cada
uno de los individuos. Los clones se secuenciaron y alinearon entre sí, revelándose una multiplicidad de
variantes del marcador de sexo en cada individuo. Las secuencias de los individuos masculinos presentan mayor diversidad genética que las secuencias de individuos femeninos, resultado que se confirmó
mediante la construcción de dendrogramas, donde algunas secuencias masculinas formaron clados
separados. Por el contrario, las secuencias correspondientes a individuos femeninos poseen una
diversidad genética menor.
La ausencia de producto de amplificación en otras especies cercanas (Moráceas), sugiere que el
marcador de sexo de B. papyrifera es especie específico. La búsqueda de secuencias homólogas indicó
que el marcador de sexo no posee homólogos depositados en GenBank.
Al no existir secuencias para comparar estructura y función, se realizó un análisis no canónico de
búsqueda de funcionalidad de las secuencias del marcador de sexo de B. papyrifera en base a la
metodología descrita por Lobos y cols. (2010). En la presente memoria se utilizó la suite MEME para buscar
motivos con posible significancia biológica en las secuencias analizadas. Luego, una vez identificados 15
motivos, se buscaron genes de Saccharomyces cerevisiae y Arabidopsis thaliana que poseen los motivos
encontrados en el marcador de sexo de B papyrifera. Los resultados de este análisis indican que las
secuencias del marcador de sexo varían en su composición de motivos. Las secuencias masculinas y
femeninas comparten los 15 motivos, sin embargo dos de estos motivos están ausentes en determinados
secuencias de individuos masculinos. Estas mismas secuencias forman un clado separado en el
dendrograma.
Los motivos identificados en el marcador de sexo de B. papyrifera se encontraron en diversos
genes de A. thaliana y S. cerevisiae, los cuales podrían estar implicados en el desarrollo de fenotipos
diferenciados. También se identificaron los factores de transcripción de S. cerevisiae que se unen a dichos
motivos del marcador de sexo de B. papyrifera. Estos factores de transcripción son de carácter global y
regulan diversas funciones en S. cerevisiae, aportando información al análisis predictivo presentado en
esta memoria.
Los datos de las bases de datos de S. cerevisiae, sugieren que existen múltiples factores de
transcripción que se unirían a la secuencia del marcador de sexo de B. papyrifera. De este modo el trabajo
realizado sugiere un rol hipotético de regulador de la expresión génica y además valida el modelo analítico
empleado en esta memoria. En el futuro será de interés analizar el contexto genómico de la secuencia
estudiada y estudiar in vitro la unión de factores de transcripción para comprobar experimentalmente la
unión proyectada in silico en esta memoria / Paper mulberry (Broussonetia papyrifera (L.) L´Herit. ex Vent) is a dioecious plant native of
Southeast Asia, where it is grown and used for medicinal purposes and as a source of fiber for making
paper or textiles. This species was introduced into Oceania by the ancient Polynesian voyagers also for
making textiles. Given the distinct economic value of male and female B. papyrifera individuals in China,
Chinese investigators developed a sex marker based on AFLP, corresponding to a 425 bp sequence. Using
this sequence as a starting point, a PCR duplex protocol was developed in our laboratory that allows the
assessment of gender of B. papyrifera plants. In male plants two amplification products are obtained,
while only one amplification band is observed in female plants. The 425 bp amplification product observed
in both male and female individuals corresponds to an internal control. Sequencing of this PCR product
was possible only in female samples, probably due to presence of more than one amplification product in
male plants.
Based on these results, we proposed the following hypothesis: "The sex marker of B. papyrifera
is a functional DNA region involved in differential gene expression". The goal of this work was to
characterize the sequence of this sex marker in several individuals sampled in Asia and in the Pacific, and
to identify putative regulatory cis elements involved in differential gene expression, which may define
male and female phenotypes in this dioecious species.
DNA extracted from leaves and stored in the genomic bank of the Molecular Biology Laboratory,
Faculty of Chemical and Pharmaceutical Sciences, University of Chile was used for all analyses. The B.
papyrifera sex marker of six female samples from Taiwan, Hawaii, Vietnam, Rapa Nui and China and of six
male samples from Taiwan, Hawaii, Vietnam and China was amplified. These amplification products were
cloned to resolve the distinct sequences present in each sample. Clones were sequenced and aligned,
revealing multiplicity of sex marker sequences in each sample. Male sequences presented higher genetic
variability than female sequences, as seen in dendrograms, as only male sequences cluster in separated
groups. The results of this study identified thirty five distinct versions of the sex marker sequence, from a
total of forty nine sequences.
The absence of amplification products in closely related species (Moraceae), suggests that the B.
papyrifera sex marker may be species‐specific. A search for homologous sequences in the GenBank
database did not identify any similar sequence.
As no homologous sequences are available to compare structure and function, a non‐canonical
analysis was performed to search for functionality of the B. papyrifera sex marker (Lobos et al., 2010). In
this thesis, suite MEME was used to search for motifs of biological significance. Results showed that the
sex marker sequences contain 15 motifs that are shared by male and female sequences, although two
motifs are absent in some male sequences. These sequences also cluster in separate groups in Kimura 80
dendrograms.
Next, identified motifs were searched in Saccharomyces cerevisiae and Arabidopsis thaliana gene
databases containing these motifs. The identified motifs were found in a number of S. cerevisiae and A.
thaliana genes which are involved in the development of differentiated phenotypes. Also, transcription
factors (TFs) that bind to these motifs in the sex marker sequence were identified. These TFs regulate
diverse functions in S. cerevisiae, adding information to the predictive analysis of this work.
These results indicate that the sex marker of B. papyrifera corresponds to several genomic
sequences, where male sequences present higher genetic deversity than female sequences, as revealed
by identity percentages and dendrograms. The sequences found are distinct among female and male
sequences. In addition, the sequences derived from male samples that lack the two of the 15 motifs,
cluster in separate groups.
To summarize, the data from the S. cerevisiae database suggest the presence of TF binding sites
in motifs within the sequence of paper mulberry sex marker. Therefore, this work suggests a possible role
for this sequence as a regulator of gene expression and also validates the analytical model employed in
this thesis. It will be interesting to analyze the genomic context of the sex marker sequence and evaluate
the binding of these transcription factors in vitro, to experimentally verify the proposed in silico binding / Fondecyt
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Análisis genético de la morera de papel, una planta de importancia cultural en Asia y la Polinesia, mediante el uso de marcadores moleculares anónimos ISSRGonzález Lorca, Josué 01 1900 (has links)
Memoria para optar al Título Profesional de Bioquímico / El último gran evento migratorio llevado a cabo por las poblaciones humanas fue la colonización de las islas de la Polinesia. Esta travesía, realizada a través de la mayor extensión de océano de la superficie terrestre, fue un hecho que necesitó de una gran planificación para sobrellevar las grandes distancias entre las islas. Para comprender cabalmente estos flujos migratorios se hace necesario establecer el contexto espacio-temporal en que este proceso fue llevado a cabo.
En cada una de las áreas de investigación, el modelo de estudio se presenta como un factor determinante a la hora de obtener información útil y sin sesgos. En este trabajo se ha propuesto a Broussonetia papyrifera o la morera de papel, como un modelo de estudio apropiado para dilucidar las rutas migratorias del hombre en la Polinesia debido a su gran importancia cultural, económica y política en Asia y en Oceanía. B. papyrifera ha estado ligada al hombre desde el comienzo de sus viajes y ha sido propagada en Polinesia mediante reproducción vegetativa.
Con el advenimiento de técnicas moleculares capaces de identificar cambios a nivel de la secuencia de DNA, surgieron una serie de herramientas biológicas de alta resolución. Los ISSR son un tipo de marcador molecular dominante, el cual utiliza las repeticiones de nucleótidos del genoma para informar los cambios que suceden. Entre sus ventajas están su alta reproducibilidad, bajo costo y la posibilidad de utilizarlos sin conocer la secuencia de DNA blanco. La propuesta de este trabajo es determinar la diversidad genética de B. papyrifera como modelo de estudio en Asia y Polinesia para establecer los posibles movimientos migratorios sucedidos en la Polinesia mediante métodos de agrupamiento y herramientas estadísticas basadas en distancia.
Para este trabajo fue necesario montar y optimizar la técnica de ISSR, lo cual permitió contar con un perfil genético de datos para distintos individuos provenientes de 3 poblaciones de Asia y 6 islas de la Polinesia. Esta información fue organizada en una matriz binaria de presencia-ausencia de bandas para ser analizada mediante un dendrograma utilizando los algoritmos neighbor-joining y UPGMA. Se generó una matriz de distancia genética y geográfica la cual fue analizada utilizando la prueba de Mantel. Para explorar la similitud de poblaciones se realizó un análisis de coordenadas principales (PCoA).
El montaje y la optimización de la técnica ISSR permitió obtener perfiles genéticos de alta resolución, intensidad y con un alto número de bandas para 83 muestras de distintas localidades de Asia y Polinesia. Los dendrogramas obtenidos agruparon en distintas ramas las 3 poblaciones de Asia y diferenciaron dos grupos de individuos de Hawái; sin embargo, no diferenciaron las poblaciones de individuos provenientes de Polinesia. La prueba de Mantel mostró una correlación entre las diferencias genéticas entre las poblaciones y su localización geográfica en el contexto global de Asia-Polinesia; sin embargo, dentro de la región asiática como en Polinesia no se encontró una correlación. El análisis de coordenadas principales (PCoA) confirmó la separación de los individuos de Asia y la subdivisión de Hawái en dos grupos, aunque no fue capaz de distinguir las poblaciones de Polinesia.
La técnica molecular ISSR resultó útil para diferenciar las distintas poblaciones asiáticas y separar éstas de las localidades de Polinesia. Sin embargo, la capacidad de discriminación de bandas obtenida mediante esta técnica no permitió resolver totalmente las poblaciones polinésicas. A pesar de esto, los estudios realizados con el marcador molecular ISSR entregaron información valiosa acerca de las diferencias entre poblaciones de Asia y Polinesia y la subdivisión de Hawái, complementando la información entregada por marcadores SSR, de DNA de cloroplastos e ITS / The last major migration event conducted by human populations was the colonization of the islands of Polynesia. This trip, made through the largest area of surface ocean, was an event that required planning to overcome the great distances between islands. To fully understand these flows is necessary to establish the spatial and temporal context in which this process was conducted.
In each of the areas of research, the study model is presented as a determining factor in obtaining useful and unbiased information. This paper has proposed Broussonetia papyrifera or paper mulberry, as a model to elucidate the migratory routes in Polynesia due to its cultural, economic and political importance in Asia and Oceania. B. papyrifera has been linked to man since the beginning of his trip and has been propagated in Polynesia by vegetative reproduction.
With the advent of molecular techniques able to identify subtle changes in the DNA sequence, a series of high-resolution biological tools emerged. ISSR (Inter-Simple Sequence Repeats) are dominant markers, which uses nucleotide repeats in the genome to report changes that occur. Among its advantages are its high reproducibility, low cost and the possibility to use them prior knowledge the target DNA sequence. The purpose of this study is to determine the genetic diversity of B. papyrifera as a study model in Asia and Polynesia to establish potential migration occurred in Polynesia by clustering methods and statistical tools based on distance.
For this work it was necessary to set up and optimize ISSR technique, which allowed us to have a genetic profile data for different individuals from 3 populations of Asia and 6 islands of Polynesia. This information was organized into a binary presence-absence matrix and analyzed using the neighbor-joining and UPGMA algorithms to build a dendrogram. An array of genetic and geographic distance was generated and analyzed by a Mantel Test. To explore the population similarity, a Principal Coordinates Analysis (PCoA) was performed.
ISSR Installation and optimization allowed to obtain genetic profiles of high resolution, intensity and number of bands for 83 samples from different Asian and Polynesian locations. Three Asian populations were grouped into 3 different branches and two Hawaiian groups were differentiated, however Polynesian populations were not differentiated. The Mantel Test showed a correlation between genetic distance and geographic location for populations in the global context of Asia and Polynesia, nevertheless within the Asian and Polynesian region, no correlation was found. The Principal Coordinates Analysis (PCoA) confirmed the separation of Asian individuals and the Hawaiian subdivision into two groups, but was unable to distinguish the Polynesian populations.
ISSR molecular marker proved usefulness to differentiate the different Asian populations and separate them from the Polynesian samples. Nevertheless, the discrimination of bands obtained by this technique did not resolve the Polynesian populations. Despite this, studies with ISSR molecular marker gave valuable information about the differences between populations of Asia and Polynesia, and allow to identify the Hawaiian subdivision, complementing the information provided by SSR markers, chloroplast DNA and ITS / FONDECYT
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Modelling the factors influencing the commercialisation of paper mulberry bark (Broussonetia papyrfera/Vent) : a supply chain analysis of a non-timber forest product in Oudomxay, Laos /Ribeiro, Maria Miguel. January 1900 (has links)
Proefschrift Wenen.
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Modelling the factors influencing the commercialisation of paper mulberry bark (Broussonetia papyrfera, Vent) a supply chain analysis of a non-timber forest product in Oudomxay, LaosRibeiro, Maria Miguel January 2008 (has links)
Zugl.: Wien, Univ. für Bodenkultur, Diss., 2008 u.d.T.: Ribeiro, Maria Miguel: Modelling the factors influencing the commercialisation of paper mulberry bark (Broussonetia papyrifera (L) Vent)
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Estudio de la diversidad genética de la morera de papel (Broussonetia papyrifera (l.) L’Herit. Ex vent.) en el pacífico mediante un marcador molecular de sexo y microsatélitesPeñailillo Lazo, Johany Freddy January 2013 (has links)
Tesis presentada a la Universidad de Chile para optar al grado de Magíster en Bioquímica área de Especialización en Toxicología y Diagnóstico Molecular y Memoria para optar al Título de Bioquímico / El poblamiento de la Polinesia corresponde al último proceso de colonización humana del planeta en tierras inhabitadas. Éste es un tema de gran interés debido a que aún existen interrogantes, como por ejemplo: ¿Hubo uno o más eventos colonizadores? y ¿Cuáles fueron las rutas seguidas por los viajeros? Las primeras investigaciones fueron abordadas mediante técnicas arqueológicas y lingüísticas, siendo posteriormente complementadas con el uso de marcadores moleculares. Muchos estudios de poblamiento humano mediante marcadores moleculares están orientados al estudio del ADN humano de poblaciones actuales, sin embargo, en Polinesia las poblaciones fueron severamente diezmadas producto del contacto europeo y los habitantes actuales no necesariamente son representativos de las poblaciones originales. Por esta razón se han buscado alternativas al análisis de muestras humanas, como es el estudio de especies comensales asociadas al hombre. Entre estas especies se encuentra Broussonetia papyrifera, una especie vegetal nativa de Asia, que fue introducida en la Polinesia por los grupos colonizadores dada su importancia como materia prima para la fabricación de textiles.
En base a estos antecedentes, se plantea la siguiente hipótesis: “El estudio de polimorfismos genéticos mediante marcadores moleculares de sexo y SSR en individuos de Broussonetia papyrifera provenientes de Asia y distintas islas del Pacífico, permite identificar el sexo de los individuos, así como también identificar poblaciones genéticamente diferentes, que proporcionen información para dilucidar rutas de dispersión por acción antrópica para la comprensión del proceso de colonización de Oceanía Remota”.
Los análisis con marcadores moleculares se realizaron con el material genético de un banco de ADN genómico, el cual fue construido durante el desarrollo de esta tesis. Este banco genómico se desarrolló a partir de muestras foliares contemporáneas de 191 individuos diferentes de B. papyrifera, provenientes de 3 países de Asia y 9 islas o grupos de islas, comprendiendo numerosas localidades de Polinesia.
Los análisis de la identificación del sexo de las muestras del banco genómico, se realizaron tras la implementación de un método de análisis para la caracterización del sexo de los individuos de B. papyrifera. El diseño de este método incluyó un marcador SCAR desarrollado en esta tesis, el cual identifica a individuos de sexo masculino. Los análisis de identificación de sexo mostraron la presencia exclusiva de individuos femeninos en la totalidad de las localidades de la Polinesia, excepto en Hawái, donde se observó la presencia de individuos de ambos sexos, en una proporción similar a la observada en las localidades asiáticas analizadas. Estos resultados sugieren una historia de colonización o dispersión diferente y más compleja para Hawái, que de las demás localidades analizadas de la Polinesia.
La genotipificación de los individuos de Polinesia se realizó con marcadores de microsatélites específicos para B. papyrifera, la mayoría desarrollados en el marco de este trabajo. Se seleccionó una batería de 14 marcadores SSR que se aplicó a los individuos de Asia y Polinesia. En Asia se encontró gran diversidad genética (96,6%), en cambio hay una baja diversidad genética (20,5%) entre las muestras polinésicas analizadas. A pesar de encontrar una diversidad genética reducida, se logró identificar poblaciones diferentes al interior de la Polinesia, demostrando la validez de la hipótesis de este estudio.
El análisis de las poblaciones identificadas mediante la genotipificación sirvió para establecer relaciones entre éstas, las cuales permitieron inferir probables rutas de dispersión y poblamiento. Se identificó a la población de Taiwán como posible ancestro de las poblaciones polinésicas, lo cual es concordante con datos de la literatura. Se encontró que las poblaciones provenientes de Polinesia occidental se diferencian de las de Polinesia oriental. Además los individuos de B. papyrifera masculinos encontrados en Hawái presentan una gran distancia genética con las restantes poblaciones polinésicas, sugiriendo un segundo proceso de colonización, sin descartar migraciones en periodos históricos.
En resumen, se identificó diversidad genética en poblaciones de B. papyrifera actuales, procedentes de las islas de la Polinesia, validando el uso de los marcadores moleculares propuestos. Aún más importante, es que esta investigación reafirma la utilización de B. papyrifera como un buen modelo comensal para el estudio del poblamiento humano de la Polinesia / The settlement of Polynesia was the last process of human colonization of unhabited lands. This is a topic of great interest as there are still questions such as: Were there one or more colonization events? and What were the routes taken by early settlers? Research in this area was initially addressed by archaeological and linguistic techniques, and later supplemented by the use of molecular markers. At first, molecular marker analyses were oriented towards the study of contemporary human populations. However, due to European contact, populations were severely depleted and the current inhabitants are not necessarily representative of the original populations. For this reason, alternatives to the analysis of human samples, as is the study of commensal species associated with man, have been used. Among these species is Broussonetia papyrifera, a native plant from Asia that was introduced into Polynesia by the early colonizing groups, as a raw material for the manufacture of textiles.
Based on this context, the following hypothesis is proposed: "The study of genetic polymorphisms using molecular markers of gender and SSR in individuals of Broussonetia papyrifera from Asia and various Pacific islands identifies the sex of individuals and genetically distinct populations, and provides information to propose possible dispersal routes by human action for understanding the process of colonization of Remote Oceania".
The molecular marker analyses were performed with the genetic material of a genomic DNA bank, which was built during this thesis. This genomic DNA bank was developed from contemporary leaf samples of 191 individuals of B. papyrifera, from three Asian countries and nine islands or island groups in Polynesia.
Analyses of sex identification were conducted after the implementation of an accurate method for determining the sex of B. papyrifera individuals. The design included a SCAR marker developed in this thesis, which identifies male individuals. Results of sex identification showed the exclusive presence of female individuals in all localities in Polynesia, except in Hawaii, where the presence of individuals of both sexes were observed in a similar proportions, as observed in the Asian locations analyzed in this work. These results suggest a different and more complex dispersal history for B. papyrifera in Hawaii, compared to all other Polynesian locations analyzed.
B. papyrifera microsatellite markers were developed within the scope of this project, and were used in conjunction with other specific SSR markers. Genotyping was performed with a set of 14 SSR markers of samples from the Asian and Polynesian regions. Asian samples exhibited high genetic diversity (96,6%), while low genetic diversity (20,5%) was detected among the Polynesian samples. Nonetheless, different populations within Polynesia were identified, providing positive evidence for the hypothesis of this study.
Relationships derived from the genotyping analysis of the identified populations, allowed inferring possible dispersal routes of during human settlement. We identified the population of Taiwan as a possible ancestor of the Polynesian samples, which is consistent with the literature. We found that populations from western Polynesia differ from those of Eastern Polynesia. Furthermore, the male individuals of B. papyrifera found in Hawaii are genetically distant from the other Polynesian populations, suggesting a second process of colonization or migration, which may have occurred even during historical periods.
To summarize, genetic diversity was identified in contemporary B. papyrifera populations from the islands of Polynesia, validating the use of the proposed molecular markers. Even more importantly, this research strengthens the use of B. papyrifera as a commensal model for the study of human settlement of Polynesia / Proyecto FONDECYT 1120175
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Identificación y caracterización genética de textiles etnográficos (tapa) antiguos elaborados a partir de fibra vegetal usando diferentes marcadores molecularesPeña Ahumada, Bárbara January 2017 (has links)
Tesis presentada a la Universidad de Chile para optar al grado de Magíster en Bioquímica, área de especialización en Toxicología y Diagnóstico Molecular y Memoria para optar al Título de Bioquímico / Las colecciones de museos son una fuente preciada de información acerca del pasado. En particular las colecciones de plantas y animales, como también los objetos etnográficos de origen biológico se han sometidos recientemente a análisis genéticos, permitiendo la reconstrucción directa de ciertos aspectos del pasado. A diferencia del análisis genético de muestras contemporáneas que sólo permiten proponer una hipótesis acerca del pasado, los análisis de muestras antiguas permiten acceder a información sin el sesgo o alteraciones provocados por eventos históricos posteriores.
Los estudios de ADN antiguo (ADNa) han permitido reconstruir las rutas de migración de los primeros grupos humanos que salieron de África. El último gran movimiento migratorio humano hacia zonas inhabitadas del planeta, que culminó con el poblamiento de las islas de Oceanía Remota, finalizó hace tan solo alrededor de mil años, cuando el hombre colonizó las islas de Hawái, Rapa Nui y Nueva Zelanda. Este proceso fue complejo, y no hay consenso de las rutas seguidas por los navegantes prepolinésicos.
La reconstrucción de las rutas de los humanos para llegar a las remotas islas del Océano Pacífico, se ha abordado mediante diversas estrategias. Una de ellas es el “enfoque comensal”, que consiste en el estudio genético de especies animales y vegetales estrechamente asociadas al hombre y que fueron transportadas intencionalmente hasta las islas de Oceanía Remota. El estudio de estas especies permite dilucidar posibles rutas migratorias, complementando información arqueológica y lingüística existente.
Entre las especies vegetales transportadas hacia el Pacífico se encuentra la morera de papel (Broussonetia papyrifera), especie dioica proveniente de Taiwan y el sur y este de Asia continental. Esta especie fue introducida al Pacífico por su gran valor cultural como fuente de fibra para la elaboración de textiles, conocidos como tela de corteza (“bark-cloth”) o “tapa”. Los textiles de corteza, al ser un símbolo de riqueza y poder, se conservaban en las familias por mucho tiempo, por lo que podrían entregar información genética de individuos de B. papyrifera presentes en Oceanía de tiempos incluso anteriores a los primeros contactos con los europeos, y anteriores a la toma de las primeras muestras para herbarios. Además, fueron materiales etnográficos de interés para los europeos que los colectaron o recibieron como regalos, por lo que actualmente se encuentran en diversas colecciones del mundo.
La pregunta fundamental de investigación que guió este trabajo fue la siguiente: ¿Es posible obtener ADN a partir de tapa antigua y caracterizarlo mediante marcadores moleculares?
Las hipótesis de esta tesis son: 1.- Es posible extraer y caracterizar ADN de textiles etnográficos (tapa) antiguos mediante la región ITS-1 para identificar la especie vegetal utilizada como fuente de fibra y 2.- Es posible caracterizar ADN de B. papyrifera aislado a partir de textiles etnográficos antiguos (tapa) mediante un marcador de sexo y marcadores de microsatélites, para aportar a la comprensión general de la dispersión antrópica de esta especie en Oceanía Remota.
El objetivo general de este trabajo fue aislar y caracterizar ADN de muestras de textiles etnográficos (tapa) antiguos mediante marcadores moleculares y comparar las características genéticas de los textiles elaborados a partir de B. papyrifera con los datos de muestras contemporáneas y de herbario con el fin de aportar a la comprensión general de la dispersión antrópica de esta especie en Oceanía Remota.
A partir de 17 muestras de textiles antiguos provenientes de distintas islas de Oceanía, se extrajo exitosamente ADN antiguo de todas las muestras, no observándose una correlación entre la antigüedad de la pieza de tapa y la cantidad de ADN obtenido. Mediante el estudio del marcador molecular ITS-1 se determinó la especie vegetal de origen de cada pieza textil, identificándose 13 de las 17 piezas como elaboradas a partir de B. papyrifera. Además, se detectaron sitios polimórficos en la región ITS-1.
Para caracterizar las piezas elaboradas a partir de B. papyrifera, se utilizó un marcador de sexo, que permitió tipificar una pieza textil como proveniente de una planta femenina. Además, el análisis mediante 10 marcadores de SSR indicó la presencia de 41 alelos detectados anteriormente en muestras contemporáneas y de herbario de B. payrifera. Interesantemente, se encontraron 74 nuevos alelos no observados anteriormente en material de herbario, ni contemporáneo de B. papyrifera, sugiriendo que en el pasado existió una mayor diversidad genética en individuos de B. papyrifera en Oceanía Remota.
El estudio de 51muestras de herbario provenientes de las mismas islas o de islas cercanas de las cuales provenían las muestras de tapa antigua analizadas en esta tesis, contribuyó a la comparación de resultados. Se registraron además 9 alelos y 10 genotipos nuevos en muestras de herbario, no observados anteriormente en material contemporáneo ni en otras muestras de herbario de B. papyrifera.
Los resultados de esta tesis confirman que es posible extraer y caracterizar ADNa proveniente de piezas textiles antiguas, siendo éste el primer reporte hasta la fecha, de la extracción y análisis de ADN a partir de muestras etnográficas y arqueológicas de textiles de origen vegetal / Museum collections are a prized source of information about the past. In particular, collections of plants and animals, as well as ethnographic objects of biological origin have recently undergone genetic analysis, allowing the direct reconstruction of certain aspects of the past. Unlike the genetic analysis of contemporary samples that only allow to propose a hypothesis about the past, the analyses of old samples allow access to information without the bias or alterations provoked by later historical events.
Ancient DNA studies have allowed reconstructing the migration routes of the first human groups that left Africa. The last great human migratory movement to uninhabited areas of the planet, culminating in the settlement of the islands of Remote Oceania, ended only about a thousand years ago, when humans colonized the islands of Hawaii, Rapa Nui and New Zealand. This process was complex, and there is no consensus on the routes followed by pre-polynesian navigators.
The reconstruction of human routes to reach the remote islands of the Pacific Ocean has been approached through various strategies. One of these is the "commensal approach," which consists of the genetic study of animal and plant species closely associated with humans and that were intentionally transported to the islands of Remote Oceania. The study of these species allows to suggest migratory routes taken by these species and the people that transported them, complementing existing archaeological and linguistic information.
Among the plant species transported into the Pacific is paper mulberry (Broussonetia papyrifera), a species native to South and continental Asia, as well as Taiwan. This multifunctional dioecious tree species was introduced to the Pacific because of its great cultural value as a source of fiber for the production of textiles, known as bark-cloth or tapa. Bark cloth textiles, being a symbol of wealth and power, were kept in families for a long time, and therefore can provide genetic information on the genetic diversity of the B. papyrifera poplation used to manufacture these textiles. These samples may even provide information on paper mulberry in Oceania that precedes even the first contacts with Europeans. Barkcloth may also provide a window to the past on times prior to the taking of the first herbarium samples by European explorers. Bark cloth was of interest to Europeans who collected or received them as gifts, and later these became part of various museum collections around the world / FONDECYT 1120175
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Análisis de la variabilidad genética de ejemplares de la especie vegetal Broussonetia papyrifera en la Polinesia : evaluación mediante AFLP de un nuevo trazador de rutas migratorias humanasOyanedel Giaverini, Naria Factina January 2010 (has links)
Tesis para optar al grado académico de Magíster en Bioquímica,
área de especialización en Toxicología y Diagnóstico Molecular, y
Memoria para optar al Título Profesional de Bioquímico / Esta tesis se enmarca en un proyecto de investigación cuyo objetivo es
investigar el poblamiento humano de la Polinesia utilizando marcadores genéticos, con
énfasis en la colonización de Isla de Pascua. Los estudios de variación genética en
poblaciones humanas modernas presentan diversos inconvenientes para dilucidar los
primeros asentamientos humanos y las posteriores migraciones históricas. Por ello,
para el estudio de las migraciones humanas en el Pacífico se ha utilizado el análisis de
algunas especies estrechamente asociadas a los humanos que sirven como reflejo de
sus movimientos colonizadores. En consecuencia, se ha postulado que identificando
las relaciones genéticas (filogenia) de estas especies trazadoras, se podría dilucidar
las vías de los navegantes que las transportaban. Existen estudios que avalan el uso
de trazadores de las migraciones prehistóricas mediante técnicas genéticomoleculares.
Una de las especies introducidas a las islas del Pacífico desde el sudeste
asiático es Broussonetia papyrifera, que fue llevada desde Asia hacia el este a toda la
Polinesia y aún se cultiva abundantemente en muchas islas de Oceanía, incluyendo la
Isla de Pascua.
En este estudio se evaluó la utilidad de B. papyrifera como un nuevo trazador de
migraciones en el Pacífico analizando la variabilidad genética de muestras foliares de
esta especie provenientes de la Polinesia mediante AFLP (“Amplified Fragment Length
Polymorphisms”). AFLP fue la herramienta de elección debido a su alta capacidad de
detectar variabilidad genética, porque no requiere conocimiento previo de la secuencia
nucleotídica y permite una rápida generación de datos.
Los resultados obtenidos mediante AFLP muestran que esta técnica es capaz de
detectar variabilidad genética entre muestras de B. papyrifera de distintas localidades
e islas, pese al corto periodo de tiempo transcurrido. El análisis filogenético permite visualizar una clara distinción entre la muestra de B. papyrifera de Taiwán y las de la
Polinesia, existiendo una tendencia al agrupamiento de gran parte de las muestras
analizadas según regiones insulares.
Se concluye que B. papyrifera presenta una variabilidad genética detectable
mediante AFLP, por lo cual esta especie podría utilizarse como trazador de
migraciones. No obstante, no se logró establecer relaciones de parentesco con un
apoyo estadístico fuerte. Este es un primer acercamiento para resolver esta
interrogante, por lo que es necesario profundizar en estos estudios para esclarecer las
posibles rutas migratorias humanas en el Pacífico / This thesis is part of a research project, related to the human settlement in
Polynesia using genetic markers, with emphasis on the colonization of Easter Island.
Studies about genetic variability in modern human populations have several
disadvantages in establishing the origin of the first settlers and later historical
migrations. Therefore, researchers have used some closely related species to humans
for the study of migrations in the Pacific, because these species can serve as a mirror
of the colonizers’ movements. Accordingly, it has been proposed that the identification
of genetic relationships (phylogeny) of these proxy species could elucidate the routes
of the sailors who transported them. Several studies endorse the use of prehistoric
migration tracers through genetic techniques. One species introduced to the Pacific
islands from Southeast Asia is Broussonetia papyrifera, which was carried from Asia to
all Polynesia and is still grown amply on many Pacific islands, including Easter Island.
In this study we evaluated the usefulness of B. papyrifera as a new migration
tracer in the Pacific by analyzing the genetic variability of leaf samples collected in
Polynesia using AFLP (“Amplified Fragment Length Polymorphisms”). AFLP was the
tool of choice due to its high ability to detect genetic variability, because it requires no
prior knowledge of nucleotide sequences and allows rapid data generation.
The results obtained by AFLP show that this technique can detect genetic
variability between samples of B. papyrifera from different localities and islands,
despite the short period of time. The phylogenetic analysis allowed to visualize a clear
distinction between the sample of B. papyrifera in Taiwan and those of Polynesia, as
well as a tendency to grouping of most of the samples analyzed by islands.
We conclude that B. papyrifera presents intra-species genetic variability
detectable by AFLP, so this plant can be used as a migration tracer. Nevertheless, it
was not possible to establish kinship with strong statistical support. This is a first approach to resolve this question, so it will be necessary to deepen on these studies to
clarify the possible colonization routes of the first settlers of Easter Island and
contribute to the knowledge on prehistoric migrations in the Pacific
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