Spatial and temporal variation in the environment are ubiquitous. Traits are called clinal when they vary along an environmental gradient, and this is often interpreted as the result of spatially varying selection. Drosophila melanogaster is known to have many phenotypic and genotypic clines, replicated in many regions of the world. Recent studies have suggested that most clinal variation could be attributed to neutral, demographic processes. Because the environment varies in similar ways with latitude and across seasons, and seasonal variation is orthogonal to demography, one promising approach is to integrate clinal and seasonal variation to infer selection. Here, we test whether there is a genome-wide relationship between clinal and seasonal variation, and whether the pattern is consistent with selection. Also, we investigate the proportion of the variants that should be under latitudinal and seasonal selection to explain the pattern we uncovered. We estimate allele frequency from pooled samples of flies from eight different locations along the east coast of the US, and 13 samples collected in the spring and in the fall in Pennsylvania. We show that there is a genome-wide pattern of clinal variation mirroring seasonal variation. This pattern is stronger for exonic when compared to intergenic regions, consistent with natural selection. We find that the genome-wide relationship between clinal and seasonal variation could be explained by about 6.6% of our SNPs being under latitudinal and seasonal selection. Our results are consistent with the adaptive hypothesis of clinal variation and, together with other observations, leave little room for the role of demography in maintaining clines in D. melanogaster / Variação espacial e temporal são ubíquas. Caracteres são chamados clinais quando variam ao longo de um gradiente ambiental, e isso é interpretado como resultado de seleção estruturada no espaço. Drosophila melanogaster apresenta clinas em diversos caracteres fenotípicos e genotípicos, as quais são replicadas em diferentes regiões do mundo. Estudos recentes sugeriram que grande parte da variação clinal pode ser atribuída a processos neutros. Como o ambiente varia de maneira similar com a latitude e ao longo do ano, e essa variação sazonal é ortogonal à demografia, uma abordagem possível para inferir seleção natural é integrar variação clinal e sazonal. Neste trabalho, nós testamos se há uma relação entre variação clinal e sazonal ao longo do genoma de D. melanogaster. Também, investigamos a proporção de variantes que deveriam estar sob seleção espacial e sazonal para explicar o padrão encontrado. Estimamos a frequência alélica a partir de amostras de pools de moscas coletadas em diferentes oito localidades ao longo da costa leste dos Estados Unidos e em diferentes estações do ano na Pensilvânia, EUA. Nós encontramos um padrão genômico de variação clinal refletindo variação sazonal. Esse padrão é mais forte para variantes em regiões exônicas do que intergênicas, consistente com a ação de seleção. A relação entre variação clinal e sazonal encontrada pode ser explicada se 6,6% dos polimorfismos estiverem sob seleção espacial e sazonal. Nossos resultados são consistentes com a hipótese adaptativa de variação clinal e, junto com outras observações, revelam que o papel da demografia na manutenção de clinas em D. melanogaster é limitado
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-26112018-153816 |
| Date | 29 August 2018 |
| Creators | Rodrigues, Murillo Fernando |
| Contributors | Cogni, Rodrigo |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Dissertação de Mestrado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Reter o conteúdo por motivos de patente, publicação e/ou direitos autoriais. |
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