Ferramentas de genotipagem para estudos populacionais em dafnídeos

Abstract

Os dafnídeos representam organismos-modelo importantes em diversas áreas como limnologia, ecotoxicologia, genética ecológica e, recentemente, em genómica. Contudo, as suas relações filogenéticas e a sua taxonomia são ainda bastante controversas, sendo a identificação destes organismos dificultada pela elevada plasticidade fenotípica que apresentam e a existência de fluxo de genes entre taxa, via hibridação e retrocruzamentos. Com o objectivo de ultrapassar as ambiguidades dos critérios morfológicos para a diferenciação de espécies, têm vindo a ser desenvolvidas, ao longo do tempo, várias ferramentas moleculares, como a electroforese de alozimas, RFLP e RAPD. Este tipo de ferramentas moleculares possui também grande utilidade para estudos de dinâmica populacional, ao permitir um maior grau de resolução na compreensão da extensão e rapidez das alterações da estrutura populacional. Neste trabalho, a técnica de MSP-PCR (microsatellite-primed polymerase chain reaction), utilizada com sucesso na diferenciação de outros organismos, foi optimizada e aplicada em populações naturais de Daphnia longispina. Comparando com outras ferramentas moleculares, esta técnica apresenta vantagens como a sua simplicidade, a eficácia, e os baixos custos e necessidades técnicas. Posteriormente, as técnicas desenvolvidas foram aplicadas a diversas populações de Simocephalus, com o objectivo de analisar a variação genética ao nível do genótipo. Os resultados obtidos demonstraram a utilidade destas ferramentas na identificação genética de linhagens clonais cultivadas em laboratório, revelando contudo uma grande variabilidade associada à técnica e a necessidade de optimização da mesma. Com este trabalho, perspectivam-se elevadas potencialidades na utilização regular desta técnica em estudos de genética de populações naturais de Daphniidae.

ABSTRACT: Daphniids represent important model-organisms in different areas, such as limnology, ecotoxicology, ecological genetics and, recently, genomic. However, their phylogenetic relationships and taxonomy are still very controversial. The identification of Daphnia species is still somewhat ambiguous, because of high phenotypic plasticity and gene flow between taxa, via hybridization and backcrosses. Aiming at overcoming the ambiguities of morphological criteria for species differentiation, several molecular tools have been developed through time, such as allozyme electrophoresis, RFLP, and RAPD. Such molecular tools can also be used in population dynamics studies, allowing a high resolution degree on our understanding of the extent and speed of population structure changes. In this work, an MSP-PCR technique (microsatellite-primed polymerase chain reaction), which has been used successfully on the differentiation of other organisms, was optimized and applied in natural populations of Daphnia longispina. Comparing with other molecular tools, this technique presents advantages, such as its simplicity, efficacy, and low cost and technical requirements. In a second phase of the work, the developed techniques were applied to Simocephalus populations, with the goal of analysing the genetic variation at the genotype level. Our results have shown the usefulness of these molecular tools in the genetic identification of clonal lineages reared in laboratory, showing however a large variability associated with the technique and the need to optimize it. This work revealed a high potential for the regular use of these markers on genetic studies in natural populations of Daphniidae.