Απομόνωση μικροδορυφόρων από το δάκο της ελιάς, Bactrocera oleae και χρησιμοποίησή τους για την ανάλυση φυσικών πληθυσμών του είδους

• Κύριος συγγραφέας: Αυγουστίνος, Αντώνιος
• Άλλοι συγγραφείς: Ζαχαροπούλου, Αντιγόνη
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2007
• Θέματα: Δάκος; Ελιά; Μικροδορυφόροι; Πληθυσμιακή ανάλυση; Εμπλουτισμένες βιβλιοθήκες; Δια-ειδική ενίσχυση; Dacus; Bactrocera oleae; Olive; Microsatellites; Population analysis; Enriched libraries; Cross-species amplification; 595.77

Ο δάκος της ελιάς, Bactrocera oleae, αποτελεί το κυριότερο παράσιτο του καρπού της ελιάς. Λόγω της μεγάλης οικονομικής σημασίας της ελιάς, ιδιαίτερα για τις Μεσογειακές χώρες, ο αποτελεσματικότερος έλεγχος του εντόμου αυτού είναι απαραίτητος. Η εφαρμογή μεθόδων ολοκληρωμένης διαχείρισης του παρασίτου αυτού, μεθόδων δηλαδή φιλικών προς το περιβάλλον, επιβάλλει την καλύτερη γνώση της βιολογίας του και ιδιαίτερα της γενετικής και της γενετικής δομής των φυσικών πληθυσμών του. Στα πλαίσια αυτά, στόχος της παρούσας μελέτης ήταν η ανάπτυξη στο δάκο DNA δεικτών, των μικροδορυφόρων, οι οποίοι είναι άφθονοι στα γονιδιώματα και επιπλέον υψηλά πολυμορφικοί, για την ανάλυση φυσικών πληθυσμών του. Για την απομόνωση των μικροδορυφορικών δεικτών ακολουθήθηκαν τρεις διαφορετικές στρατηγικές: η κατασκευή και διαλογή γονιδιωματικών βιβλιοθηκών, η κατασκευή εμπλουτισμένων σε μικροδορυφόρους βιβλιοθηκών και ο έλεγχος ζευγών εκκινητών που είχαν σχεδιαστεί για την ενίσχυση μικροδορυφόρων στα συγγενικά είδη B. tyroni και C. capitata για το κατά πόσο ενισχύουν τις αντίστοιχες περιοχές και στο γονιδίωμα του εντόμου B. oleae (cross-species amplification). Από τις βιβλιοθήκες απομονώθηκαν συνολικά 69 κλώνοι που περιείχαν μικροδορυφόρους. Ακολούθησε ο σχεδιασμός ζευγών εκκινητών στις μοναδικές περιοχές που περιβάλλουν τους μικροδορυφόρους. Συνολικά σχεδιάστηκαν 42 ζεύγη εκκινητών. Οι εκκινητες αυτοί ελέγχθηκαν για το αν ενισχύουν το αναμενόμενο προϊόν. Ο έλεγχος έγινε με PCR και ηλεκτροφόρηση των προϊόντων σε πήκτωμα αγαρόζης. Παράλληλα ελέγχθηκαν είκοσι ζεύγη εκκινητών που είχαν σχεδιαστεί για μικροδορυφόρους του εντόμου B. tryoni και 42 ζεύγη εκκινητών που είχαν σχεδιαστεί για μικροδορυφόρους του εντόμου C. capitata. Οι τρεις διαδικασίες απομόνωσης έδωσαν συνολικά 67 λειτουργικά ζεύγη εκκινητών. Στη συνέχεια ελέγχθηκε μέσω PCR ο πολυμορφισμός των εκκινητών αυτών και το αν ενισχύουν διακριτά αλληλόμορφα, με μήτρα DNA γενετικό υλικό εννέα ατόμων. Τα προϊόντα της PCR αναλύθηκαν σε πήκτωμα ακρυλαμιδίου. Από τα 49 ζεύγη εκκινητών που ελέχθησαν, τα 28 έδωσαν πολύ καθαρό σήμα, ενώ τα 25 από αυτά βρέθηκαν πολυμορφικά. Μια πρώτη πληθυσμιακή ανάλυση έγινε με τη χρησιμοποίηση 24 από αυτούς τους δείκτες για την ανάλυση μικρού δείγματος ατόμων. Βασικός σκοπός της ανάλυσης αυτής ήταν να ελεγχθεί η ποιότητα των δεικτών και οδήγησε στον αποκλεισμό έξι δεικτών: ο ένας ήταν μονομορφικός, ένας δεύτερος έδειξε ασθενή ενίσχυση και μικρή επαναληψιμότητα και άλλοι τέσσερις εμφάνισαν απόκλιση από την ισορροπία κατά H-W, πιθανότητα λόγω της παρουσίας null αλληλομόρφων. Δώδεκα από τους υπόλοιπους δεκαοκτώ δείκτες χρησιμοποιήθηκαν για μια εκτεταμένη ανάλυση των πληθυσμών του δάκου στην Ευρωπαϊκή πλευρά της λεκάνης της Μεσογείου. Αναλύθηκαν δεκαεννέα δείγματα, μεγέθους εννέα ως πενήντα ατόμων, από έξι διαφορετικές χώρες (Ελλάδα, Κύπρος, Τουρκία, Ιταλία, Ισπανία και Πορτογαλία). Η ανάλυση αποκάλυψε σχετικά μικρές γενετικές αποστάσεις, που έδειχναν όμως μια στατιστικά σημαντική διαφοροποίηση σε τρεις υποπληθυσμούς. Ο πρώτος αποτελείτο από τα δείγματα της Κύπρου, ο δεύτερος από τα δείγματα Ελλάδας, Τουρκίας και Ισπανίας και ο τρίτος από τα δείγματα της Ιβηρικής χερσονήσου. Οι στατιστικές αναλύσεις που έγιναν έδειξαν τη σημαντική επίδραση της γεωγραφικής απόστασης στη δημιουργία αυτών των ομαδοποιήσεων. Οι τρεις αυτές ομάδες χαρακτηρίζονται από διαφορά και στο επίπεδο του πολυμορφισμού, εμφανίζοντας μια καθαρή μείωσή του από την Ανατολή προς τη Δύση. Η μείωση αυτή είναι στατιστικά σημαντική και με βάση την υπόθεση ότι η πορεία εποικισμού ενός είδους συνοδεύεται από μείωση του πολυμορφισμού, δίνει σημαντικές ενδείξεις για μία προς Δυσμάς πορεία εποίκισης του είδους στον Ευρωπαϊκό χώρο, με πρώτο κέντρο εξάπλωσης την Ανατολική λεκάνη της Μεσογείου. Τα πειράματα δια-ειδικής ενίσχυσης έδειξαν στενές φυλογενετικές σχέσεις των ειδών που εξετάστηκαν και κυρίως μεταξύ B. tryoni - B. oleae και B.oleae - C. capitata. Τα πειράματα αυτά υποστηρίζουν την χρησιμότητα των δεικτών που απομονώθηκαν σε ενδεχόμενες φυλογενετικές μελέτες στα είδη αυτά, καθώς και σε άλλα συγγενικά είδη. Η εύρεση ενός μεγάλου ποσοστού συντηρημένων μικροδορυφόρων σε είδη που έχουν διαχωριστεί εδώ και πολλά εκατομμύρια χρόνια ενισχύει την υπόθεση ότι οι μικροδορυφόροι δεν είναι γενετικό υλικό χωρίς ρόλο (junk DNA), αλλά επιτελούν συγκεκριμένες λειτουργίες στο γονιδίωμα. Η ανάλυση πολυμορφισμού που έγινε στις ατομικές διασταυρώσεις ατόμων από εργαστηριακούς ήταν ιδιαίτερα ενθαρρυντική. Ο υψηλός πολυμορφισμός που βρέθηκε δείχνει την δυνατότητα χρησιμοποίησης τους και στη γενετική χαρτογράφηση του είδους.