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O aparecimento de novas tecnologias em estudos genómicos permite-nos realizar análises mais aprofundadas e compreender de que modo as forças evolutivas atuam sobre o genoma dos organismos. Um scan genómico realizado previamente na abelha ibérica, revelou genes associados a imunidade, detoxificação e mecanismo da visão, estando alguns deles associados a variáveis ambientais (Chávez-Galarza et al. 2013). Na sequência deste estudo procurou se sinais de seleção em genomas completos de 84 indivíduos de abelha ibérica, integrando informação genética, geográfica e ambiental. Detetou-se a presença 315 genes associados à precipitação. O principal objetivo é caracterizar a função destes genes, e também tentar perceber que tipos de substituições nucleotídicas ocorrem nas sequências codificantes das proteínas. Para isso utilizaram se diversas bases genómicas, como o NCBI, BeeBase e Flybase, as quais mostraram que 51 das variações, presentes em 28 genes, são não-sinónimas, originando aminoácidos diferentes. info:eu-repo/semantics/publishedVersion

A abelha ibérica (Apis mellifera iberiensis) é uma das subespécies de abelha melífera mais estudadas no mundo no que concerne aos padrões de diversidade genética. Esses estudos têm revelado resultados incongruentes e dependentes do tipo de marcador genético utilizado. No sentido de contribuirmos para uma melhor compreensão e representação dos padrões espaciais de diversidade genética da abelha ibérica e forças evolutivas subjacentes, recentemente amostramos na Península Ibérica 711 colónias ao longo de três transectos: um na costa atlântica, um na costa mediterrânica e outro no centro. Contrariamente aos microssatélites, que são incapazes de detetar estrutura genética, os marcadores mitocondriais (região intergénica tRNAleu-cox2) e nucleares (polimorfismos de nucleótido simples, SNPs) revelaram a existência de um cline com orientação nordeste-sudoeste, padrão consistente com um processo de contacto secundário pós-glacial (Chávez-Galarza et al. 2015). No seguimento destes resultados, queríamos testar o poder da morfometria geométrica na captura do padrão clinal previamente encontrado. Para tal, examinamos a asa anterior direita de cinco obreiras de cada uma das 711 colónias. Em cada asa foram marcados 19 pontos nas interseções das veias e, após alinhamento Procrustes, foi calculada a distância entre todos os pontos. A matriz de distâncias obtida foi usada para inferir a estrutura populacional aplicando uma análise multivariada espacial baseada na análise de componentes principais e na autocorrelaçao de Moran. Surpreendentemente, os nossos resultados mostram a presença de dois grupos com uma distribuição espacial totalmente congruente com o mtDNA e os SNPs, indicando que a morfometria geométrica é capaz de capturar padrões genéticos moldados por processos evolutivos complexos. A adição do componente geográfico nas análises multivariadas contribuiu consideravelmente para os resultados e deverá ser incorporada em futuras análises morfométricas populacionais. info:eu-repo/semantics/publishedVersion

A Península Ibérica alberga a maior complexidade e diversidade da abelha melífera na Europa, pelo que desvendar a história evolutiva da subespécie Apis mellifera iberiensis é um desafio. Com o objectivo de decifrar quais os mecanismos subjacentes a esta diversidade, diversos estudos têm sido efectuados. Estudos iniciais usando a morfologia e alozimas mostraram a existência de um gradiente desde África até ao Norte de Europa, sendo as abelhas ibéricas caracterizadas como tendo um fenótipo intermédio. Por outro lado, a análise do mtDNA indicou a co‐ocorrência de duas linhagens divergentes (Africana, A, e Norte Europeia, M)) formando um cline com orientação sudoeste ‐ nordeste. Estes dois padrões levaram os cientistas a proporem duas hipóteses para explicar a origem da abelha ibérica. Enquanto a primeira hipótese, baseada na morfologia e alozimas, defende um processo de intergradação primária, a segunda hipótese, usando o mtDNA, defende um contacto secundário recente entre populações do norte de África e da Península Ibérica. Por outro lado, os microsatélites não suportam nenhuma das hipóteses. Numa tentativa de resolver este debate efectuou‐se uma amostragem constituída por 711 indivíduos distribuídos ao longo de três transeptos na Península Ibérica. Estes indivíduos foram genotipados usando tanto marcadores nucleares (polimorfismo de nucleótido simples, SNP) como (região tRNAleu‐ cox2 do mtDNA). Diversas análises foram efectuadas usando ferramentas bioinformáticas de genética populacional e de genética da paisagem. Os resultados dos dois marcadores utilizados são concordantes, recuperando cline sudoeste‐nordeste. No entanto, os níveis de diferenciação entre as populações Ibéricas e as do Norte de África não suportam um contacto secundário recente. Fundação para a Ciência e Tecnologia

The Iberian Peninsula harbours the greatest honeybee genetic diversity and complexity in Europe. The challenge of deciphering the mechanisms underlying such complexity has led to numerous morphological and molecular marker-based surveys of the Iberian honeybee. Yet, in spite of the numerous studies, the evolutionary processes underlying patterns of Iberian honey bee genetic diversity remain poorly understood. Early phylogeographical studies of morphology and allozymes revealed the existence of a gradient extending from Africa to northern Europe, with Iberian honeybees showing intermediate phenotypes. This pattern raised the hypothesis of an African origin and a mechanism of primary intergradation for the Iberian honeybee (and the black honeybee) origin. Maternal patterns tell a different history. Mitochondrial DNA (mtDNA) surveys have revealed the co-occurrence of highly divergent lineages forming a south-north cline, a pattern that is more compatible with a recent secondary contact hypothesis. Adding to the complexity, microsatellite variation supports neither hypothesis as microsatellites showed virtually no differentiation and no traces of African genes in Iberian honeybees. In an attempt to resolve this debate we recently performed a fine resolution (both geographic and genomic) survey of the Iberian honeybee using SNPs, genotyped using automated high throughput technologies of Illumina, and mtDNA sequencing data of the tRNAleu-cox2 highly polymorphic region. The dataset was analyzed using a battery of methods implemented by the programs ARLEQUIN, STRUCTURE, ADEGENET, TESS, BAYESCAN, among others. The results were interesting: contrasting with microsatellites, SNPs were able to recover the clinal signal in the Iberian Peninsula producing a spatial pattern that was concordant with mtDNA. However, the differentiation levels within Iberian populations and between Iberian and northern African populations do not support a recent secondary contact. Herein, the results of the SNP surveys will be presented and new hypotheses will be discussed. Fundação para a Ciência e Tecnologia

Estudos prévios sugerem que a Península Ibérica serviu de refúgio durante as últimas glaciações e de zona de contacto secundário entre duas linhagens divergentes de abelhas. Estes eventos históricos, associados a processos contemporâneos relacionados com a actividade apícola, deram lugar a um padrão de variação genética de elevada complexidade, o qual não foi ainda destrinçado, apesar dos inúmeros estudos realizados aplicando uma grande variedade de marcadores genéticos incluindo morfologia, alozimas, ADN mitocondrial (mtDNA) e microsatélites. Nesta comunicação iremos apresentar os resultados de um estudo recentemente realizado na Península Ibérica em que se procedeu à sequenciação da região intergénia tRNAleu-cox2 do mtDNA e a um scan do genoma nuclear da abelha ibérica usando um marcador molecular designado por polimorfismo de nucleótido simples (SNP - single nucleotide polymorphism) em cerca de 711 colónias amostradas em 2010 ao longo de três transeptos com orientação norte-sul (costa Atlântica, região central e costa Mediterrânica). Os dados foram analisados utilizando ferramentas informáticas que permitem distinguir as regiões genómicas que estão sujeitas a forças que actuam simultaneamente em todo o genoma, e que são conhecidas como neutrais (e.g. fluxo génico, deriva genética), das forças que actuam em regiões específicas, como é o caso da selecção. Esta abordagem permitiu-nos compreender melhor a complexidade dos padrões de variação da abelha ibérica e encontrar regiões do genoma que parecem ser importantes na adaptação ao meio ambiente. Os resultados deste estudo poderão ser úteis em futuros programas de melhoramento e conservação do valioso património genético que constitui a abelha ibérica. Fundação para a Ciência e Tecnologia

A Península Ibérica tem sido reconhecida como um hot spot de diversidade e endemismos de numerosas espécies de plantas e animais, e a abelha melífera (Apis mellifera L.) não é excepção. A abelha melífera ocorre naturalmente na Europa, África e Médio Oriente. Nesta vasta área geográfica, a adaptação às diversas condições ecológicas levou à evolução de 30 subespécies, as quais têm sido tipicamente agrupadas em 4 linhagens evolutivas (A, M, C e O). A Península Ibérica alberga duas dessas linhagens (A e M) e a maior diversidade genética materna e complexidade em toda a Europa. A representação dos padrões de diversidade genética, e dissecação das forças evolutivas que têm moldado esses padrões, tem sido um dos objectivos de numerosos estudos genéticos e uma meta cada vez mais importante num contexto de crescentes ameaças às populações de abelhas. Porém, apesar dos inúmeros estudos conduzidos nas últimas décadas na Península Ibérica, o debate sobre a história evolutiva da abelha ibérica está ainda por resolver. De facto, a grande variedade de marcadores genéticos (morfologia, alozimas, ADN mitocondrial, microsatélites) que tem sido utilizada nestes estudos tem revelado padrões incongruentes de diversidade fazendo da abelha ibérica a mais complexa subespécie na ampla área de distribuição geográfica da Apis mellifera. Nesta palestra irei apresentar os vários cenários da história evolutiva da abelha ibérica reconstruídos a partir de diferentes marcadores genéticos. Depois de sumarizar o estado da arte apresentarei os resultados mais relevantes de um estudo que temos em curso. Este estudo proporcionará a caracterização mais completa da abelha ibérica jamais realizada através de uma amostragem de elevada resolução quer a nível geográfico quer a nível do genoma da abelha ibérica. Neste estudo estão a utilizar-se simultaneamente marcadores mitocondriais (sequências da região intergénica tRNAleu-cox2) e nucleares (cerca de 400 SNPs, “single nucleotide polymorphism”) e avançadas ferramentas moleculares e analíticas numa colecção de 711 colónias amostradas recentemente ao longo de três transeptos ibéricos (costa Atlântica, região central e costa Mediterrânica). Os resultados que apresentarei incluem: (i) o padrão geográfico de diversidade mitocondrial e nuclear, (ii) o scan genómico que revela as regiões do genoma que emitem um forte sinal de selecção e que parecem estar envolvidas na adaptação da abelha ibérica ao meio ambiente, (iii) o grau de introgressão de abelhas exóticas (A. m. ligustica, A. m. carnica) no genoma da abelha ibérica. Concluirei a palestra discutindo o que aprendemos até agora e o que ainda falta aprender sobre a história daquela que é talvez a mais enigmática subespécie de abelha melífera. Fundação para a Ciência e Tecnologia

Estudios explorativos del genoma se ha convertido en un abordaje popular para detectar selección permitiendo un análisis de la adaptación local y especiación a nivel molecular en poblaciones. La abeja ibérica (Apis mellifera iberiensis) ha sido estudiada con una variedad de marcadores genéticos como alozimas, DNA mitocondrial y microsatélites, pero estos han revelado complejos patrones y procesos que aún deben ser analizados minuciosamente. En los últimos años, las nuevas tecnologias han facilitado el uso de polimorfismos de nucleótidos simples (SNPs), siendo el marcador genético de elección para muchos genetistas. Con el secuenciamiento de genomas de varias especies, estos marcadores pueden ser producidos en altos números y permitir examinar tanto la variación neutral y regiones con señal de selección en el genoma. En este estudio, un total de 711 A. m. iberiensis fueron colectados en la Península Ibérica y 1536 SNPs fueron genotipados usando la técnica de Illumina GoldenGate Assay. El conjunto de datos de SNPs fue analizado para detectar selección usando cinco métodos: a) Coalescencia – FDIST y Arlequín b) Bayesiano – BAYESCAN y BAYESFST, y c) Análisis espacial – MatSAM. Usando estos diferentes abordajes fueron detectados 17 loci con mayor señal de selección. La posición en el genoma y funciones de posibles de genes, dados en los recursos genómicos para la abeja de la miel, sugiere que estos loci detectados son fuertes candidatos para selección. Fundação para a Ciência e Tecnologia

A Península Ibérica tem sido reconhecida como um "hotspot" de diversidade c endemismo para diversas espécies quer animais quer vegetais. Em parte esta grande diversidade encontrada na Península Ibérica deve-se ao flicto de este local ter sido utilizado como refúgio por diferentes espécies durante as glaciaçôes A abelha é um dos muitos casos onde este processo aconteceu. Na verdade, a Península Ibérica é umas das regiões da Europa onde esta espécie apresenta uma maior diversidade c complexidade genética. A abelha ibérica que está distribuída pela Península Ibérica é o fruto de uma hibridação natural entre a linhagem Africana c a linhagem da Europa ocidental. O estudo de zonas híbridas tem sido muito importante para compreender os processos evolutivos que levaram à complexidade genética tão característica dos refúgios O objectivo deste trabalho é fazer uma abordagem inicial para perceber como é que os diferentes tipos de selecção (balanceadora e direccional) influenciam a diversidade genética das abelhas na Península Ibérica e tentar perceber qual o papel da selecção na divergência adaptativa das populações. Para tal foram calculadas algumas cstatisticas sumárias e também toram utilizados diversos sothvares que implementam algoritmos Bayesianos de forma a verificar que estrutura é captada ao utilizar-se as regiões do genoma sob diferentes tipos de selecção (balanceadora ou direccional). No total foram detectados 22 loci sob selecção usando o Bayescan, 9 dos quais apresentavam aparentam estar sob de uma selecção balanceada c 13 sob selecção direccional. Neste trabalho é representado o padrão obtido utilizado software "STRUCTURE”

Fundação para a Ciência e Tecnologia The Iberian honey bee (Apis mellifera iberiensis) has been intensely surveyed for genetic variation with different markers ranging from morphology, allozymes, mitochondrial DNA (mt DNA), to microsatellites. Some of these markers have revealed non-concordant complex patterns of genetic variation, which led scientists to evoke competing hypotheses for the origin of Iberian honey bees. While complex patterns and underlying historical processes are typical of hybrid zones, the use of more powerful molecular and analytical tools and the fine-scale sampling promised to help dissecting the complexities of the Iberian hybrid zone. In this study, we conducted a genome-wide sampling by genotyping over 384 SNPs (single nucleotide polymorphisms) and sequenced an intergenic fragment of the mt DNA in 711 georeferenced honey bee samples collected across three North-South transects in the Iberian Peninsula. Both mt DNA and SNP datasets were analyzed using spatial tools to represent the structure generated by both types of molecular markers. We found concordant spatial patterns between markers which led to rejection of the standing hypothesis of recent human introductions and selection as the processes shaping Iberian honey bees patterns. This study shows that the fine-scale genomic and spatial analyses can reveal patterns which would otherwise had been undetected.

A conservação da diversidade genética das populações locais de abelhas é fundamental à sustentabilidade da actividade apícola. Em primeiro lugar, porque a diversidade genética é a matéria-prima sobre a qual a selecção (natural ou artificial) actua, permitindo a adaptação das abelhas às cada vez mais rápidas alterações ambientais (pesticidas, novos patogénios e parasitas) e às exigências de uma actividade apícola cada vez mais competitiva. Em segundo lugar, porque a perda de diversidade genética pode conduzir à consanguinidade e à redução do valor adaptativo das colónias podendo-se traduzir em perdas de produtividade e menor resistência aos parasitas e patogénios, entre outros efeitos. Nesta comunicação apresentaremos os avanços científicos mais importantes sobre os padrões de diversidade genética da abelha ibérica alcançados pelo grupo de investigação do CIMO em colaboração com a Universidad de Murcia, University of Purdue e Texas A&M University. Para além da colecção de abelha ibérica temos também analisado amostras de outras origens geográficas incluindo norte e leste da Europa e norte de África. As mais de 3000 amostras têm vindo a ser analisadas usando marcadores mitocondriais e nucleares (“single nucleotide polymorphism”, SNPs), através da aplicação das mais avançadas ferramentas moleculares e analíticas. Esta apresentação centrar-se-á principalmente na abelha ibérica onde abordaremos (i) o padrão geográfico de diversidade mitocondrial e nuclear, (ii) os resultados do scan genómico que revelam as regiões do genoma que emitem um forte sinal de selecção e que parecem estar envolvidas na adaptação da abelha ibérica ao meio ambiente, (iii) o grau de introgressão de A.m. ligustica e A.m. carnica no genoma da abelha ibérica e comparação com os resultados que obtivemos para a A.m. mellifera. Este estudo constitui a mais recente e completa caracterização genética da abelha ibérica proporcionando informação de base que pode ser útil em programas de melhoramento e conservação da abelha ibérica. Fundação para a Ciência e Tecnologia

La abeja de la miel (Apis mellifera) es un elemento esencial en la agricultura moderna, ya que proporciona servicios esenciales a los ecosistemas agrícolas y naturales. Durante los últimos años se ha producido un declive de las poblaciones de la abeja doméstica, lo cual ha ocasionado importantes pérdidas económicas para los apicultores y también un aumento del interés por el estudio de las causas y efectos de dicho fenómeno. En ese sentido el estado sanitario de la abeja melífera se encuentra amenazado por parásitos como varroa (Varroa destructor) y ácaros traqueales (Acarapis woodi), hongos (Ascosphaera apis y Nosema), enfermedades bacterianas y virales, cleptoparásitos como el escarabajo de las colmenas (Aethina tumida), y los pesticidas (entre ellos neonicotinoides). La variación en la prevalencia y abundancia de los diferentes agentes nosógenos pueden estar influidas por multitud de factores relacionados con el manejo apícola, como por ejemplo la introducción de reinas. Las islas ofrecen un escenario interesante para estudiar las consecuencias de dicha práctica apícola sobre el estado sanitario de las poblaciones de abejas. En esta comunicación se presentan los análisis temporal y espacial de la variación de la incidencia de la nosemosis en relación con la introducción de reinas en islas atlánticas de la región Macaronésica (Islas Canarias, Azores y Madeira). Para ello se determinó por un lado el origen maternal de 342 colmenas mediante la determinación del haplotipo mitocondrial, y por otro la presencia de dos especies de Nosema (N. apis y N. ceranae) mediante técnicas moleculares. Los resultados demuestran un aumento en la importación de reinas foráneas y de la nosemosis tipo C durante la última década. Se discute por tanto si los cambios de prevalencia de la nosemosis están relacionados con los cambios en los niveles de importación de reinas, y las implicaciones de dicha práctica apícola en la vitalidad de las poblaciones insulares de abejas. Fundação para a Ciência e Tecnologia

Estudos prévios usando diferentes marcadores do ADN mitocondrial sugerem que a Península Ibérica tem sido uma área de contacto secundário natural entre duas linhagens divergentes de abelhas (linhagem Africana e linhagem da Europa ocidental) formando um cline com orientação sudoeste-nordeste. Porém, é provável que com a crescente intensificação da actividade apícola haja uma alteração do padrão de diversidade moldado pelas forças evolutivas ao longo de milhares de anos. Nesta comunicação o padrão de variação materna é representado espacialmente usando dados de sequenciação da região intergénica tRNAleu-cox2 do mtDNA obtidos para 711 colónias recentemente amostradas ao longo de três transeptos com orientação norte-sul (costa Atlântica, região central e costa Mediterrânica). Este estudo constitui a mais recente e completa representação espacial da diversidade materna à escala de toda Península Ibérica permitindo uma avaliação da influência dos processos antropogénicos (como por exemplo transumância e introdução de rainhas exóticas) na composição genética materna da abelha ibérica. Fundação para a Ciência e Tecnologia