Evaluación de algunas regiones del ADNmt para analizar relaciones filogenéticas y variabilidad genética en Cynomys mexicanus y Spermophilus spilosoma (Rodentia: Sciuridae) Public Deposited
This study shows the analyses of the mitochondrial regions: control region [D-Loop], the cytochrome b gene and the ARNr 16S gene in the rodents Cynomys mexicanus and Spermophilus spilosoma, with the aim to determine their relevance for studies of genetic variation and phylogenetic inferences. The methodological strategy included, sequencing analysis, gene characterization, phylogenetic inferences and restriction analysis in the species mentioned above, sequencing analysis of the same genes for related species deposited in the GenBank were also carried out. The sequencing data obtained for the cytochrome b gene were 713 base pairs (237 amino acids), which correspond to 62.5% of the entire gen. For the DLoop were 1063-64 base pairs, which showed that this region is structures by three domains (ETAS, extension termination associated secuences; CD, central domain; and CSB, conserve sequencing block). Both regions showed a higher transition to transversion ratio at the intraspecific and inter-generic levels. A low intra-specific divergence is observed in the C. mexicanus cytochrome b gene (0.0 - 0.14%) and zero divergence is observed for the D-Loop region. Whereas for S. spilosoma a 0.3% - 0.98% divergence was observed in the cytochrome b gene (0.004% at the amino acids level), and 0.3 - 0.4% in the D-Loop region. The intergeneric (C. mexicanus - S. spilosoma) nucleotide divergence was higher, 8.0 - 9.3% in the cytochrome b gene (3.4 - 3.8% at the amino acid level), and 2.2 – 16.1% in the D-Loop region. At the inter-specific level a higher nucleotide divergence was observed between S. spilosoma - S. washingtoni (11.6%) and S. spilodoma - S. madrensis (15.0%) than between S. washingtoni and S. madrensis in relation to C. mexicanus (10.9% and 14.4%, respectively). The cladograms generated using only the species of this study and utilizing distance analysis, parsimony and maximum probability and with both, the cytochrome b gene and the control region, resolve C. mexicanus and S. spilosoma as monophyletic groups. However, when additional sequences of the cytochrome b gene from other species of both genera are utilized the results drive us to two hypothesis, one suggesting a paraphyletic origin in the species of the genus Spermophilus (S. mexicanus, S. tereticaudus and S. spilosoma) in relation to the species of the genus Cynomys, and a second hypothesis that suggest paraphyly for the genus Spermophilus. Finally, the restriction enzyme analysis with Rsa I in the three mitochondrial regions showed two different haplotypes at the inter-generic level, and did not resolved differences at the intra-specific level. Furthermore, the sequencing analysis of the D-Loop and cytochrome b regions by means of simulated restriction digest with the enzymes Fat I, Nla III, BfuC I, Dpn I, Mbo I and Sau3 AI, Taq I, for the first one and Alu I, HpyCH4 V, Rsa I, Bfa I, BfuC I, Dpn I and Sau3 AI, for the second one, suggest the presence of different haplotypes at the intra-specific level, and led us to suggest the use of them to evaluate genetic diversity.
En el presente estudio se analizaron las regiones mitocondriales: región control [D-Loop], genes citocromo b y ARNr 16S, en los roedores Cynomys mexicanus y Spermophilus spilosoma, con el objetivo de determinar el aporte informativo de los mismos a nivel de variabilidad genética e inferencia filogenética. La estrategia metodológica incluyó el análisis de secuenciación, caracterización, inferencia filogenética y restricción enzimática, de dichos genes en las especies mencionadas, así como del análisis de secuencias de los mismos genes depositadas en el GenBank para diversas especies de ambos géneros. Los datos de secuenciación obtenidos para el gen citocromo b fueron de 713 pares de bases (237 aminoácidos), que corresponden al 62.5% del total del gen. Para la región control fueron 1063-64 pares de bases e indican que la región esta conformada por tres dominios principales (ETAS, extension termination associated secuences; CD, central domain; y CSB, conserve sequencing block). En ambas regiones el número de transiciones fue mayor que el de transversiones tanto a nivel intra-específico como a nivel inter-genérico. Se detecta una baja divergencia intra-específica para C. mexicanus en el gen citocromo b (0.0 - 0.14%) y nula para la región control. Mientras que en S. spilosoma, se detecta una divergencia de 0.3%- 0.98% en el gen citocromo b (0.004% a nivel de aminoácidos), y de 0.3 - 0.4% en la región control. La divergencia nucleotídica inter-genérica (C. mexicanus - S. spilosoma) fue mayor, 8.0 - 9.3% en el gen citocromo b (3.4 - 3.8% a nivel de aminoácidos) y 2.2 – 16.1 % en la región control. La divergencia a nivel inter-específico fue mayor entre las especies S. spilosoma - S. washingtoni (11.6%) y S. spilosoma - S. madrensis (15.0%), que entre S. washingtoni y S. madrensis con respecto a C. mexicanus (10.9% y 14.4%, respectivamente). Los cladogramas generados empleando únicamente a las especies objeto del presente estudio y por medio del análisis de distancia, parsimonia y máxima probabilidad, con el gen citocromo b y la región control, muestran a C. mexicanus y S. spilosoma como grupos monofiléticos. Sin embargo, cuando se utilizan secuencias adicionales del gen citocromo b, los resultados sugieren dos hipótesis, por un lado, el origen parafilético de las especies del género Spermophilus (S. mexicanus, S. tereticaudus y S. spilosoma) con relación al género Cynomys, y por otro lado el origen polifilético del género Spermophilus, basado en los caracteres convergentes que presenta el mismo. Finalmente, el análisis de restricción enzimática con la enzima Rsa I para los tres genes mostró dos diferentes haplotipos a nivel inter-genérico, pero no detectó diferencias a nivel intra-específico. Sin embargo, el análisis de las secuencias de la región control y del gen citocromo b por medio de la simulación de restricción con las enzimas Fat I, Nla III, BfuC I, Dpn I, Mbo I y Sau3 AI, Taq I, para el primero y de las enzimas Alu I, HpyCH4 V, Rsa I, Bfa I, BfuC I, Dpn I y Sau3 AI, para el segundo, sugieren la presencia de diferentes haplotipos a nivel intra-específico, por lo que se sugiere la utilización de dichas enzimas para evaluar la diversidad genética de ambas especies.
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