Effets préventifs et thérapeutiques des polyphénols dans un modèle in vitro et in vivo de maladie inflammatoire de l’intestin : caractérisation des polyphénols de la pelure de pomme et de la canneberge par spectrométrie de masse

La muqueuse intestinale est exposée à des agents oxydants provenant de l’ingestion d’aliments modifiés, de cellules immuno-inflammatoires et de la flore intestinale. Une diète élevée en fruits et légumes peut diminuer le stress oxydant (SOx) ainsi que l’inflammation via plusieurs mécanismes. Ces effets bénéfiques peuvent être attribuables à leur contenu élevé en polyphénols. La première étude de mon doctorat consistait à tester l’hypothèse que les polyphénols extraits de pelures de pomme (DAPP) pouvaient diminuer le stress oxydant et l'inflammation impliqués dans les maladies inflammatoires de l'intestin (MII). Nous avons caractérisé les polyphénols des DAPP par spectrométrie de masse (LC-MS) et examiné leur potentiel antioxydant et anti-inflammatoire au niveau des cellules intestinales. L’identification des structures chimiques des polyphénols a été effectuée par LC-MS. Le SOx a été induit par l’ajout du complexe fer/ascorbate (Fe/Asc, 200 µM/2 mM) et l’inflammation par la lipopolysaccharide (LPS, 200µg/mL) à des cellules intestinales Caco-2/15 pré-incubées avec les DAPP (250 µg/mL). L’effet du SOx est déterminé par le dosage du malondialdéhyde (MDA), de la composition des acides gras polyinsaturés et de l’activité des enzymes antioxydantes endogènes (SOD et GPx). L’impact des DAPP sur l’inflammation a été testé par l’analyse de l’expression des marqueurs inflammatoires: cyclooxygénase-2 (COX-2), le facteur de nécrose tumorale alpha (TNF-a et l’interleukine-6 (IL-6) et les facteurs de transcription NF-KB, Nrf-2 et PGC1α par immunobuvardage. Nos données ont montré que les flavonols et les flavan-3-ols constituent les composés polyphénoliques majoritaires des DAPP. L’ajout de Fer2+/Asc a provoqué une augmentation de la peroxidation lipidique comparativement aux cellules contrôles, un appauvrissement des acides gras polyinsaturés n-3 et n-6, et une modulation des enzymes antioxydantes, se traduisant par une augmentation de l’activité de la SOD et une diminution de la GPx. En contrepartie, les DAPP ont exhibé leur potentiel à corriger la plupart des perturbations, y compris l’expression protéique anormalement élevée du COX-2 et la production de la prostaglandine E2 (PGE2), ainsi que l’inflammation telle que réflétée par les facteurs NF-κB, TNF-α et IL-6. Par ailleurs, les mécanismes sous-jacents à ces changements bénéfiques des DAPP ont fait intervenir les facteurs de transcription antioxydants (Nrf-2, PGC1α). Vraisemblablement, cette première étude a permis de démontrer la capacité des DAPP à amoindrir le SOx et à réduire l’inflammation, deux processus étroitement impliqués dans les MII. Dans la deuxième étape de mon doctorat, nous avons voulu comparer les résultats de DAPP à ceux des polyphénols dérivant de la canneberge qui est considérée par la communauté scientifique comme le fruit ayant le plus fort potentiel antioxydant. À cette fin, nous avons caractérisé l’effet des composés polyphénoliques de la canneberge (CPC) sur le SOx, la défense antioxydante et l’inflammation au niveau intestinal tout en définissant leur métabolisme intraluminal. Les différents CPC ont été séparés selon leur poids moléculaire par chromatographie et leurs structures chimiques ont été identifiées par LC-MS. Suite à une pré-incubation des cellules Caco-2/15 avec les extraits CPC (250 µg/mL), le Fe/Asc et la LPS ont été administrés comme inducteurs du SOx et de l’inflammation, respectivement. La caractérisation globale des CPC a révélé que les acides phénoliques composaient majoritairement l’extrait de canneberge de petit poids moléculaire (LC) alors que les flavonoïdes et les procyanidines dimériques/trimériques représentaient l’extrait de poids moléculaire moyen (MC) tout en laissant les procyanidines oligo et polymériques à l’extrait de haut poids moléculaire (HC). Les CPC ont permis de restaurer la plupart des perturbations engendrées dans les Caco-2/15 par le Fe/Asc et le LPS. Les CPC exhibaient le potentiel d’abaisser les niveaux de MDA, de corriger la composition des acides gras polyinsaturés n-3 et n-6, d’augmenter l’activité des enzymes antioxydantes (SOD, GPx et CAT) et d’élever l’expression de Nrf2 et PGC1α. En outre, les CPC pouvaient aussi réduire les niveaux élevés des protéines inflammatoires COX-2, TNF-α et IL-6 ainsi que la production des PGE2 par un mécanisme impliquant le NF-κB. Au niveau mitochondrial, les procyanidines oligomériques ont réussi à corriger les dysfonctions reliées à la production d’énergie (ATP), l’apoptose (Bcl-2, Cyt C et AIF) et le statut des facteurs de transcription mitochondriaux (mtTFA, mtTFB1, mtTFB2). Dans le but de bien comprendre les mécanismes d’action des CPC, nous avons défini par LC-MS les composés polyphénoliques qui ont été transportés ou absorbés par l’entérocyte. Nos analyses soulignent le transport (i) des acides cinnamiques et benzoïques (LC); (ii) la quercétine glycosylée et conjuguée et les procyanidines dimériques de type A (MC); et (iii) l’épicatéchine et les procyanidines oligomériques (HC). Les processus de métabolisation (méthylation, glucuronidation et sulfatation) au niveau de l’entérocyte ont probablement permis le transport de ces CPC surtout sous leur forme conjuguée. Les procyanidines oligomériques ayant un degré de polymérisation supérieur à 2 (HC) ont semblé adhérer aux cellules Caco-2/15. L’épicatéchine suivi par les procyanidines dimériques de type A ont été trouvés majoritaires au niveau des mitochondries. Même si nous ignorons encore l’action biologique de chaque composé polyphénolique, nous pouvons suggérer que leurs effets combinatoires exercent des fonctions antioxydantes, anti-inflammatoires et mitochondriales dans le modèle intestinal Caco-2/15. Dans une troisième étape, nous avons procédé à l’évaluation des aspects préventifs et thérapeutique des DAPP tout en sondant les mécanismes sous-jacents dans une étude préclinique. À cette fin, nous avons exploité le modèle de souris avec colite expérimentale provoquée par le Dextran Sulfate de Sodium (DSS). L’induction de l’inflammation intestinale chez la souris C57BL6 a été effectuée par l’administration orale de DSS à 2.5% pendant 10 jours. Des doses physiologiques et supra-physiologiques de DAPP (200 et 400 mg/kg/j, respectivement) ont été administrées par gavage pendant 10 jours pré- et post-DSS. L’inflammation par le DSS a provoqué une perte de poids, un raccourcissement du côlon, le décollement dystrophique de l’épithélium, l’exulcération et les infiltrations de cellules mono et polynucléaires au niveau du côlon. De plus, le DSS a induit une augmentation de la peroxidation lipidique, une régulation à la baisse des enzymes antioxydantes, une expression protéique à la hausse de la myéloperoxidase (MPO), du COX-2 et de la production des PGE2. Par ailleurs, les DAPP ont permis de corriger ou du moins d’alléger la plupart de ces anomalies en situation préventive ou thérapeutique, en plus d’abaisser l’expression protéique de NF-κB et des cytokines inflammatoires (TNF-a et l’IL-6) tout en stimulant les facteurs de transcription antioxydants (Nrf-2, PGC1α). Conséquemment, les polyphénols des DAPP ont exhibé leur puissant pouvoir antioxydant et anti-inflammatoire au niveau intestinal dans un modèle in vivo. Leurs actions sont associées à la régulation des voies de signalisation cellulaire et des changements dans la composition du microbiote. Ces trois projets de recherche permettent d’envisager l’évaluation des effets préventifs et thérapeutiques des DAPP cliniquement chez les patients avec des désordres inflammatoires de l’intestin.

Characterization of 27 microsatellite loci in the European flat oyster Ostrea edulis

The flat oyster Ostrea edulis is native to Europe and populations have been severely depleted by the parasite Bonamia ostreae since the 1980s. Additional genetic markers are required to improve population genetics study and linkage map development for selection for B. ostrea-resistance in this species. Here, we characterized 27 novel microsatellite loci for O. edulis. Number of alleles per locus ranged from 6 to 25 and observed heterozygosity between 0.375 and 1. Null alleles were suggested at a few loci but most loci were in Hardy-Weinberg agreement enabling their reliable use in further population and mapping genetics approaches.

La sécrétion de la protéine tau : mécanisme de propagation de la pathologie de tau dans la maladie d’Alzheimer

Dans la maladie d’Alzheimer, il existe deux marqueurs histopathologiques : les plaques amyloïdes composées de la protéine amyloïde-bêta et les enchevêtrements neurofibrillaires (NFTs) composés de la protéine tau agrégée. Dans le cerveau, la propagation de la pathologie de tau est observée le long des circuits neuronaux connectés synaptiquement, selon une séquence de stades, caractérisés par le Docteur Braak en 1991. Chez les patients, le degré de démence corrèle avec le nombre de NFTs. Ces derniers apparaissent dans des régions précises du cerveau et se propagent, de manière prédictible, le long des projections neuronales à des stades plus tardifs de la pathologie. Il reste à éclaircir la manière dont les NFTs se propagent dans les différentes régions du cerveau. Dans notre laboratoire, nous avons émis l’hypothèse que la propagation de tau pourrait se produire par un processus de transmission de cellule à cellule. Ainsi, la protéine tau serait tout d’abord sécrétée par un neurone, puis endocytée par un neurone adjacent. Nos travaux de recherche se sont concentrés sur la sécrétion de la protéine tau. Dans une première étape, nous avons démontré l’existence de la sécrétion active de tau dans l’espace extracellulaire, en utilisant des modèles in vitro de cellules non neuronales et neuronales. Par la suite, nous avons caractérisé les formes de protéines tau sécrétées. Enfin dans un dernier temps, nous avons exploré les voies de sécrétion de la protéine tau ainsi que les mécanismes régulant ce phénomène. Nous avons réussi à moduler la sécrétion de tau en reproduisant plusieurs insultes observées dans la maladie d’Alzheimer. Nos recherches nous ont permis d’identifier l’appareil de Golgi comme étant une organelle dont la fragmentation augmente la sécrétion de la protéine tau. A la lumière de cette découverte, nous avons été capable de moduler la sécrétion de tau en ciblant spécifiquement l’activité de cdk5 et l’expression de rab1A contrôlant la morphologie du Golgi. Ainsi, nous avons réussi à diminuer significativement la sécrétion de la protéine tau. Nos travaux de recherche proposent de nouvelles cibles thérapeutiques pour la maladie d’Alzheimer, visant à diminuer la propagation de la pathologie de tau par de nouveaux mécanismes cellulaires.

Facteurs de risque de développement de troubles intériorisés : études en Imagerie par Résonance Magnétique structurelle

Plusieurs facteurs de risque de développement de troubles intériorisés, tels que les troubles d’anxiété et de l’humeur, ont été identifiés dans la littérature. Les deux plus importants facteurs de risques regroupent l’adversité vécue durant l’enfance (par exemple la maltraitance) et le risque parental (c’est-à-dire la présence d’un trouble intériorisé chez l’un ou les deux parents). Ces facteurs de risque ont été liés à des changements neuroanatomiques similaires à ceux observés en lien avec les troubles intériorisés. Ainsi, en présence de ces facteurs de risque, des anomalies anatomiques pourraient laisser présager l’apparition prochaine d’une symptomatologie de troubles intériorisés chez des individus encore asymptomatiques. Chez les quelques populations de jeunes investiguées, les participants présentaient des comorbidités et/ou étaient sous médication, ce qui rend difficile l’interprétation des atteintes cérébrales observées. Ce travail de thèse s’est intéressé aux liens entre ces deux facteurs de risque et les substrats neuroanatomiques associés à chacun d’eux, chez des adolescents asymptomatiques et n’étant sous aucune médication. Une première étude a examiné le lien entre le niveau de pratiques parentales coercitives et le niveau de symptômes d’anxiété, mesurés de manière longitudinale depuis la naissance, et les différences neuroanatomiques observées à l’adolescence (voir Chapitre 2). Une deuxième étude a examiné le lien entre le risque parental de développer des troubles d’anxiété et les différences neuroanatomiques observées à l’adolescence (voir Chapitre 3). Une troisième étude s’est intéressée au lien entre le risque parental de développer un trouble de dépression ou un trouble bipolaire et les différences neuroanatomiques observées à l’adolescence (voir Chapitre 4). Les résultats démontrent des différences de volume et/ou d’épaisseur corticale dans plusieurs structures clés impliquées dans le traitement et la régulation des émotions. C’est le cas du cortex préfrontal, de l’amygdale, de l’hippocampe et du striatum. Ces résultats suggèrent que certaines des différences neuroanatomiques observées dans les troubles intériorisés peuvent être présentes avant que le trouble ne se manifeste, et représenter des marqueurs neuronaux du risque de développer le trouble. Les implications théoriques et les limites de ces trois études sont finalement discutées dans le Chapitre 5.

Le sommeil comme marqueur du déclin cognitif dans la maladie de Parkinson

La maladie de Parkinson (MP) est une maladie neurodégénérative qui se caractérise principalement par la présence de symptômes moteurs. Cependant, d’autres symptômes, dits non moteurs, sont fréquents dans la MP et assombrissent le pronostic; ceux ci incluent notamment les désordres du sommeil et les troubles cognitifs. De fait, sur une période de plus de 10 ans, jusqu’à 90 % des patients avec la MP développeraient une démence. L’identification de marqueurs de la démence dans la MP est donc primordiale pour permettre le diagnostic précoce et favoriser le développement d’approches thérapeutiques préventives. Plusieurs études ont mis en évidence la contribution du sommeil dans les processus de plasticité cérébrale, d’apprentissage et de consolidation mnésique, notamment l’importance des ondes lentes (OL) et des fuseaux de sommeil (FS). Très peu de travaux se sont intéressés aux liens entre les modifications de la microarchitecture du sommeil et le déclin cognitif dans la MP. L’objectif de cette thèse est de déterminer, sur le plan longitudinal, si certains marqueurs électroencéphalographiques (EEG) en sommeil peuvent prédire la progression vers la démence chez des patients atteints de la MP. La première étude a évalué les caractéristiques des OL et des FS durant le sommeil lent chez les patients avec la MP selon qu’ils ont développé ou non une démence (MP démence vs MP sans démence) lors du suivi longitudinal, ainsi que chez des sujets contrôles en santé. Comparativement aux patients MP sans démence et aux sujets contrôles, les patients MP démence présentaient au temps de base une diminution de la densité, de l’amplitude et de la fréquence des FS. La diminution de l’amplitude des FS dans les régions postérieures était associée à de moins bonnes performances aux tâches visuospatiales chez les patients MP démence. Bien que l’amplitude des OL soit diminuée chez les deux groupes de patients avec la MP, celle ci n’était pas associée au statut cognitif lors du suivi. La deuxième étude a évalué les marqueurs spectraux du développement de la démence dans la MP à l’aide de l’analyse quantifiée de l’EEG en sommeil lent, en sommeil paradoxal et à l’éveil. Les patients MP démence présentaient une diminution de la puissance spectrale sigma durant le sommeil lent dans les régions pariétales comparativement aux patients MP sans démence et aux contrôles. Durant le sommeil paradoxal, l’augmentation de la puissance spectrale en delta et en thêta, de même qu’un plus grand ratio de ralentissement de l’EEG, caractérisé par un rapport plus élevé des basses fréquences sur les hautes fréquences, était associée au développement de la démence chez les patients avec la MP. D’ailleurs, dans la cohorte de patients, un plus grand ralentissement de l’EEG en sommeil paradoxal dans les régions temporo occipitales était associé à des performances cognitives moindres aux épreuves visuospatiales. Enfin, durant l’éveil, les patients MP démence présentaient au temps de base une augmentation de la puissance spectrale delta, un plus grand ratio de ralentissement de l’EEG ainsi qu’une diminution de la fréquence dominante occipitale alpha comparativement aux patients MP sans démence et aux contrôles. Cette thèse suggère que des anomalies EEG spécifiques durant le sommeil et l’éveil peuvent identifier les patients avec la MP qui vont développer une démence quelques années plus tard. L’activité des FS, ainsi que le ralentissement de l’EEG en sommeil paradoxal et à l’éveil, pourraient donc servir de marqueurs potentiels du développement de la démence dans la MP.

Aplicação de microssatélites na crioconservação da diversidade genética do cavalo lusitano

O género Equus teve origem na América do Norte e alguns exemplares migraram para a Eurásia pelo Estreito de Bering, durante a última glaciação. No fim da glaciação, todos os cavalos do continente americano extinguiram-se, mas sobreviveram nas estepes da Eurásia, na Peninsula lbérica e nas florestas da Europa Ocidental e Central. O cavalo Lusitano teve a sua origem em cavalos selvagens e domesticados da Peninsula lbérica, ocorrendo uma mistura com outros animais trazidos por eventos migratórios ocorridos no passado. Os cavalos deste gene pool contribuiram para o desenvolvimento de outras raças modernas na Europa e foram mais tarde introduzidos e dispersos pelo continente Americano, tornando-se fundadores de numerosas raças do novo mundo. A raça Lusitana é uma raça equina autóctone portuguesa, com especial relevancia económica no panorama nacional e internacional. Apesar de não ser uma raça ameaçada, alguns autores defendem que a informação genealógica disponivel (pedigrees) indica que uma utilização excessiva de um reduzido número de reprodutores machos esta a diminuir a diversidade genética da raça, tendo como consequência o aumento da consanguinidade e a diminuição do tamanho efetivo da população para cerca de metade dos valores recomendados pela FAO. No entanto, a anàlise da diversidade genética com base em 16 microssatélites (Marcadores de DNA) a um grupo de 2699 machos da raça Lusitana, nascidos entre 1985 e 2010 e inscritos como reprodutores no Livro Genealógico da raça, revelou um elevado nível de diversidade, idêntico ao encontrado na maioria das raças equinas. Dada a crescente relevância da Crioconservação, omo estratégia complementar para a conservação da diversidade genética in situ, e tendo em conta que não existe criopreservação de oocitos, embriões ou sémen, do cavalo de raça Lusitana em Banco de Genes, selecionaram-se 62 machos reprodutores (garanhões) com interesse genético para a criopreservação de sémen, quer no sentido de preservar a diversidade da raça quer no da salvaguardar em caso de calamidade; ABSTRACT: The genus Equus originated in North America and some exemplary migrated to Eurasia through the Bering Strait during the last glaciation. By the end of the last glaciation, all horses on the American continent became extinct but the genus survived in the steppes of Eurasia, in the Iberian Peninsula and on the Central and West Europe forests. The Lusitano horse breed has its origins in wild and domesticated horses of the Iberian Peninsula, where a mixture with other animals brought by migratory events in the past occurred. The horses of this gene pool contributed to the development of other modern breeds in Europe and were later introduced and spread throughout the American continent, becoming founders of numerous breeds of the New World. The Lusitano horse breed, is a Portuguese native equine breed, with special economic relevance in the national and international scene. Although not being an endangered breed, some authors argue that the available genealogical information (pedigrees) indicates that an excessive use of a limited number of stallions is decreasing the genetic diversity of the breed, resulting in the increase of inbreeding and on the decrease of the effective population size to about half of the values recommended by FAO. However, the analysis of genetic diversity based on 16 microsatellites (DNA markers) in a group of 2699 males of the Lusitano horse breed, born between 1985 and 2010 and registered as Stallions in the Studbook, revealed a high level of diversity similar to that found in the majority of equine breeds. Given the growing relevance of Cryopreservation as a complementary strategy for the conservation of genetic diversity in situ and, taking into consideration the inexistence of criopreservation for oocytes, embryos and semen, in a Gene Bank, for the Lusitano horse breed, 62 breeding males (stallions) with genetic interest for semen cryopreservation were selected in order either to preserve the diversity of the breed or as safeguard in case of calamity.

Environmental variables, habitat discontinuity and life history shaping the genetic structure of Pomatoschistus marmoratus

Coastal lagoons are semi-isolated ecosystems exposed to wide fluctuations of environmental conditions and showing habitat fragmentation. These features may play an important role in separating species into different populations, even at small spatial scales. In this study, we evaluate the concordance between mitochondrial (previous published data) and nuclear data analyzing the genetic variability of Pomatoschistus marmoratus in five localities, inside and outside the Mar Menor coastal lagoon (SE Spain) using eight microsatellites. High genetic diversity and similar levels of allele richness were observed across all loci and localities, although significant genic and genotypic differentiation was found between populations inside and outside the lagoon. In contrast to the FST values obtained from previous mitochondrial DNA analyses (control region), the microsatellite data exhibited significant differentiation among samples inside the Mar Menor and between lagoonal and marine samples. This pattern was corroborated using Cavalli-Sforza genetic distances. The habitat fragmentation inside the coastal lagoon and among lagoon and marine localities could be acting as a barrier to gene flow and contributing to the observed genetic structure. Our results from generalized additive models point a significant link between extreme lagoonal environmental conditions (mainly maximum salinity) and P. marmoratus genetic composition. Thereby, these environmental features could be also acting on genetic structure of coastal lagoon populations of P. marmoratus favoring their genetic divergence. The mating strategy of P. marmoratus could be also influencing our results obtained from mitochondrial and nuclear DNA. Therefore, a special consideration must be done in the selection of the DNA markers depending on the reproductive strategy of the species.

Highly polymorphic microsatellite markers for the Mediterranean endemic fan mussel Pinna nobilis

Pinna nobilis is an endemic bivalve of the Mediterranean Sea whose populations have decreased in the last decades due to human pressure; as a consequence, it was declared a protected species in 1992. Despite its conservation status, few genetic studies using mitochondrial markers have been published. We report on the isolation and development of 10 microsatellite loci for the fan mussel, Pinna nobilis. All loci (2 di-nucleotide, 5 tri-nucleotide, 2 tetra-nucleotide and 1 penta-nucleotide) are characterized by high levels of polymorphism in 76 individuals tested from two populations in the Balearic Islands (Spain, Western Mediterranean Sea). The number of alleles ranged from 4 to 24 and expected heterozygosity ranged from 0.4269 to 0.9400. These microsatellites could be very useful for the assessment of the genetic diversity and connectivity patterns of P. nobilis and the establishment of new conservation strategies.

Spatial patterns of genetic diversity in Mediterranean eagle owl Bubo bubo populations

Little information is available on the patterns of genetic connectivity in owls. We studied the genetic structure of the eagle owl Bubo bubo (Linnaeus, 1758) in southeastern Spain at two different spatial scales. Seven microsatellites previously described for this species were used, although only six loci amplified correctly. The observed low genetic variation could be explained by the short dispersal distance, high mortality rate and high degree of monogamy shown by this large nocturnal predator. As expected, the highest genetic isolation was detected in the geographically most isolated population. Significant genetic differentiation was found among study units separated by less than 50 km. The territorial analysis showed interesting connectivity patterns related with the gene flow and turnover rate of the breeding individuals. The lowest genetic diversity was found in the region with the largest population, which could imply incipient inbreeding.

Genetic differentiation among Parastichopus regalis populations in the Western Mediterranean Sea: potential effects from its fishery and current connectivity

Parastichopus regalis (Cuvier, 1817) is the most expensive seafood product on the Catalonian market (NE Spain), with prices at approximately 130 €/Kg (fresh weight). Despite its ecological and economic importance, biological and genetic information on this sea cucumber species is scarce. Here, we provide both the first insight on the genetic structure of P. regalis using sequences of cytochrome oxidase I (COI) and 16S genes and a morphological description of its population. Individual sea cucumbers were collected in six locations along the Spanish Mediterranean coast, including an area under fishery pressure (Catalonia). We found high haplotype diversity and low nucleotide diversity for both genes, with higher levels of genetic diversity observed in the COI gene. The population pairwise fixation index (FST), AMOVA and correspondence analysis (CA) based on the COI gene revealed significant genetic differentiation among some locations. However, further analysis using nuclear markers (e.g., microsatellites) is necessary to corroborate these results. Moreover, the genetic and morphological data may indicate fishery effects on the Catalonian population with a decrease in the size and weight averages and lower genetic diversity compared with locations that lack fishery pressure. For the appropriate management of this species, we suggest the following: 1) accurately assessing the stock status along the Spanish coasts; 2) studying the reproductive cycle of this target species and the establishment of a closed fishery season according to the reproductive cycle; and 3) establishing protected areas (i.e., not take zones) to conserve healthy populations and favour recruitment in the nearby areas.

Multilocus genetic analyses provide insight into speciation and hybridization in aquatic grasses, genus Ruppia

Aquatic plants of the genus Ruppia inhabit some of the most threatened habitats in the world, such as coastal lagoons and inland saline to brackish waters where their meadows play several key roles. The evolutionary history of this genus has been affected by the processes of hybridization, polyploidization, and vicariance, which have resulted in uncertainty regarding the number of species. In the present study, we apply microsatellite markers for the identification, genetic characterization, and detection of hybridization events among populations of putative Ruppia species found in the southern Iberian Peninsula, with the exception of a clearly distinct species, the diploid Ruppia maritima. Microsatellite markers group the populations into genetically distinct entities that are not coincident with geographical location and contain unique diagnostic alleles. These results support the interpretation of these entities as distinct species: designated here as (1) Ruppia drepanensis, (2) Ruppia cf. maritima, and (3) Ruppia cirrhosa. A fourth distinct genetic entity was identified as a putative hybrid between R. cf. maritima and R. cirrhosa because it contained a mixture of microsatellite alleles that are otherwise unique to these putative species. Hence, our analyses were able to discriminate among different genetic entities of Ruppia and, by adding multilocus nuclear markers, we confirm hybridization as an important process of speciation within the genus. In addition, careful taxonomic curation of the samples enabled us to determine the genotypic and genetic diversity and differentiation among populations of each putative Ruppia species. This will be important for identifying diversity hotspots and evaluating patterns of population genetic connectivity. © 2015 The Linnean Society of London, Biological Journal of the Linnean Society, 2015, 00, 000–000.

In two waters: contemporary evolution of lagoonal and marine white seabream (Diplodus sargus) populations

Brackish water ecosystems are often exposed to wide variations in environmental variables, including temperature and salinity, which may cause strong selective pressures on organisms modifying the genetic patterns of species. The aim of this work was to test whether there is a ‘divergence-with-gene flow’ in coastal lagoon populations of white seabream (Diplodus sargus) (Ria Formosa, S Portugal and Mar Menor, SE Spain) respect to four marine populations, by using partial sequences of cyt b mitochondrial gene and information from nine microsatellite loci. Genetic diversity was highest in both coastal lagoons (Mar Menor and Ria Formosa) considering mitochondrial and nuclear markers. Although some of FST population pairwise comparisons were not significant, analyses of molecular variance (AMOVAs) detected differences between groups (coastal lagoon and marine) close to significance. Also, only two haplotypes (Cytb-17 and Cytb-18) were detected in both coastal lagoon sampling sites and these localities (Mar Menor and Ria Formosa) showed the highest number of singletons, some of them with a high number of mutations, as has been already described for other Mar Menor populations (Pomatochistus marmoratus and Holothuria polii). Also, several tests detected significant positive and balancing selection considering mtDNA and microsatellite data. These data support the hypothesis of selection as one of the drivers of the genetic differences found between coastal lagoon and marine populations. The life strategy adopted by Diplodus sargus in coastal lagoons allows it to decrease its mortality rate and improve the heritability of its genes. Also, the increase time spent in coastal lagoons with different temperatures and salinities favours the fitness selection and the maintenance of exclusive haplotypes and genotypes in coastal lagoon inhabitants favouring the ‘divergence-with-gene-flow’.

Genetic evidence for polygynandry in the black-striped pipefish syngnathus abaster: a microsatellite-based parentage analysis

Sexual selection theory predicts that, in organisms with reversed sex roles, more polyandrous species exhibit higher levels of sexual dimorphism. In the family Syngnathidae (pipefish, seahorses, and seadragons), males provide all parental care by carrying developing embryos on their ventral surfaces, and females develop secondary sex characters. Syngnathids exhibit a variety of genetic mating patterns, making them an ideal group to test predictions of sexual selection theory. Here, we describe the mating system of the black-striped pipefish Syngnathus abaster, using 4 highly variable microsatellites to analyze parentage of 102 embryos. Results revealed that 1) both sexes mate multiple times over the course of a pregnancy (polygynandrous mating system), 2) eggs are spatially segregated by maternity within each brood pouch, and 3) larger females have higher mating success (Kolmogorov–Smirnov test; P < 0.05). Together with similar studies of other syngnathid species, our results support the hypothesis that the mating system is related to the intensity of sexual dimorphism.

Characterization of 10 new tetranucleotide microsatellite markers for the European eagle owl, Bubo bubo: Useful tools for conservation strategies

Bubo bubo is the largest owl in the world, showing a wide geographical distribution throughout the Palaearctic region. It underwent a demographic decline in many European countries during the last century and was considered “vulnerable” (Annex II of the CITES). Nowadays, it is classified as “Least Concern” according to IUCN. Despite its ecological importance and conservation status, few polymorphic molecular markers are available to study its diversity and population genetics. We report on the isolation and development of 10 new microsatellites for the Eagle owl, B. bubo. All loci (10 tetra-nucleotide) are characterized by high polymorphism levels. Number of alleles ranged from 5 to 13 and expected heterozygosity varied from 0.733 to 0.840. These microsatellites would be very useful to assess the genetic diversity, connectivity patterns and parentage of B. bubo. This information will allow to establish new conservation strategies and improve the management of the species.

Connectivity patterns inferred from the genetic structure of white seabream (Diplodus sargus L.)

Themarine environment seems, at first sight, to be a homogeneousmediumlacking barriers to species dispersal. Nevertheless, populations of marine species show varying levels of gene flow and population differentiation, so barriers to gene flow can often be detected. Weaimto elucidate the role of oceanographical factors ingenerating connectivity among populations shaping the phylogeographical patterns in the marine realm, which is not only a topic of considerable interest for understanding the evolution ofmarine biodiversity but also formanagement and conservation of marine life. For this proposal,we investigate the genetic structure and connectivity between continental and insular populations ofwhite seabreamin North East Atlantic (NEA) and Mediterranean Sea (MS) aswell as the influence of historical and contemporary factors in this scenario using mitochondrial (cytochrome b) and nuclear (a set of 9 microsatellite) molecular markers. Azores population appeared genetically differentiated in a single cluster using Structure analysis. This result was corroborated by Principal Component Analysis (PCA) and Monmonier algorithm which suggested a boundary to gene flow, isolating this locality. Azorean population also shows the highest significant values of FST and genetic distances for both molecular markers (microsatellites and mtDNA). We suggest that the breakdown of effective genetic exchange between Azores and the others' samples could be explained simultaneously by hydrographic (deep water) and hydrodynamic (isolating current regimes) factors acting as barriers to the free dispersal of white seabream(adults and larvae) and by historical factors which could be favoured for the survival of Azorean white seabream population at the last glaciation. Mediterranean islands show similar genetic diversity to the neighbouring continental samples and nonsignificant genetic differences. Proximity to continental coasts and the current system could promote an optimal larval dispersion among Mediterranean islands (Mallorca and Castellamare) and coasts with high gene flow.