Study of linkage between miniature and singed genes in Drosophila melanogaster

We have developed a practical exercise for undergraduate students whose main aim is to identify, using genetic crosses, a pair of D. melanogaster mutations (miniature and singed). Each student receives a vial with the problem strain containing two unknown mutations. The first step is to observe and describe both mutations. Then, the students carry out genetic crosses between mutant and normal strains: (P) ♀ mutant strain × ♂ normal strain (P) ♀ normal strain × ♂ mutant strain A different offspring is expected in these crosses: in the first one we will obtain normal females and m sn males, whereas in the second all individuals will present normal phenotype. It is possible to deduce that both are sex linked mutations. With this information and to simplify the amount of work, only F1 individuals from the first cross will be used (m+sn+ / m sn × m sn / Y chrom.) to obtain the F2 generation. By counting the number of miniature (recombinant type), singed (recombinant type), miniature-singed (parental type) and normal (parental type) flies it is possible to estimate the recombination frequency between both genes. Knowing the phenotype, their chromosomal location (X chromosome) and the genetic distance between both mutations, it is possible to identify them by finding all this information in a Drosophila melanogaster genetic map. Additionally, a statistical analysis can be carried out to compare the number of expected F2 individuals with those observed in the experiment. As the distance between both genes is 15.1 m.u., then the expected percentages for each phenotype would be: normal (42.45%), miniature-signed (42.45%), miniature (7.55%) and singed (7.55%). Multiplying the frequency of each class by the total number of individuals obtained in the F2 it is possible to estimate the expected number of flies for each class. Finally, a χ2 test can be computed to ascertain whether there are significant differences between expected and observed number of individuals.

Decay of linkage disequilibrium within genes across HGDP-CEPH human samples: most population isolates do not show increased LD

Background It is well known that the pattern of linkage disequilibrium varies between human populations, with remarkable geographical stratification. Indirect association studies routinely exploit linkage disequilibrium around genes, particularly in isolated populations where it is assumed to be higher. Here, we explore both the amount and the decay of linkage disequilibrium with physical distance along 211 gene regions, most of them related to complex diseases, across 39 HGDP-CEPH population samples, focusing particularly on the populations defined as isolates. Within each gene region and population we use r2 between all possible single nucleotide polymorphism (SNP) pairs as a measure of linkage disequilibrium and focus on the proportion of SNP pairs with r2 greater than 0.8. Results Although the average r2 was found to be significantly different both between and within continental regions, a much higher proportion of r2 variance could be attributed to differences between continental regions (2.8% vs. 0.5%, respectively). Similarly, while the proportion of SNP pairs with r2 > 0.8 was significantly different across continents for all distance classes, it was generally much more homogenous within continents, except in the case of Africa and the Americas. The only isolated populations with consistently higher LD in all distance classes with respect to their continent are the Kalash (Central South Asia) and the Surui (America). Moreover, isolated populations showed only slightly higher proportions of SNP pairs with r2 > 0.8 per gene region than non-isolated populations in the same continent. Thus, the number of SNPs in isolated populations that need to be genotyped may be only slightly less than in non-isolates. Conclusion The 'isolated population' label by itself does not guarantee a greater genotyping efficiency in association studies, and properties other than increased linkage disequilibrium may make these populations interesting in genetic epidemiology.

Spiders on a Hot Volcanic Roof: Colonisation Pathways and Phylogeography of the Canary Islands Endemic Trap-Door Spider Titanidiops canariensis (Araneae, Idiopidae)

Studies conducted on volcanic islands have greatly contributed to our current understanding of how organisms diversify. The Canary Islands archipelago, located northwest of the coast of northern Africa, harbours a large number of endemic taxa. Because of their low vagility, mygalomorph spiders are usually absent from oceanic islands. The spider Titanidiops canariensis, which inhabits the easternmost islands of the archipelago, constitutes an exception to this rule. Here, we use a multi-locus approach that combines three mitochondrial and four nuclear genes to investigate the origins and phylogeography of this remarkable trap-door spider. We provide a timeframe for the colonisation of the Canary Islands using two alternative approaches: concatenation and species tree inference in a Bayesian relaxed clock framework. Additionally, we investigate the existence of cryptic species on the islands by means of a Bayesian multi-locus species delimitation method. Our results indicate that T. canariensis colonised the Canary Islands once, most likely during the Miocene, although discrepancies between the timeframes from different approaches make the exact timing uncertain. A complex evolutionary history for the species in the archipelago is revealed, which involves two independent colonisations of Fuerteventura from the ancestral range of T. canariensis in northern Lanzarote and a possible back colonisation of southern Lanzarote. The data further corroborate a previously proposed volcanic refugium, highlighting the impact of the dynamic volcanic history of the island on the phylogeographic patterns of the endemic taxa. T. canariensis includes at least two different species, one inhabiting the Jandia peninsula and central Fuerteventura and one spanning from central Fuerteventura to Lanzarote. Our data suggest that the extant northern African Titanidiops lineages may have expanded to the region after the islands were colonised and, hence, are not the source of colonisation. In addition, T. maroccanus may harbour several cryptic species.

Genes y cosméticos: la nueva cosmetogenómica.

Es posible que haya a quien le pueda parecer poco ortodoxo que se relacionen, en un mismo artículo, genes y cosméticos. El objetivo de este artículo es abordar, a través de algunos ejemplos concretos, la relación que se establece precisamente entre ambos, y proponer que el futuro de la cosmética pasa, al menos en parte, por el conocimiento de la relación que se establece entre ellos y por la utilización de esta relación.

Early adversity and 5-HTT-BDNF genes: New evidences of Gene-Environment interactions on depressive symptoms in a general population

Background Adverse childhood experiences have been described as one of the major environmental risk factors for depressive disorder. Similarly, the deleterious impact of early traumatic experiences on depression seems to be moderated by individual genetic variability. Serotonin transporter (5-HTT) and brain-derived neurotrophic factor (BDNF) modulate the effect of childhood adversity on adult depression, although inconsistencies across studies have been found. Moreover, the gene×environment (G×E) interaction concerning the different types of childhood adversity remains poorly understood. The aim of this study was to analyse the putative interaction between the 5-HTT gene (5-HTTLPR polymorphism), the BDNF gene (Val66Met polymorphism) and childhood adversity in accounting for adult depressive symptoms. Method A sample of 534 healthy individuals filled in self-report questionnaires of depressive symptomatology [the Symptom Check List 90 Revised (SCL-90-R)] and different types of childhood adversities [the Childhood Trauma Questionnaire (CTQ)]. The 5-HTTLPR polymorphism (5-HTT gene) and the Val66Met polymorphism (BDNF gene) were genotyped in the whole sample. Results Total childhood adversity (β=0.27, p<0.001), childhood sexual abuse (CSA; β=0.17, p<0.001), childhood emotional abuse (β=0.27, p<0.001) and childhood emotional neglect (β=0.22, p<0.001) had an impact on adult depressive symptoms. CSA had a greater impact on depressive symptoms in Met allele carriers of the BDNF gene than in the Val/Val group (F=5.87, p<0.0001), and in S carriers of the 5-HTTLPR polymorphism (5-HTT gene) (F=5.80, p<0.0001). Conclusions Childhood adversity per se predicted higher levels of adult depressive symptoms. In addition, BDNF Val66Met and 5-HTTLPR polymorphisms seemed to moderate the effect of CSA on adult depressive symptoms.

Dissertatio academica in Genes. XVI: 13

Dedicatio: Maria Christina Hollberg s. Walin [ruots. pr.], Abrahamus Renström.

De arena non numeranda occasione dicti, Genes. XXXII: 12

Invocatio: Jehovah auxiliante.

Mapeamento de genes de resistência quantitativa a Puccinia polysora em milho

Este trabalho objetivou identificar marcadores microssatélites ligados a genes de resistência a Puccinia polysora e verificar o efeito fenotípico destes nas variáveis monocíclicas número e comprimento de lesão. Foram utilizadas duas linhagens (Z-95 e Z-93) contrastantes em níveis de resistência à doença, o híbrido (Z-95 x Z-93) e uma população F2 obtida da autofecundação deste. Esses indivíduos foram fenotipados para resistência à doença em dois ensaios a campo e genotipados para 142 marcadores microssatélites. Para agilizar a genotipagem, o método de análise de segregantes agrupados (ASA) foi utilizado. Marcadores potencialmente ligados a genes de resistência identificados por este método foram utilizados para genotipar 165 indivíduos segregantes e confirmar a existência de ligação. Dois marcadores, Phi 65 e Phi 28, ambos no cromossomo 9, mostraram-se significativamente associados (p<0,000001 e p<0,000078, respectivamente) a um QRL (locos de resistência quantitaviva) a P. polysora. A associação entre QRL e marcadores explicou, respectivamente, 12,9% e 5,10% da variação fenotípica para resistência. Em um terceiro ensaio em casa de vegetação, 94 plantas foram inoculadas com suspensão de uredósporos e avaliadas 15 dias após a inoculação quanto ao número de lesões e o comprimento de dez lesões. Estas plantas foram genotipadas com os marcadores Phi 65 e Phi 28. Somente Phi 65 mostrou-se significativamente associado (P< 0,000032) à redução no número de lesões. Nenhum marcador mostrou associação significativa com a variável comprimento de lesão. Por estarem ligados ao mesmo marcador, sugere-se que o QRL identificado nos ensaios a campo seja o mesmo identificado em casa de vegetação.

Postulação de genes (Lr) de resistência à ferrugem da folha em cultivares brasileiras de trigo

Vinte e dois isolados que diferem quanto aos genes de avirulência/virulência de Puccinia triticina foram inoculados em 55 genótipos de trigo (Triticum aestivum) selecionados entre os recomendados e em experimentação na região sul e centro sul do Brasil nos anos de 1996 e/ou 1997 e em linhas monogênicas para genes (Lr) de resistência à ferrugem da folha, no estádio de plântula. Os tipos de infecção dos genótipos portadores, cada um de distinto gene Lr conhecido foram comparados com os dos genótipos brasileiros, para determinar a existência de possíveis genes de resistência nestes. Os genes de plântula identificados com mais freqüência nas cultivares e linhagens brasileiras foram: Lr26, Lr23, Lr10 e Lr24. O gene Lr16, que confere resistência moderada à maioria das raças, foi encontrado em apenas dois genótipos. Muitos dos trigos analisados possuem um ou mais genes Lr provavelmente ainda não descritos.

Efetividade de genes de resistência de trigo a oídio

Levantamentos periódicos da freqüência de virulência do patógeno causador de oídio (Blumeria graminis f. sp. tritici) em trigo (Triticum aestivum)auxiliam na escolha de fontes de resistência para uso em cruzamentos. Este trabalho relata resultados de cinco anos de verificação de efetividade de genes de resistência para populações patogênicas de B. graminis f. sp. tritici oriundas do Brasil e do Chile. Amostras de oídio foram recebidas pela Embrapa Trigo, Passo Fundo, RS, em 1995, 1996, 1997, 1999 e 2000. Inoculou-se cada isolado monopustular em plantas de trigo da série diferencial para raças. Foram identificadas 90 combinações diferentes de genes efetivos e inefetivos para resistência. Em 1995 e 1997, a maioria dos isolados foram virulentos com relação aos genes Pm3a, Pm3c, Pm8, Pm1+... e PmD1; em 1999, para Pm3a, Pm3c, Pm4b, Pm8, PmD1 e PmD2; e, em 2000, para Pm3a, Pm3c, Pm4b, Pm6, Pm8, PmD1 e PmD2. Em todos os anos analisados, permaneceram efetivos a todos os isolados os genes Pm2 e Pm4a+.... O número de genes inefetivos por isolado variou entre um e nove, no total de 13 genes ou combinações de genes testados. Isolados apresentando virulência a cinco genes ou combinações foram mais freqüentes em 1995 e em 1997, a seis em 1999 e a sete em 2000, o que pode significar aumento na complexidade da composição racial do patógeno a cada ano.

Mapeamento de genes de resistência do feijoeiro à ferrugem, antracnose e mancha-angular usando marcadores RAPD

A organização de diferentes genes de resistência da cultivar Ouro Negro de feijoeiro-comum (Phaseolus vulgaris) à ferrugem, antracnose e mancha-angular foi estudada com o auxílio de marcadores moleculares. Uma população de 154 linhas endogâmicas recombinantes (RIL's) obtidas do cruzamento entre as cultivares Ouro Negro e Rudá foram inoculadas com sete raças fisiológicas de Uromyces appendiculatus, três de Colletotrichum lindemuthianum, e quatro de Phaeoisariopsis griseola. Amostras de DNA de cada uma das RIL's foram amplificadas via PCR utilizando 70 diferentes primers. A análise da segregação da resistência à ferrugem, antracnose e mancha-angular na população de 154 RIL's revelou diferentes modos de herança para a resistência a cada uma das raças fisiológicas. A análise de ligação genética revelou que os diferentes genes de resistência à ferrugem e à antracnose estão no mesmo grupo de ligação. Os genes de resistência à mancha-angular também foram mapeados juntos, porém em outro grupo de ligação. Verificou-se neste trabalho que a utilidade dos marcadores RAPD, previamente identificados como ligados a genes de resistência do feijoeiro a doenças foi restrita. Apenas cinco dos 38 marcadores moleculares testados foram validados na população de RIL's como ligados aos genes de resistência à ferrugem e à antracnose. Três novos marcadores (OBA16(669) e OBA16(583) a 10,4 cM em acoplamento e OAD9(3210) a 13,9 cM em repulsão) ligados ao bloco gênico de resistência da cultivar Ouro Negro à mancha-angular foram identificados.

Variabilidade isoesterásica associada a genes de resistência à ferrugem da folha do trigo

A triticultura brasileira apresenta constantes perdas no rendimento, associadas à ocorrência da ferrugem da folha, causada pelo fungo Puccinia triticina. A incorporação da resistência genética e o conhecimento do número de genes envolvidos são importantes para os programas de melhoramento genético vegetal, que a cada ano têm introduzido resistência qualitativa nas cultivares, visando superar o aparecimento de novas raças do patógeno. As técnicas bioquímicas, baseadas na análise de polimorfismo de enzimas, possibilitam a rápida e precisa detecção de marcadores moleculares, para o estudo de aspectos básicos de genética vegetal, bem como representam valiosa ferramenta de apoio aos programas de melhoramento, pois permitem a identificação antecipada de genótipos resistentes e suscetíveis. Este trabalho visa avaliar, fitopatológica e molecularmente, a população haplodiplóide Trigo BR 35 (resistente)/IAC 13-Lorena (suscetível) de trigo (Triticum aestivum), quanto à resistência de planta adulta à ferrugem da folha, bem como à similaridade genética presente na progênie haplodiploidizada na geração F1. Nas avaliações fitopatológicas em planta adulta, das 96 linhas duplo-haplóide, 29 foram resistentes, 15 suscetíveis e 52 intermediárias apresentaram reação que variou entre nível de resistência inferior ao determinado para Trigo BR 35 a menos suscetível do que IAC 13-Lorena. A análise genética revelou dois genes parcialmente dominantes. Na análise bioquímica, através do sistema isoenzimático das esterases, foram detectadas, seis bandas, todas anódicas e com especificidade alfa-esterásica, cujas MRs (migração relativa) variaram de 0,09 a 0,69. Quanto à variabilidade genética, foi detectada, para as 96 linhas, elevada similaridade genética, a qual confirmou as análises isoesterásicas.

Genes diferentes podem conferir resistência ao Cowpea severe mosaic virus em caupi

O caupi (Vigna unguiculata) é uma importante leguminosa cultivada principlamente por pequenos agricultores da região Nordeste. Doenças ocasionadas por vírus podem constituir o principal fator limitante da produção do caupi, destacando-se, nesse aspecto, o mosaico severo, causado pelo Cowpea severe mosaic virus (CpSMV), família Comoviridae, gênero Comovirus. A resistência tem sido considerada como a melhor alternativa no controle dessa virose e diversas fontes promissoras têm sido relatadas, como as cultivares Macaibo e CNC 0434, e a linhagem L254.008. As investigações sobre a base genética da resistência ao CpSMV nesses materiais têm conduzido a resultados semelhantes, sendo a resistência herdada como uma característica monogênica recessiva. No entanto, até então, nenhum trabalho havia investigado o alelismo dos genes de resistência dessas fontes. No presente trabalho foram realizados estudos visando esclarecer essa questão nas três fontes de resistência; 'Macaibo', 'CNC0434' e L254.008. Plantas dos referidos genótipos foram cruzadas de maneira direta e recíproca originando seis populações F1 e F2. Inoculações controladas dessas populações com o isolado CpSMV-Re1 permitiram concluir que o gene de resistência de 'Macaibo' é o mesmo de 'CNC-0434', distinto daquele encontrado na linhagem L254.008.