Itämeren harmaahylkeiden ja itämerennorppien välinen introgressio ja introgression kohdistuminen hampaiden kehitykseen vaikuttaviin geeneihin harmaahylkeillä sekä norpilla

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-202012094830
Title: Itämeren harmaahylkeiden ja itämerennorppien välinen introgressio ja introgression kohdistuminen hampaiden kehitykseen vaikuttaviin geeneihin harmaahylkeillä sekä norpilla
Author: Ahovuo, Aura Elina
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Biological and Environmental Sciences, Faculty of Biological and Environmental Sciences
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2020
Language: fin
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-202012094830
http://hdl.handle.net/10138/322578
Thesis level: master's thesis
Discipline: perinnöllisyystiede
Genetics
genetik
Abstract: Eliölajien isolaatiomekanismit rajoittavat yleensä lajien risteytymistä. Mekanismit saattavat kuitenkin ajoittain pettää, jolloin risteytymisistä syntyy hybridijälkeläisiä. Introgressiolla tarkoitetaan useita peräkkäisiä takaisinristeytymisiä, joissa hybridijälkeläiset lisääntyvät toista vanhempaislajia edustavan yksilön kanssa. Introgressio on pitkäkestoinen tapahtuma, jonka aikana toisesta vanhempaislajin populaatiosta, eli lähtöpopulaatiosta, siirtyy alleeleja toista vanhempaislajia edustavaan, vastaanottavaan populaatioon. Jos lähtöpopulaation geneettiset variantit lisäävät vastaanottavassa populaatiossa yksilöiden fenotyyppistä vaihtelevuutta, jota luonnonvalinta pitää yllä, introgression sanotaan olevan adaptiivista. Itämeren harmaahylje (Halichoerus grypus) ja itämerennorppa (Pusa hispida botnica) ovat risteytyneet tarhatussa elinympäristössä. Aikaisemmat tutkimustulokset ovat osoittaneet, että lajien välillä olisi ollut introgressiota myös luonnossa. Sen on arveltu selittävän osittain Itämeren harmaahylkeiden ja itämerennorppien hampaista löydettyjä, normaalista poikkeavia rakenteita. Tässä pro gradu -tutkielmassa selvitetään introgression laajuutta Itämeren harmaahylkeiden ja itämerennorppien välillä. Sitä arvioidaan yleisesti genomitasolla käyttämällä Pattersonin D-tunnuslukuja ja F4-suhde-estimointia sekä määrittämällä aineiston harmaahylje- ja norppayksilöistä introgressioon viittaavia intervalleja. Tutkielmassa myös tarkastellaan intervallien avulla, esiintyykö harmaahylkeillä ja norpilla introgressiota hampaiden kehitykseen vaikuttavien geenien alueilla. Määritetyistä introgressiointervalleista selvitetään myös mahdolliset variantit. Tulokset osoittavat, että itämerennorppien genomeissa on Itämeren harmaahylkeistä introgressoitunutta DNA:ta. Vieraan DNA:n osuus norpissa on lähes samansuuruinen kuin mitä on määritetty introgressoituneen DNA:n osuudeksi ruskeakarhujen, nautaeläinten ja nykyihmisten genomeissa. Itämeren harmaahylkeiden ja itämerennorppien introgressiointervallit ovat enimmäkseen lyhyitä, mikä viittaa siihen, että lajien välisistä risteytymisistä on kulunut pidempi ajanjakso. Useissa geeneissä, jotka vaikuttavat nisäkkäiden kehittyvien hampaiden muotoihin, ilmenee introgressiota, ja geenien introgressioalueilla yksilöillä esiintyy aminohappomuutoksina ilmeneviä variantteja. Intervallit ja variantit eivät yksistään selitä harmaahylkeiden ja norppien hampaiden morfologiassa havaittua vaihtelevuutta. Myös geenien säätelyalueilla ilmenevä introgressio voi vaikuttaa hampaiden muotoihin ja rakenteisiin, mitä on selvitettävä myöhemmissä tutkimuksissa.Isolating mechanisms of the species usually prevent interspecific hybridisation. At times, these mechanisms might break down temporarily and lead to the birth of interspecific hybrids. Introgression is a term related to a set of consecutive backcrossings in which the hybrids reproduce with one of their parental species. It is characterised as a long process associated with alleles which are transferred from a population of one of the parental species to a population of the other parental species. Introgression is adaptive if phenotypic variation is increased in the recipient population by the genetic variants of the donor population and maintained by natural selection. The Baltic grey seal (Halichoerus grypus) and the Baltic ringed seal (Pusa hispida botnica) have interbred when they were kept in captivity in a shared pond. According to the findings from a previous study, interbreeding could have happened in the wild as well. The purpose of this study is to examine the proportion of introgression between the Baltic grey and ringed seals. The genomewide introgression is analysed using Patterson’s D-statistic, F4-ratio test and specific introgression intervals defined from the seals of analysed data. Introgression is assumed to have contributed intraspecific morphological variation detected in phocine teeth. Therefore, it is also examined whether the genes involved in tooth development express signs of introgression in the grey and ringed seals and whether the introgression intervals include potential variants. The results of Patterson D-statistic and F4-ratio test show both hybridisation and introgression between the Baltic grey and ringed seals. Based on the introgression intervals, a longer period has passed since the species interbred. Similar proportions of introgressed DNA as those defined from the genomes of the ringed seals have been detected in brown bears, bovines and modern humans. Furthermore, several genes affecting the shape of a developing mammalian tooth show signs of introgression in the seals. The individuals also carry variants in their introgression intervals. Introgression and the variants can account for the intraspecific morphological variation in the phocine dentitions. Potential introgressed genome intervals in the regulatory sequences of the tooth genes might also affect phocine tooth shape, which should be examined more in the future.
Subject: introgressio
lajien välinen risteytyminen
populaatiogenetiikka
harmaahylkeet
norpat
nisäkkäiden hampaiden kehitys
introgression
interspecific hybridisation
population genetics
grey seals
ringed seals
mammalian tooth development


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
Ahovuo_Elina_ProGraduTutkielma_2020.pdf 2.596Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record