Genomics of ecological adaptation in cactophilic Drosophila
Guillén, Yolanda (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Genètica i de Microbiologia)
Rius Camps, Nuria (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Genètica i de Microbiologia)
Delprat Obeaga, Alejandra (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Genètica i de Microbiologia)
Williford, Anna (University of Texas. Department of Biology)
Muyas, Francesc (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Genètica i de Microbiologia)
Puig Font, Marta (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Genètica i de Microbiologia)
Casillas Viladerrams, Sònia (Universitat Autònoma de Barcelona. Institut de Biotecnologia i de Biomedicina "Vicent Villar Palasí")
Ràmia Jesús, Miquel (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Genètica i de Microbiologia)
Egea, Raquel (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Genètica i de Microbiologia)
Negre de Bofarull, Bárbara (Centre de Regulació Genòmica)
Mir, Gisela (Centre de Recerca en Agrigenòmica)
Camps, Jordi (Centro Nacional de Análisis Genómico)
Moncunill, Valentí (Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats)
Ruiz-Ruano, Francisco J. (Universidad de Granada. Departamento de Genética)
Cabrero, Josefa (Universidad de Granada. Departamento de Genética)
De Lima, Leonardo G. (Universidade Federal de Minas Gerais. Departamento de Biologia Geral)
Dias, Guilherme B. (Universidade Federal de Minas Gerais. Departamento de Biologia Geral)
Ruiz, Jeronimo C. (Centro de Pesquisa René Rachou)
Kapusta, Aurélie (University of Utah. Department of Human Genetics)
Garcia-Mas, Jordi (Centre de Recerca en Agrigenòmica)
Gut, Marta (Centro Nacional de Análisis Genómico)
Gut, Ivo (Centro Nacional de Análisis Genómico)
Torrents, David (Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats)
Camacho, Juan P. (Universidad de Granada. Departamento de Genética)
Kuhn, Gustavo C. S. G. (Universidade Federal de Minas Gerais. Departamento de Biologia Geral)
Feschotte, Cédric (University of Utah. Department of Human Genetics)
Clark, Andrew G. (Cornell University. Department of Molecular Biology and Genetics)
Betrán, Esther (University of Texas. Department of Biology)
Barbadilla Prados, Antonio (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Genètica i de Microbiologia)
Ruiz, Alfredo, (Ruiz Panadero) (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Genètica i de Microbiologia)

Date:	2014
Abstract:	Cactophilic Drosophila species provide a valuable model to study gene-environment interactions and ecological adaptation. Drosophila buzzatii and Drosophila mojavensis are two cactophilic species that belong to the repleta group, but have very different geographical distributions and primary host plants. To investigate the genomic basis of ecological adaptation, we sequenced the genome and developmental transcriptome of D. buzzatii and compared its gene content with that of D. mojavensis and two other noncactophilic Drosophila species in the same subgenus. The newly sequenced D. buzzatii genome (161. 5 Mb) comprises 826 scaffolds (>3 kb) and contains 13,657 annotated protein-coding genes. Using RNA sequencing data of five life-stages we found expression of 15,026 genes, 80% protein-coding genes, and 20% noncoding RNA genes. In total, we detected 1,294 genes putatively under positive selection. Interestingly, among genes under positive selection in the D. mojavensis lineage, there is an excess of genes involved in metabolism of heterocyclic compounds that are abundant in Stenocereus cacti and toxic to nonresident Drosophila species. We found 117 orphan genes in the shared D. buzzatii-D. mojavensis lineage. In addition, gene duplication analysis identified lineage-specific expanded families with functional annotations associated with proteolysis, zinc ion binding, chitin binding, sensory perception, ethanol tolerance, immunity, physiology, and reproduction. In summary, we identified genetic signatures of adaptation in the shared D. buzzatii-D. mojavensis lineage, and in the two separate D. buzzatii and D. mojavensis lineages. Many of the novel lineage-specific genomic features are promising candidates for explaining the adaptation of these species to their distinct ecological niches.
Grants:	Ministerio de Ciencia e Innovación BFU2011-30476 Ministerio de Ciencia e Innovación BFU2008-04988
Rights:	Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, fins i tot amb finalitats comercials, sempre i quan es reconegui l'autoria de l'obra original.
Language:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió publicada
Subject:	Cactophilic Drosophila ; Ecological adaptation ; Gene duplication ; Genome sequence ; Orphan genes ; Positive selection
Published in:	BMC evolutionary biology, Vol. 7, no. 1 (Jan. 2015) , p. 349-366, ISSN 1471-2148

DOI: 10.1093/gbe/evu291
PMID: 25552534

18 p, 591.0 KB

The record appears in these collections:
Research literature > UAB research groups literature > Research Centres and Groups (research output) > Health sciences and biosciences > Institut de Biotecnologia i de Biomedicina (IBB)
Research literature > UAB research groups literature > Research Centres and Groups (research output) > Experimental sciences > CRAG (Centre for Research in Agricultural Genomics)
Articles > Research articles
Articles > Published articles