Identification and characterization of genes affecting developmental time natural variation by means of heterochronic mutants of Drosophila

Comprender la arquitectura genética de caracteres ecológicamente relevantes requiere la contribución tanto de la biología evolutiva como de la biología del desarrollo. El tiempo requerido para alcanzar la edad reproductiva es un carácter adaptativo conocido como tiempo de desarrollo. El impacto del tiempo de desarrollo sobre el fitness particularmente en los insectos holometábolos que explotan habitats efímeros, como las moscas de la fruta, es aún más drástico. El presente trabajo es uno de los primeros estudios sistemáticos sobre la arquitectura genética del tiempo de desarrollo, en el cual además evaluamos el impacto de la variación ambiental en la expresión de este carácter. Analizamos 179 líneas mutantes artificiales generados por inserciones de elementos móviles P[GT1] en Drosophila melanogaster, con el objetivo de identificar genes candidatos que afecten el tiempo de desarrollo en moscas criadas a 25ªC. El sesenta por ciento de las líneas mostró un fenotipo heterocrónico, lo que sugiere que una gran cantidad de genes afectan al carácter. Los mutantes Merlin y Karl mostraron los fenotipos más extremos del estudio, exhibiendo una reducción y un aumento de 2 y 4 días en relación al control, respectivamente. Además, a partir de una submuestra de 42 líneas seleccionadas al azar de las 179 iniciales, se cuantificó el tiempo de desarrollo a 17ºC. Interesantemente, la interacción gen-ambiente contribuyó con el 52% de la varianza fenotípica total. De esta manera, se encontraron un gran número de genes candidatos con normas de reacción plásticas. En la siguiente etapa del proyecto encontramos gran variación genética natural para el tiempo de desarrollo asociada al cromosoma II en respuesta a gradientes altitudinales. A partir de estos resultados realizamos ensayos de complementación genética para varios mutantes heterocrónicos plásticos para la temperatura, con el objetivo final de identificar genes con variación natural para el carácter. De esta manera, pudimos determinar que una importante fracción de la variación natural está asociada a la variación a nivel de las secuencias de invected, mastermind, criclket y CG14591. En conclusión, nuestros resultados enfatizan la necesidad de tomar en cuenta el efecto que las vías de señalización metabólicas ejercen sobre la arquitectura genética de este complejo carácter de historia de vida