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Textos:
MARiA ALICE PINTO
Coordinadora Cientlfica del Proyecto
.
JOA.O CARlOS AZEVEDOFlliPE COSTA JOHN C. PATION
J.
SPENCER JOHNSTON PILAR DE LA RUACentra de
lnvestiga~aode Monfanha (CIMO}
lnstitufo Politecnico de
Bragan~a(JPB}.
Fotos
:
M.A.
PINTOLa pen in ula lb rico es cc:nocido como un import nte foco
[h
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po
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dediversidod y endemisrnos de nurnero os especies de plantas y animo
-le represe'11ondo por ell una de Ios regiones prioritonos poro la
c nservacion en Europo Varios factores ge -morf logicos y ambienio -les conlribuyen a esto riqueza, concretomente: la localizocion geogr6
-fica en el extremo sucloeste de Europo. el oislamiento en relacion ol
resto de Europa por la barr·era geogr6fico de Ios Pirineos, la compleji
-dad fisiogr6fica y la dive! si dad c!imotico resulionte de la heterogenei
-dod fisiogrofico y de Ios distintas influencios del Atlontico
y
delMedi-terraneo. Una conjugaci6n de est s factores hacen de la peninsula
lberica no solo uno cuna de diferencioci6n y especioci6n sin tombien
un importonte refugio que alberg6 durante varios periodos glociales
del Pleistoceno muchas de lds especies de plantos y animales que hoy
colonizon el Norte y el Centra de Europa {Hewitt, 1999).
541 VIDA APlCOLA N° 173 I 20 12
La abeja negra (Apis mellifera me
lli-fera), por ejemplo, es uno de esos
or-ganismos cuya historia esta estrecha
-mentc ligada a la penfnsul<~ Iberica.
Los cstudios muleculares sugieren que csta subespecie de abeja melffera
tiene su origen en un refugio glacial Jberico a partir del cual se expandi6 (Miguel et al., 2007) hasta ocupar el
area
actual que va desde Francia hastaEscandinavia y desde las Islas Brita
-nicas hasta Ucrania.
A Ios factores mencionados anterior
-mente, se suma la proximidad al con-tinente Africano, la cual posibilit6 un intercambio de genes entre Ios orga -nismos de Ios dos continentes habien
-do contribuido consecucntement.e a la notable diversidad y complejidad ge
-netica documentada en muchos orga -nism os ibericos (G6mez y Lunt,
2007), im:luyendo a la abeja. De he
-cho, varios cstudios de la abeja iberi
-ca basados en el ADN mitocondrial atestiguanla co-existencia de Ios lina
-jes Africano y Europeo formando un gradiente caracterizado por la predo
-minancia de haplotipos (tipos de ADN mitocondrial) de origen afric
a-no (linaje A) en la parte sur/noroeste y de Europa (linaje M) en la parte nor
-te/nordeste de la peninsula Ibcrica
(Serrano et al., 2011). Es decir, la abe
-ja iberica (A. m. iberiensis) comparte
haplotipos con subespecies africanas (por ejemplo A. 111. intermissa, A. m.
scutel/ata, A. m. adansoni) y con la
abeja negra de Europa occidental. Por otro ]ado, cicrtos marcadores moleculares del ADN nuclear, como
es el caso de Ios microsatelites, cucn-tan una historia diferente a la del ADN mitocondrial, ya que no diferen-cian a la abeja iberica de la abeja ne
-gra y revelan niveles residuales de in
-trogresi6n de genes de origen africano en la abeja iberica ( Franck et al.,
1998). Para complicar alin mas las co-sas, estos resultados contrastan con otros marcadores geneticos nucleares como la morfologfa, feromonas
y
alo-zimas (ver referencias bibliograficas en De la Rlia et al., 2009), que como el ADN mitocondrial sugieren una re
-laci6n de proxim.idad genetica con las abejas del norte de Africa. Asi, ape
-sar de Ios numerosos estudios realiza
FI
G.l /Mopa con
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2/
Detol
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es
del
muestreo de Ios
obejos ibe
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cas.
(b) Preparaci6n de Ios muestras inmediatamente despues de su
colecta
de
Ios colmenas.
300
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150 0 J,() 3e:·o:;· N
6metros
0 0 Q
(
a) Tom
e de
z6nganos
de Ios cuodros
.
(c)
localizoc
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6n del apiario con GPS
ydetalle de la fiche de
campo
.
inves
t
1go-
i6n
gcneticos mencionados
antcriormen-tc, Ios patrones de diversiclad de la abeja iberica y Ios procesos
evoluti-vos que cst;in en su genesis. esuln lc
-jos de scr realmente identificados y
comprendidos. Por tanto, la abeja ibe
-rica se ha revelado como un
verdade-ro desaffo para Ios cientfficos,
proba-blemente aun miis diffcil que otros
or-ganismos ibericos por la complejidad
anadida de Ios procesos contempon'i
-neos realizados por Ios hurnanos (por
ejemplo: el movimienlo de colonias,
introduccion de reinas foraneas.
se-lecci6n de colonias. introducci6n
ac-cic.lental de nuevos partisitos y
enfer-meuades).
Tras la secuenciaci6n del genoma de
la abcja melffera (Weinstock et al.,
2006), se dispone actualmentc de po
-derosas herramientas molecularcs y analfticas para diseccionar la comple
-jidad de Ios patrones de diversidad ge
-netica exhibidos por la abeja iberica.
En este contcxto queremos dar a co
-nocer un proyecto de investigaci6n que recurrc a !as mas avanzadas tcc
-nologfas molccularcs y Ios recursos
gen6micos disponibles en la platafor
-ma BeeBase [http://hymenopterage
-nome.org/beebasc/j para el estudio a
gran escalade la abeja iberica. Este proyecto esta financiado por la Fun-daci6n para la Ciencia c Tecnologia
(PTDC/BIA-BEC/099640/2008) y
esta siendo realizado por un equipo
internacional que integra a investiga
-e mte1 pret 1 Ios patron s de d1ver 1dad genet1co l' eLtro y bo1o selec ion) de la obeja iberico y desentl a nor
y
comp1enderIos diferentes pr c s s h1s oncos y contem o16neos que han dodo
forma a la divers1dad que encontlamo hay n dio
See pero que e e enfoque sirvo para idenhf1cor reg1ones
del genomo de la abejo ibimca moldeadas por la s leccion
natural, y par ello 1mpo1 tonte po1 la adopt Kion al rnedio,
y eventuolmente comp1ender, la base genetlco de la odaptoci6n
lo que constituye uno de Ios objetivos fundamentales ~·
y
m6s ambici( so de la bi logia evoluhva.56/ VIDA APiCOLA N2 l 73 I 201 2
dores de dos centros de investigaci6n
portugueses, el Centra de lnvestiga
-cion de Montanh<~ do lnstituto Poli
-tecnico de Bragan\a (Marfa A! ice
Pinto e .loan Carlos Azevedo"l y el
Centro de Biologia Molc:cular e
Am-biental da Universidade do Minho
(Filipe Costa). una Univcrsidad espa
-nola, la de Murein (Pilar De la Rua), y
dos Universidades Americanas, la de
Texas A&l\1 (.f. Spencer Johnston) y
la de Purdue (John C. Patton). El proyecto se inici6 en mayo de 20 I 0 con la rccogida de muestras en
apiarios localizados en tres transectos
dispuestos a lo lurgo de las costas Atltintica y Mcclitcrninea y cl centro
de la peninsula lbcrica (Fig.l ). La to
-made muestras de Ios apiarios ibcri
-cos (Fig. 2) tcrmin6 en julio de 20JO y
fue posihle gracias a la colaboraci6n
de numerosos apicultores y tecnicos de !as asociacioncs. que pusierona nuestra disposicion su precioso ticm -po para ayudar en esta ardua tarea, por otro ]ado muy cmiquecedora gracias a
lo
que
.
aprendimos tras el contacto conIos apicultores. Se tornaron muestras
de 711 colmenas representando 235
apiarios de 203 apicultores de Portu
-gal
y
Espafia. Paralelamente a la co-lecci6n iberica, se ha construido una
importante colcccion de referencia
(en total 145 colonias) de !as
subespe-cies A. m.mellifera (77), A. m. inter-missa (31 ), A.m. ea mica (20) y A. m. ligustica ( 17 ), provenientes de
Fran-cia, Dinamarca, Holanda, Suiza,
Rei-no Unido. Noruega, Argelia,
Marrue-cos, Croacia, Serbia e Italia. Esta
ta-rea finaliz6 con exito en Agosto de
2011 gracias a la inestimable
colabo-raci6n de muchos colegas investiga
-dores de Europa y el Norte de Africa. El genotipado del ADN nuclear de Ios 856 individuos se termin6 en
octu-bre de 20 11 . Para este objetivo se
re-COJTi6 a unos marcadores moleculares conocidos como "polimorfismo de nucle6tido simple" o SNP por sus si
-glas en ingles (single nucleotide poly-morphism). Los SNP son unos de Ios
marcadorcs moleculares mas
intere-santes y prometedores debido a su
abundancia en el genoma y su elevada
variabilidad, la co-dominancia y la ca1idad de Ios datos,
y
la posibilidadFIG.3/Detolles del procedimiento analitico para la obtenci6n de Ios SNPs.
(oj Preporaci6n del BeadChip.
(b)
iSconReader de !I lumina se usa para onalizarla seiial de fluorescencia del BeodChip.
(c) lmogen de BeodChip producido por el iScanReader. (d) Genolipado aulomotico con el software Genome
Studio de lllumino® .
de utili;:.~cion u gr;m escala (11° de
SNP~ y de incli I· iduos J gracias a !as
nuevas tecnologias moleculares.
Pa-ralelamente al proyel'to de
secuencia-ci6n de la abeja. se ha dcsarrollado un
chip para la plataforma lllumina®,
que wntempla 1536 SNPs dispersos
por Ios 16 cromosomas de la abcja.lo
que permite eJ analisis de todo cl
ge-noma. Asf pues. recurriendo a la
tec-nologia de lllumina®. disponible en
la Universidad Texas A&M. el
gena-mu de Ios R56 individuos fue analiza-.
do a traves del genotipado de Ios 1536'.
SNPs usando elllamado Golden Gate
...
-Genotyping Assay de 11lumina@ (fig.
3) y un panel de ol igonucle6tidos di-seiiado por encargo (cusTOm aligu
po-ol assay) cuya utilizaci6n fue
gentil-mcntc autorizada por Danny Vleaver.
Los datos producidos para cada
indi-viduo genotipado consisten en una
ea-den a de 1536 nucle6tidos (por cjem
-plo: GAAGGCGGCAAG ... )
coiTcs-pondientes a 1536 posiciones
dispersas por Ios 16 cromosomas.
Ac-tualmente. se estan analizando Ios
da-tos de Ios SNPs, habiendose obtenido
resultados preliminares bastante
inte-resantes que senln oportunamcntc
di-vulgaclos (en conferencias y revistas
cientfficas y tccnicas) a ]as comunida
-des cientffica y apicola.
Adem:is del componente nuclear. la
composicion materna del conjunto de
las mucstras sera exarninada a !raves
de la secuenciaci6n de la region inter
-genica del ADN mitocondrial situada
entre Ios genes del .A.RN transferente
de la Ieucina (tARN'"') y el de la cito
-cromo oxidasa Il (coxii). Esta region
mitocondrial tambien has sido am
-pliamente utilizada en estudios dedi -versidad de la abeja en todo ei m undo.
y en especial de la peninsula Iberica
~i11
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C...
IOn
Noto de la outora
Aquellos opicultores que colobororon con este proyecto y que estem inferesodos en
conocer el tipo de ADN mitocondriol de sus colonies (si tienen origen ofricono o
europeo accidental] pueden enviar un e-mail (con la identificaci6n del apicultor y la
localizaci6n del apiaria) a la direcci6n apinto@ipb.pt para solicitor esa
informa-ci6n. Dichos on61isis estar6n concluidas a mediados de 2012.
Agradecimientos
,
.
r• p I ' ln7 I 11 I 1 r I • 58/ VIDfl. APiCOlA ~~- 173 / 201 2 I, I 11 0 I I'( ver Ginovas et a 1.. 2008). A pcsar de
que In composici6n matema de la abc
-ja ibcrica es conocida a p~111ir de es
tu-dios anteriores, el aniilisis del ADN
mitocondrial complementara la inter
-pretacion y represenraci6n de Ios pa
-trom::s de divt~rsidad genemdos por Ios
SNPs.
Este proyecto tiene como objetivos
(I) identificar, representar e
interpre-tar los patrones de divcrsidad gcnetica
(neutra y bajo seleccion) de la abeja
iberica y (2) desentraiiar y compren
-der los diferemes procesos historicos
y contemporaneos que han dado for
-ma ::1 la diversidad que encontnupos
hoy en dfa. Se espera que cstc cnfoque
sirva para identificar regioncs del
ge-noma de la abeja iberica moldeaclas
por la seleccion natural, y por cllu im
-portantes por la adaptacion al media,
y eventualmente comprender, la base
genetica de la adaptacion. lo que
constituye uno de los objctivos funda
-mentales y mas ambicioso de la
biolo-gfa evoluriva.
L<o~ supervivencia a largo plazo de
cualquier ser vivo depende de su
di-versidad genetica, que sera menor
cuanto mayor sea la dificult<o~d de
adaptaci6n al medio. En un contexto
de cam bios ambientales nipidos y
profundos, Ios desaffos a Ios que se
enfrenran la abejas van en aumento.
Por tanto, es un imperativo preservar
la dest.acable herencia genctica que ha
llegado hasta nuestros dfas. despues
de miles de aiios de evoluci6n. La di-versidad genetic:l es la materia prima
que permite a la abeja responder y
adaptarse a un crecienre numero de
invasores exoticos (enfermedades,
parasitos, dcpredadores), la poluci6n, Ios pesticidas, el cambio climatico y
las demandas de una apicultura cada
vez mas competitiva. Mediante la
identificaci6n de Ios patrones
y
losprocesos de Ios componentes de la
di-versidad y la importancia adaptativa
del genoma de la abeja iberica, este
proyecto proporcionani una
informa-ci6n basica para Ios programas de me-jora
y
de gestion a largo plazoy
parala conservaci6n de la abeja iberica.
Conservar la diversidad genetica de la
abeja iberica es asegurar la materia
prima de la apicultura y por lo tanto la
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CIAS BIBLIOGRAFICAS
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A:>i, tt/!w,,.. pp. 7-22. Do11 F''li11. (\\rih•l.'" 1 IS!3f\ l/n-R-l- I:' Ill:' ::::9-'lJ.
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