City college newyork department talk 2016_javier morente lopez

Local Adaptation in high mountain marginal populations: an integrative vew.

• City College of New York

Sep del 2016.

• Javier Morente López

• Carlos Lara-Romero

• Alfredo García Fernández

• Mª Luisa Rubio Teso

• Samuel Prieto Benitez

• José M. Iriondo Alegría

• Javier Morente López (PhD

student)

• Carlos Lara-Romero (PostDoc)

• Alfredo García Fernández

(PostDoc)

• Samuel Prieto Benitez (PostDoc)

• Mª Luisa Rubio Teso (PhD student)

• Pablo Tabares (Bachelor Student)

• José M. Iriondo Alegría (Profesor)

• City College of New York

Sep del 2016.

Local Adaptation in high mountain marginal populations: an integrative vew.

Planteamiento DiseñoIntroducción

• Ecosistemas de montaña entre los

más amenazados por el cambio

climático.

•Hábitats marginales amenazas debido al cambio global.

• El cambio climático junto con la modificación de los usos del suelo tradicionales está

desplazando los pisos de vegetación inferiores hacia las cumbres

(Gimenez-Benavides et al 2007)


Año 1.956Año 1.976Año 2009


• Para muchas spp. “alpinas” las poblaciones de los pastos de alta montaña de la P. Ibérica

son el límite meridional de distribución.

• Son poblaciones en la periferia de su

distribución.• Estos ambientes se están viendo modificadas las condiciones abióticas y

bióticas.


• La adaptación es una de las principales respuestas de las plantas ante la aparición de

nuevas condiciones ambientales.

PERO:¿Cuál es el valor en términos adaptativos de las poblaciones marginales que crecen en condiciones de periferia?

– Mejor adaptadas a las condiciones reinantes (Kawecki 2004).

– Peor adaptadas (baja diversidad genética, procesos de endogamia, deriva…) (Whitlock 2003 ).

¿Qué tipos de adaptaciones se están dando en las poblaciones bajo condiciones subóptimas?

Silene ciliata Pourret

• Caméfito de porte almohadillado.

• Elemento orófilo circunmediterráneo.

• El Sistema Central constituye el límite meridional de

distribución de la especie.

• Área de ocupación relativamente pequeña.

• Aislamiento de sus poblaciones.

• Rango: 1800m (piornales)-2500 m (pastos

psicroxerófilos).

– Alta variabilidad poblacional según condiciones.

Introducción Planteamiento Diseño

Silene ciliata Pourret



DiseñoIntroducción

• Identificación de caracteres sometidos a procesos de diferenciación genética en las poblaciones .

• Cuantificación del valor adaptativo de las poblaciones.SIEMBRAS RECIPROCAS

• Estructuración genética poblacional: ¿diferenciación genética entre poblaciones? ¿aislamiento?.

• ¿Existe heredabilidad de esos caracteres?.

TESISGreat

Planteamiento

PROCESOS DE ADAPTACION LOCAL

• Estudio del efecto del flujo génico entre poblaciones.

• Diferences in gen expresion• NGS


GuadarramaGredosBéjar

• Población Central Grande

• Población Periférica

Experimento: Ensayos de jardín común in situ en localidades periféricas con semillas procedentes de diferentes cruzamientos inter e intrapoblacionales.

Introducción





TESISCHULA

Planteamiento



Diseño y resultados


DIAS

0 50 100 150 200 250

Guadarrama baja

Guadarrama alta

DiseñoIntroducción DiscusiónDiseño y resultadosPlanteamiento

• ¿Existen caracteres sometidos a procesos de diferenciación genética?.

Estudio: Ensayos de jardín común con esquejes procedentes de diferentes poblaciones “optimas” y “subóptimas”.

Estudio fenológico: Inicio, Momento, Duración, Sincronia de floración.

Modelos lineares generalizados mixtos (GLMM´s).

Inicio

Momento

Final

Introducción





TESISCHULA

Planteamiento



Diseño y resultados


DiseñoIntroducción DiscusiónDiseño y resultadosPlanteamiento

• ¿Existe diferenciación genética entre poblaciones? ¿Aislamiento?.

Estudio: Genotipado de 20 individuos de cada una de las 9 poblaciones con 8 marcadores neutrales (microsatélites).

Estructura genética poblacional:Diversidad genética.Fst jerárquicos.DPCA.Population graphs, cGD distances.(genetic covariance between populations)

Aislamiento entre poblaciones:

MDRM (modelos matriciales)genotipo + variables ambientales + distancia geográfica

Evidencias de la influencia del ambiente en la estructura genética






TESISCHULA

Planteamiento



En proceso



Periférica B (subóptimo)

• Semillas procedentes de cruces

intrapoblacionales (verano 2015)

X 3 Sierras

• Siembras− De si misma.

− De la central de su misma montaña.

Cuantificación del valor adaptativo de las poblaciones marginales en subóptimo

ambiental frente al de las poblaciones en óptimo ambiental:

Ensayos de jardín común mediante siembras traslocadas in situ.


• Siembras recíprocas en todas las poblaciones de estudio con semillas procedentes de los cruzamientos intrapoblacionales:

6200 semillas en 9

poblaciones.

Planteamiento EN LA ACTUALIDADIntroducción

ESTADO ACTUAL:

Trying again…

Espera paciente y rezo constante.






TESISCHULA

Planteamiento




Planteamiento Diseño PreguntasIntroducción

Central A (optimo) Periférica A

(subóptimo)

Periférica B (subóptimo) Periférica de

otra montaña

• Cada población periférica recibe polen: − De si misma, de la central y de una periférica de su misma montaña.

− De una central y una periférica de otra montaña.

Central de otra montaña

X 6 poblaciones periféricas


Nos planteamos cómo afectan a la viabilidad poblacional estas dualidades:

• Flujo genético desde poblaciones:

Optimo / Subóptimo

Mala adaptación, diversidad genética /adaptación

• Flujo genético desde poblaciones:

Misma cordillera / Diferente cordillera

Misma historia evolutiva / Diferente historia evolutiva (¿adaptaciones?)


• Jardines comunes in situ en poblaciones periféricas con semillas procedentes de los cruzamientos:

• 5 tratamientos de cruzamiento• control de la variabilidad intrapoblacional: 20 madres con 20

semillas por madre • heterogeneidad ambiental: 4 bloques aleatorizados por

población.

24.000 semillas en 6

poblaciones subóptimas.


TESISCHULA

Planteamiento

Why New York?

Why CCNY?

• Identificación de zonas con diferentes niveles de presión selectiva (optimo y suboptimo).

SDM

Try to model local adaptation in a high mountain context

DiseñoIntroducción Planteamiento

• Questions:

• What we have to do it?:





Science

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