Evolutionary genetics of Wolbachia-induced parthenogenesis in the parasitoid Asobara japonica

Genetische en evolutionaire consequenties van door endosymbionten veroorzaakte parthenogenese

Wenjuan Ma heeft de sluipwesp Asobara japonica gebruikt om de genetische en evolutionaire consequenties van de door endosymbionten veroorzaakte parthenogenese te bestuderen.

Endosymbionten zijn micro-organismen die leven in de cellen van hun gastheren. Ze komen voor in meer dan 40% van alle geleedpotige dieren. In sommige gastheren veroorzaken deze endosymbionten parthenogenetische voortplanting (thelytokie), waarbij mannelijke eieren zich ontwikkelen tot vrouwtjes. Er is weinig bekend over de genetische regulatie en de evolutionaire consequenties van deze vorm van parthenogenese. Zoals Ma in haar proefschrift beschrijft, blijkt uit de literatuur dat vergelijkbare manipulatie van fenotypen en mechanismen parallel zijn geëvolueerd in verschillende soorten gastheren, wat suggereert dat op beide niveaus convergente evolutie heeft plaatsgevonden. Ma heeft laten zien dat geslachtsbepaling in vier soorten Asobara wespen niet plaats vindt door middel van complementaire geslachtsbepaling (CSD), waarbij het geslacht bepaald wordt door de staat van de allelen op één of meerdere geslachtsbepalende genen. Vervolgens heeft zij laten zien dat het geslacht en ploïdieniveau van ongeslachtelijk voortplantende Asobara wespen wordt bepaald door de dichtheid  van de bacterie Wolbachia in de gastheer. Deze resultaten wijzen er op dat diploïdisatie en de ontwikkeling van mannelijke eieren tot vrouwtjes twee afzonderlijke stappen zijn in de embryonale ontwikkeling tijdens parthenogenese. Genetische analyse van moeders en hun nageslacht liet zien dat diploïdisatie wordt veroorzaakt door gameet-duplicatie, terwijl introgressie-experimenten aantoonden dat het verval van geslachtskenmerken (seksueel verval) in parthenogenetische vrouwtjes een relatief simpele genetische basis heeft. Om het vervolgonderzoek naar de genetische basis van seksueel verval te vergemakkelijken, heeft Ma een genetische kaart voor Asobara japonica gemaakt. De resultaten van haar onderzoek dragen bij aan het begrip van de genetische regulatie en de evolutionaire consequenties van door Wolbachia-geïnduceerde parthenogenese, en van de evolutie van aseksualiteit in het algemeen.

Wenjuan Ma deed haar promotieonderzoek aan de RUG bij de afdeling Evolutionaire Genetica van het Centre for Ecological and Evolutionary Studies (CEES). Haar onderzoek werd gefinancierd met een beurs van het Ubbo Emmius Fonds van de RUG. Inmiddels werkt zij als postdoc aan de Universiteit van Lausanne.

Persbericht: http://irs.ub.rug.nl/ppn/385941145