Differential gene expression of heat shock protein in response to thermal stress, in two Fundulus species endemic to the Gulf of Mexico

• Norberto Alonso Colín-García ^[1] ; Xavier Chiappa-Carrara ^[1] ; Jorge E. Campos ^[1] ; María Leticia Arena-Ortíz ^[1] ; Luis A. Hurtado ^[2]
  1. [1] Universidad Nacional Autónoma de México

     Universidad Nacional Autónoma de México

     México

     
  2. [2] Texas A&M University

     Texas A&M University

     Estados Unidos

     
• Localización: Revista Mexicana de Biodiversidad, ISSN 1870-3453, ISSN-e 2007-8706, Vol. 90, Nº. 2, 2019
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Expresión genética de proteínas de choque térmico en dos especies endémicas de Fundulus del golfo de México, en respuesta a temperaturas elevadas
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• Resumen
  • español

    La expresión de los genes de proteínas de choque térmico (Hsp , por sus siglas en inglés), puede ser determinante en los peces para sobrevivir a un aumento de la temperatura del agua debido al calentamiento global. Las lagunas costeras, con sus altas temperaturas del agua ponen a prueba la resistencia y daptabilidad de las poblaciones de peces al cambio ambiental. Analizamos la variación en la expresión génica de 2 especies endémicas de Fundulus en 2 lagunas al norte de la península de Yucatán. Evaluamos las distancias genéticas entre las especies utilizando secuencias del gen Hsp 70; nuestros resultados mostraron una baja diferenciación genética entre las especies de Fundulus y también se encontraron individuos con alta variabilidad genética causada por polimorfismos no-neutrales. La expresión de los genes Hsp 70 fue mayor en F. grandissimus que en F. persimilis. Estas variaciones son provocadas por la temperatura del agua y la diferenciación genética de las especies, provocando en los peces ser sensibles al estrés térmico. Nuestros resultados demuestran que ambas especies son sensibles a este tipo de estrés; sin embargo, las poblaciones exhiben un amplio rango de expresión genética y polimorfismos no-neutrales, lo que podría ser una evidencia de un proceso de adaptación al estrés térmico. Esta capacidad de la población de peces para adaptarse a las variaciones ambientales, puede afectar su distribución.

  • English

    Expression of heat shock protein genes (Hsp) could be determinant for fish to survive an increase of water temperature due to global warming. Coastal lagoons, with their intrinsic high-water temperatures, test the resilience and adaptability of fish populations to environmental change. We analyze the variation in gene expression and genetic variation of 2 endemic Fundulus species in 2 lagoons to the north of the Yucatán Peninsula. We evaluated genetic distances between species using Hsp 70 gene sequences; our results showed low genetic differentiation between both Fundulus species and also showed individuals with high genetic variability, due to non-neutral polymorphisms. Expression of 2 isoforms of Hsp70 genes was higher in F. grandissimus than in F. persimilis. These variations are prompted by water temperature and genetic differentiation of species, induced in the fish thermal stress sensitivity. Our results suggest that both species are sensitive to thermal stress; however, populations exhibit wide genetic expression range and non-neutral polymorphisms, which could be an evidence of an adaptive process to thermal stress. This capacity of the fish populations to adapt to environmental variations could be affecting fish distribution.