Universidad Politécnica Salesiana Sede Quito
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UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA SEDE QUITO CARRERA: INGENIERÍA EN BIOTECNOLOGÍA DE LOS RECURSOS NATURALES Trabajo de titulación previo a la obtención del título de: INGENIERO EN BIOTECNOLOGÍA DE LOS RECURSOS NATURALES TEMA: GENERACIÓN DE CÓDIGOS DE BARRAS MOLECULARES PARA DÍPTEROS DE LA FAMILIA PHORIDAE REGISTRADOS EN TRES LOCALIDADES DEL NOROCCIDENTE DE ECUADOR AUTOR: RONALD DANIEL TOAPANTA MOROCHO TUTORA: GERMANIA MARGARITA KAROLYS GUTIÉRREZ Quito, enero del 2018 Dedicatoria A Dios, Por guiar mi vida y ayudarme a superar todas las adversidades que se han presentado durante el transcurso de la carrera. A mis padres Carlos Toapanta y Rebeca Morocho, Quienes no solamente se han esforzado dándome una buena educación, sino que además me han sabido infundir valores que me han hecho crecer como persona, y principalmente les dedico este trabajo por ser mi fuente de inspiración a todo momento. A mis hermanos Stalin, Darío, Samira, Alexandra Quienes han estado presentes en cada etapa de mi vida brindándome alegrías, consejos, y sobretodo cariño. Por estar conmigo en los buenos y malo momentos. A mi querido sobrino Julián, Quien ocupa una gran parte de mi corazón, y ha compartido conmigo gratos momentos llenos de risas, enojos, y locuras que no los cambiaría por nada del mundo. A María José, Por ser mi cómplice, confidente y compañera incondicional durante gran parte de mi carrera universitaria, por siempre alentarme con su amor y creer en mí a todo momento. Agradecimientos Un especial y afectivo agradecimiento a Adrián Troya, por permitirme formar parte de su equipo de investigación, por creer en mis capacidades y guiarme con sus consejos y conocimientos durante la consecución de gran parte este trabajo, siendo un excelente profesional y amigo digno de admirar. A mi tutora, Germania Karolys, por su guía y disposición a todo momento en el desarrollo de este trabajo, y sobre todo por depositar su confianza en mí, abriéndome las puertas al camino de la investigación. A mis profesores de la Universidad Politécnica Salesiana: María Fernanda Guevara, Janss Beltrán, Nancy Bonifaz, Fabián Bersosa por su colaboración, enseñanzas y sobre todo por guiar gran parte de mi carrera profesional. Al Instituto de Ciencias Biológicas (ICB-EPN) y Departamento de Metalurgia Extractiva de la Escuela Politécnica Nacional (DEMEX), y al Laboratorio de Biología Molecular del Museo de Zoología de la Pontificia Universidad Católica, por permitirme hacer uso de sus instalaciones y equipos, además de brindarme una cálida acogida y guía por gran parte de su personal de trabajo. A todos mis amigos y demás personas que me brindaron su guía y conocimientos, especialmente a Alex Achig, Raquel Vargas, Byron Fuertes, Diego Mallitasig, Jonathan García y Francisco López. Índice Introducción ............................................................................................................1 Capítulo 1 ................................................................................................................4 Marco conceptual ....................................................................................................4 1.1. Biodiversidad ..............................................................................................4 1.2. Bosques nublados .......................................................................................4 1.2.1. Bosques nublados de Ecuador ..............................................................5 1.2.2. Amenazas que enfrentan los bosques nublados ....................................8 1.3. Dípteros: Familia Phoridae..........................................................................9 1.3.1. Aspectos generales ..............................................................................9 1.3.2. Características morfológicas .............................................................. 10 1.3.3. Clasificación taxonómica ................................................................... 12 1.3.4. Importancia ecológica ........................................................................ 14 1.4. Técnicas de análisis de ADN en sistemática molecular.............................. 15 1.4.1. Reacción en cadena de la polimerasa (PCR) ....................................... 15 1.4.2. Códigos de barras de ADN ................................................................ 17 Capítulo 2 .............................................................................................................. 19 Marco metodológico .............................................................................................. 19 2.1. Especímenes y localización geográfica del estudio........................................ 19 2.2. Análisis morfológico .................................................................................... 20 2.3. Análisis molecular ........................................................................................ 22 2.3.1. Extracción de ADN ................................................................................ 23 2.3.2. Amplificación ........................................................................................ 24 2.3.3. Obtención de secuencias y análisis ......................................................... 25 Capítulo 3 .............................................................................................................. 28 Resultados y Discusión .......................................................................................... 28 3.1. Análisis morfológico de géneros y morfoespecies de Phoridae ...................... 28 3.2. Análisis molecular de morfoespecies de Phoridae ......................................... 43 3.2.1. Extracción de ADN ................................................................................ 43 3.2.2. Amplificación de CO1............................................................................ 44 3.2.3. Análisis y características de las secuencias ............................................. 46 Conclusiones .......................................................................................................... 59 Recomendaciones .................................................................................................. 60 Referencias ............................................................................................................ 61 Anexos ................................................................................................................... 76 Índice de tablas Tabla 1. Sitios específicos en donde se hizo la recolección de especímenes……….20 Tabla 2. Caracteres morfológicos de individuos de Phoridae medidos en micrómetros (µm) ....................................................................................................................... 22 Tabla 3. Cebadores universales utilizados para la amplificación de una región del gen CO1 ........................................................................................................................ 24 Tabla 4. Número de especies e individuos de géneros de la familia Phoridae en Ecuador. ................................................................................................................. 30 Tabla 5. Distancias genéticas dentro de grupos de Phoridae identificados en el presente estudio. ..................................................................................................... 48 Índice de figuras Figura 1. Caracteres diagnósticos de la familia Phoridae ........................................ 11 Figura 2. Diferencias entre macho y hembra en los segmentos terminales .............. 12 Figura 3. Clasificación taxonómica de la familia Phoridae ..................................... 13 Figura 4. Lugares de muestreo en el Noroccidente de Ecuador ............................... 19 Figura 5. Número de morfoespecies por géneroC ................................................... 29 Figura 6. Número de individuos por morfoespecie ................................................. 30 Figura 7. Geles de electroforesis de CO1 amplificados con LCO1490 y HCO2198…... ............................................................................................................................... 45 Figura 8. Gel de electroforesis de CO1 amplificados con C1-J-1632 y C1-N-2191…… ............................................................................................................................... 46 Figura 9. Histograma de distancias interespecíficas vs distancias intraespecíficas……. ............................................................................................................................... 49 Figura 10. Árbol filogenético de máxima verosimilitud de Metopininae y Phorinae ............................................................................................................................... 53 Figura 11. Árbol filogenético por el método bayesiano de la Subfamilia Metopininae ............................................................................................................................... 56 Figura 12. Árbol filogenético por el método bayesiano de la Subfamilia Phorinae……. ............................................................................................................................... 58 Índice de anexos Anexo 1. Lista de caracteres morfológicos de la familia Phoridae, revisados en el presente estudio ...................................................................................................... 76 Anexo 2. Ubicación de los caracteres morfológicos tomados en cuenta