Population genetic, phylogenetic and sex-relatd gene expression analyses in two "Palaemon" species

Abstract

[Abstract] The rockpool shrimp Palaemon elegans and the common littoral shrimp P. serratus are two ecologically important crustacean species on European coastlines. Palaemon serratus is also an economically relevant resource, since it is considered a prized delicacy in European markets. This PhD thesis aims to contribute to the understanding of the population and reproductive biology of P. elegans and P. serratus by investigating the underlying genetics. Firstly, a phylogeographic analysis was carried out in P. elegans using twenty-one newly developed microsatellite loci. A Mediterranean sympatric cryptic species was revealed, while genetic differentiation was detected in P. elegans sensu stricto across the Atlantic-Mediterranean transition area, with the Almería-Orán Front as biogeographical barrier. Secondly, seven Palaemon mitochondrial genomes, including those of P. elegans and P. serratus, were described and used to conduct phylogenetic analyses. The cryptic species within P. elegans was confirmed, and the Messinian Salinity Crisis was disclosed as its origin. Furthermore, we proposed that the Atlantic and Mediterranean lineages of P. serratus could actually be two separated species. Finally, a gonadal reference transcriptome of P. serratus was de novo assembled and annotated. The first findings on sex-related genes were reported, providing new insights into the sexual development of this commercial species.

[Resumen] El camarón de roca Palaemon elegans y el camarón común P. serratus son crustáceos ecológicamente importantes en las costas europeas. Palaemon serratus es también económicamente importante al considerarse una apreciada delicia en los mercados europeos. Esta tesis doctoral pretende ampliar el conocimiento de la biología poblacional y reproductiva de P. elegans y P. serratus investigando diferentes aspectos de la genética subyacente. En primer lugar, se realizó un análisis filogeográfico en P. elegans con veintiún marcadores microsatélite nuevamente desarrollados. Se encontró una especie críptica y mediterránea, así como diferenciación genética en P. elegans sensu stricto a través de la transición Atlántico-Mediterráneo, con el Frente Almería-Orán como barrera biogeográfica. En segundo lugar, se describieron siete genomas mitocondriales de Palaemon, incluyendo los de P. elegans y P. serratus, con los que se realizaron análisis filogenéticos. Se confirmó la especie críptica de P. elegans y se determinó su origen en la Crisis Salina del Messiniense. Además, se propuso que los linajes atlántico y mediterráneo de P. serratus son realmente dos especies. Finalmente, se analizó de novo el transcriptoma gonadal de P. serratus, aportándose los primeros hallazgos sobre genes relacionados con el sexo y proporcionando nueva información sobre el desarrollo sexual de esta especie comercial.

[Resumo] O camarón de roca Palaemon elegans e o camarón común P. serratus son crustáceos ecoloxicamente importantes nas costas europeas. Palaemon serratus é tamén economicamente importante ao considerarse unha prezada delicia nos mercados europeos. Esta tese de doutoramento pretende ampliar o coñecemento da bioloxía poboacional e reprodutiva de P. elegans e P. serratus investigando diferentes aspectos da xenética subxacente. En primeiro lugar, realizouse unha análise filoxeográfica en P. elegans con vinte e un marcadores microsatélite novamente desenvolvidos. Atopouse unha especie críptica mediterránea e simpátrica, así como diferenciación xenética en P. elegans sensu stricto a través da transición Atlántico-Mediterráneo, coa Fronte Almería-Orán coma barreira bioxeográfica. En segundo lugar, describíronse sete xenomas mitocondriais de Palaemon, incluídos os de P. elegans e P. serratus, e leváronse a cabo análises filoxenéticas empregándoos. Confirmouse a especie críptica de P. elegans e a súa orixe fixouse na Crise Salina do Messiniense. Ademais propúxose que as liñaxes atlántica e mediterránea de P. serratus sexan realmente dúas especies distintas. Finalmente, analizouse de novo o transcriptoma das gónadas de P. serratus, proporcionando os primeiros achados de xenes relacionados co sexo e ampliando a información sobre o desenvolvemento sexual desta especie comercial.