Dottorato in BIOLOGIA AMBIENTALE ED EVOLUZIONISTICA

Titolo della tesi: The Holobiont in hybrid zones: Interplay between microbiota and host during the hybridization process

L’ibridazione rappresenta un importante processo evolutivo in grado di generare nuove combinazioni genetiche e fenotipiche, contribuendo all’adattamento e alla diversificazione biologica. Parallelamente, il concetto di olobionte ha evidenziato come gli organismi debbano essere considerati insieme alle comunità microbiche ad essi associate, che contribuiscono in modo significativo alla loro biologia ed evoluzione. Tuttavia, il ruolo dell’ibridazione nella strutturazione dell’olobionte rimane ancora poco compreso. La presente tesi ha utilizzato il complesso di zanzare costiere Aedes mariae come sistema di studio per studiare le interazioni tra ospite, microbiota e ambiente nel contesto dell’ibridazione. In particolare, il lavoro ha valutato il contributo relativo dell’ambiente e del background genetico dell’ospite nell’assemblaggio delle comunità microbiche associate. L’analisi del microbiota batterico ha mostrato che gli individui ibridi presentano comunità microbiche distinte rispetto alle specie parentali. L’applicazione del framework 4H (Hybridization–Holobiont–Hologenome–Hierarchy) ha evidenziato che gli ibridi tendono a perdere principalmente taxa parentali rari o poco rappresentati e ad acquisire nuovi taxa, mentre mantengono preferenzialmente i taxa condivisi e quantitativamente più abbondanti nelle specie parentali. Questi risultati suggeriscono che l’ibridazione promuova una riorganizzazione del microbiota associato, contribuendo alla formazione di nuove configurazioni dell’olobionte. Poiché le conoscenze sulla componente virale associata al complesso Aedes mariae erano estremamente limitate, la tesi ha inoltre fornito una caratterizzazione esplorativa del viroma di Aedes mariae, evidenziando una notevole diversità virale e un significativo grado di condivisione delle comunità virali tra zanzare e habitat acquatico. Sebbene il ruolo dell’ibridazione sul viroma non sia stato valutato direttamente, questi risultati costituiscono una base di riferimento per futuri studi dedicati alla componente virale dell’olobionte. Infine, l’applicazione di tecnologie di sequenziamento long-read ad alta accuratezza (PacBio HiFi) ha evidenziato il potenziale di questi approcci per migliorare la caratterizzazione delle comunità virali associate alle zanzare e la rilevazione della diversità virale. Nel complesso, i risultati ottenuti dimostrano che la struttura dell’olobionte emerge dall’interazione tra ambiente e genoma dell’ospite, evidenziando come l’ibridazione contribuisca alla riorganizzazione del microbiota batterico associato. Parallelamente, la tesi amplia le conoscenze sulla diversità virale di Aedes mariae e del suo habitat naturale e mostra come le tecnologie di sequenziamento long-read ad alta accuratezza rappresentino un approccio promettente per la caratterizzazione del viroma. Nel loro insieme, i tre studi forniscono nuove evidenze sui processi di assemblaggio dell’olobionte e pongono le basi per future ricerche sulle interazioni tra ospite, microbiota e ambiente.