Análisis de la Diversidad Microbiana Asociada al Tracto Intestinal de Poblaciones Silvestres de Spodoptera frugiperda (Lepidoptera_Noctuidae) en Antioquia – Colombia.

Abstract

Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) reconocida plaga polífaga de diversos cultivos de interés agrario ha divergido en dos biotipos morfológicamente idénticos en estado de larva, pero diferenciados genéticamente y asociados a alimentos diferentes, planteando un problema respecto a su control en las plantaciones de todo el continente americano y recientemente en el continente africano, siendo la microbiota asociada al insecto uno de los temas menos estudiados. Las comunidades bacterianas presentes en el intestino de los insectos cumplen funciones vitales durante todo el ciclo de vida: reproducción, defensa contra patógenos, degradación de compuestos tóxicos, asimilación de nutrientes son algunas de ellas, además que dichas comunidades son modeladas por el ambiente externo y por el alimento que consume el insecto. El objetivo de este estudio fue determinar la composición y estructuración de la comunidad bacteriana asociada al intestino de larvas correspondientes al biotipo maíz de S. frugiperda. A partir de la morfotipificación y posterior secuenciación del DNAr 16S de 72 aislamientos mediante métodos de microbiología convencional dependientes de cultivo se lograron identificar 22 especies de bacterias relacionadas con los géneros Enterococcus, Klebsiella, Enterobacter y Bacillus. El uso de estrategias independiente de cultivo como la Electroforesis en Gel de Gradiente de Temperatura (TTGE) fue congruente con la previa identificación bacteriana; en la secuenciación masiva de nueva generación (NGS) por IlluminaMiseq se analizaron 391.087 reads que resultaron en la asignación por similitud de 7093 OTUs. Se aprecia una baja diversidad y riqueza bacteriana dados los índices de diversidad SHANON, CHAO1, Simpson; y se sugiere un core dominado por los géneros previamente descritos. Se encontraron diferencias respecto a la abundancia relativa en la microbiota del biotipo maíz asociado a la temporada de colecta (altas y bajas precipitaciones). De forma general la microbiota de S. frugiperda en el biotipo maíz es similar a la reportada para otras especies del género Spodoptera. Este estudio reporta la composición bacteriana dentro del intestino de S. frugiperda biotipo maíz, para el futuro planteamiento de estrategias de control biológico donde se puede interferir el ciclo de vida de las larvas manipulando su comunidad bacteriana.

Abstract: Spodoptera frugiperda (J.E. Smith), a polyphagous pest of various crops of agricultural interest, has diverged into two morphologically identical biotypes in the larval stage, but genetically differentiated and associated with different foods, posing a problem with respect to its control in plantations throughout the Americas and recently on the African continent, with the microbiota associated with the insect being one of the least studied subjects. The bacterial communities present in the intestine of insects perform vital functions throughout the life cycle: reproduction, defense against pathogens, degradation of toxic compounds, assimilation of nutrients are some of them, in addition that these communities are modeled by the external environment and by the food consumed by the insect. The objective of this study was to determine the composition and structure of the bacterial communitie associated with the intestine of larvae corresponding to the maize biotype of S. frugiperda. From the morphotypification and subsequent sequencing of DNAr 16S from 72 isolates by means of conventional culture-dependent microbiology methods, 22 species of bacteria related to the genera Enterococcus, Klebsiella, Enterobacter and Bacillus were identified. The use of independent culture strategies such as Temperature Gradient Gel Electrophoresis (TTGE) was congruent with previous bacterial identification; in the new generation mass sequencing (NGS) by IlluminaMiseq 391,087 reads were analyzed resulting in the similarity assignment of 7093 OTUs. The diversity indexes SHANON, CHAO1, Simpson show a low bacterial diversity and richness, and a core dominated by the previously described genera is suggested. Differences were found between the microbiota of the maize biotype associated with the harvest season (high and low rainfall). In general, the microbiota of S. frugiperda in the maize biotype is similar to that reported for other species of the genus Spodoptera. This study reports the bacterial composition inside the intestine of S. frugiperda maize biotype, for the future proposal of biological control strategies where it is possible to interfere the life cycle of the larvae manipulating their bacterial community.