Influencia del hospedero, altitud y distancia en la estructura genética del morfotipo andino del complejo Anastrepha fraterculus (Diptera: Tephritidae)
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Resumen
La mosca sudamericana de la fruta, Anastrepha fraterculus (Wiedemann, 1830) (Diptera: Tephritidae), es una especie considerada plaga cuarentenaria, con alta relevancia en la fruticultura colombiana. Se ha demostrado que esta especie nominal corresponde a un complejo de especies crípticas con al menos ocho morfotipos, representada en Colombia principalmente por el morfotipo andino. Los estudios genético-poblacionales de este morfotipo son aún escasos, pese a ser fundamentales para diseñar estrategias efectivas de manejo integrado de plagas. En este contexto, resulta crucial conocer la estructura poblacional de este morfotipo y comprender cuales son los factores que la determinan. El objetivo de este trabajo fue caracterizar la estructura genética del morfotipo andino de A. fraterculus mediante herramientas de genética poblacional, evaluando la influencia del hospedero, la altitud y la distancia geográfica sobre su variabilidad genética. Se colectaron 92 muestras de 9 poblaciones en los municipios de Ibagué y Líbano en el Tolima y Duitama en Boyacá, a diferentes altitudes (entre 1300 y 1900 m.) y en diferentes hospederos (café, guayaba y feijoa); se realizó la extracción del ADN y posteriormente las muestras fueron secuenciadas por Genotipificación por Secuenciación (GBS) utilizando la enzima de restricción ApeKI. Los datos genómicos fueron procesados con herramientas bioinformáticas y filtros estrictos para obtener variantes SNPs, lo que permitió la aplicación de análisis de genética poblacional (diversidad, estructura y diferenciación); finalmente, se realizó una prueba de Mantel para evaluar la relación entre distancia geográfica y distancia genética. A partir de 1.490.709 SNPs obtenidos, se estimaron niveles bajos de diversidad genética (Ho = 0.075–0.095; He = 0.071–0.085; Ae = 1.076-1.093). La diferenciación genética entre poblaciones fue en su mayoría baja (FST < 0.05), con valores más altos en una población del Libano (lib13g) (FST = 0.16), la cual presenta flujo génico reducido hacia otras poblaciones (Nm < 3). Los análisis de PCA, DAPC y ADMIXTURE mostraron estructura poblacional débil con agrupamientos consistentes y la separación del grupo lib13g. La prueba de Mantel no detectó aislamiento por distancia (r = -0.018; p = 0.174). Los análisis multivariados y filogenéticos confirmaron una estructura débil a escala regional con un patrón núcleo–periferia, caracterizado por un conjunto principal de poblaciones altamente conectadas y un núcleo periférico aislado (lib13g), con ausencia de una señal clara de la influencia del hospedero, localidad y altitud en la estructura genética del morfotipo andino de A. fraterculus. (Texto tomado de la fuente)
Abstract
The South American fruit fly, Anastrepha fraterculus (Wiedemann, 1830) (Diptera: Tephritidae), is a quarantine pest and it is highly relevant to Colombian fruit production. Studies have shown that this nominal species comprises a complex of eight cryptic species. In Colombia, the Andean morphotype is the most prevalent. Despite being fundamental for designing effective integrated pest management strategies, population-genetic studies of this morphotype are still scarce. In this context, it is crucial to understand the population structure of this morphotype and the factors that determine it. This study aimed to characterize the genetic structure of the Andean morphotype of A. fraterculus using population genetics tools to evaluate the influence of host, altitude and geographical distance on its genetic variability. A total of 92 samples were collected from nine populations in the municipalities of Ibagué and Líbano in Tolima, and Duitama in Boyacá. The samples were taken at different altitudes (between 1,300 and 1,900 m.) from different hosts:coffee, guava and feijoa. DNA was extracted and then sequenced using Genotyping by Sequencing (GBS) with the ApeKI restriction enzyme. The genomic data were processed using bioinformatic tools and strict filters to obtain single nucleotide polymorphism (SNP) variants, enabling the application of population genetics analysis (diversity, structure, and differentiation). A Mantel test was performed to evaluate the relationship between geographic and genetic distance. Based on 1,490,709 SNPs obtained, low levels of genetic diversity were estimated (Ho = 0.075–0.095, He = 0.071–0.085 and Ae = 1.076–1.093). Genetic differentiation between populations was generally low (FST < 0.05), except in a population from Libano (lib13g) (FST = 0.16), where reduced gene flow to other populations was found (N_m < 3). PCA, DAPC and ADMIXTURE analyses revealed a weak population structure, showing consistent groupings and separation of the lib13g group. The Mantel test did not detect isolation by distance (r = -0.018; p = 0.174). Multivariate and phylogenetic analyses confirmed a weak structure at the regional scale, characterized by a core–periphery pattern. This pattern included a main cluster of highly connected populations and an isolated peripheral core (lib13g). There was no clear signal of the influence of host, locality or altitude on the genetic structure of the Andean morphotype of A. fraterculus.
Descripción
ilustraciones a color, diagramas
Palabras clave propuestas
Términos Normalizados
MOSCA DE LAS FRUTAS; Fruit-flies; FRUTAS-ENFERMEDADES Y PLAGAS; Fruit - diseases and pests; PATOLOGIA VEGETAL; Plant diseases; FRUTAS-CONTROL DE PLAGAS; Fruit - pest control; 570 - Biología::576 - Genética y evolución; 630 - Agricultura y tecnologías relacionadas::632 - Lesiones, enfermedades, plagas vegetales