Molecular Identification and Phylogeny of Bactrocera Species (Diptera: Tephritidae)

R. Asokan, K. B. Rebijith, Shakti K. Singh, A. S. Sidhu, S. Siddharthan, Praveen. K. Karanth, R. Ellango, V. V. Ramamurthy

Abstract


Fruit flies that belong to the genus Bactrocera (Diptera: Tephritidae) are major invasive pests of agricultural crops in Asia and Australia. Increased transboundary movement of agricultural produce has resulted in the chance introduction of many invasive species that include Bactrocera mainly as immature stages. Therefore quick and accurate species diagnosis is important at the port of entry, where morphological identification has a limited role, as it requires the presence of adult specimens and the availability of a specialist. Unfortunately when only immature stages are present, a lacunae in their taxonomy impedes accurate species diagnosis. At this juncture, molecular species diagnostics based on COX-I have become handy, because diagnosis is not limited by developmental stages. Yet another method of quick and accurate species diagnosis for Bactrocera spp. is based on the development of species- specific markers. This study evaluated the utility of COX-I for the quick and accurate species diagnosis of eggs, larvae, pupae and adults of B. zonata Saunders, B. tau Walker, and B. dorsalis Hendel. Furthermore the utility of species-specific markers in differentiating B. zonata (500bp) and B. tau (220bp) was shown. Phylogenetic relationships among five subgenera, viz., Austrodacus, Bactrocera, Daculus, Notodacus and Zeugodacus have been resolved employing the 5´ region of COX-I (1490-2198); where COX-I sequences for B. dorsalis Hendel, B. tau Walker, B. correcta Bezzi and B. zonata Saunders from India were compared with other NCBI-GenBank accessions. Phylogenetic analysis employing Maximum Parsimony (MP) and Bayesian phylogenetic approach (BP) showed that the subgenus Bactrocera is monophyletic.

Las moscas de la fruta que pertenecen al género Bactrocera (Diptera: Tephritidae) son las principales plagas invasoras de los cultivos agricolas en Asia y Australia. El aumento en el movimiento transfronterizo de los productos agricolas ha resultado en la posibilidad de la introducción de muchas especies invasoras que incluyen Bactrocera principalmente por los estados inmaduros. Por lo tanto, el diagnóstico de especies con rapidez y precisión es importante en el puerto de entrada, donde la identificación morfológica tiene un papel limitado, ya que requiere la presencia de ejemplares adultos, la disponibilidad de especialistas, y donde la escasez de datos en la taxonomía de los estados inmaduros de las especies impiden el diagnóstico exacto. En esta situación, el diagnóstico molecular de especies basado en el gene COX-I ha llegado a ser util, ya que el diagnóstico de especies no está limitado por el estadio de desarrollo. Sin embargo, otro método de diagnóstico rápido y exacto de especies de Bactrocera spp. es basado en el desarrollo de marcadores específicos para las especies. En el presente estudio, se evaluó la utilidad de usar el COX-I para el diagnóstico rápido y preciso de especies usando los huevos, larvas, pupas y adultos de B. zonata Saunders, B. tau Walker y B. dorsalis Hendel. También demostramos la utilidad de usar marcadores específicos de las especies para diferenciar B. zonata (500bp) y B. tau (220bp). Relaciones filogenéticas entre los cinco subgéneros, es decir, Austrodacus, Bactrocera, Daculus, Notodacus y Zeugodacus se ha resuelto por primera vez empleando la región 5’ de la COX-I (1490 a 2198) donde se compararon las secuencias de COX-I de B. dorsalis Hendel B. tau Walker, B. correcta Bezzi y B. zonata Saunders, de la India con las acessiones del NCBI-GenBank. El análisis filogenético utilizando tanto el programa Union de Vecinos (NJ, Neighbor-Joining) y la máxima parsimonia (MP) demostró que los subgéneros del Bactrocera son monofiléticos.

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