Molecular Identification and Diversity of Helopeltis antonii and Helopeltis theivora (Hemiptera: Miridae) in India

R. Asokan, K. B. Rebijith, K. K. Srikumar, P. Shivarama Bhat, V. V. Ramamurthy

Abstract


The genus Helopeltis (Hemiptera: Miridae) includes some of the major pests of cashew (Anacardium occidentale L. [Anacardiaceae]). Helopeltis species severely damage tender shoots, inflorescences, immature cashew nuts and associated cashew apples (pseudocarps). In India cashew crop losses of more than 40% caused by Helopeltis species are often reported. One of the major limitations in meeting this problem has been the lack of taxonomic knowledge of the Helopeltis species complex, its distribution, host range, and the associated parasitoid complex. The two major pests of cashew, Helopeltis antonii and Helopeltis theivora closely resemble each other. Morphological identification of these species can be facilitated by the use of DNA barcoding of the mitochondrial cytochrome C oxidase subunit 1 (COX-1) and the development of species-specific molecular markers; and we accomplished both of these objectives in this study. These molecular markers also enable non-specialists to identify the above mentioned species in their various life stages, i.e., egg, nymph and adult. The molecular identification of H. antonii and H. theivora has been corroborated with morphological identification. We examined genetic differences in COX-1 sequences among 12 populations of H. antonii collected from different geographic locations in India for the first time. The phylogenetic analysis did not show any geographic or host-associated genetic differences in H. antonii, which were collected on different host plants. The present investigation resulted in the development of molecular technology to achieve quick, accurate and timely identification of H. antonii and H. theivora, a critical factor in understanding the epidemiology of the crop losses in cashew, resistance management and also in quarantine.

El género Helopeltis (Hemiptera: Miridae) incluye algunas de las principales plagas del marañon (cajú) (Anacardium occidentale L. [Anacardiaceae]). Las especies de Helopeltis causan daño grave a los brotes tiernos, inflorescencias, las nueces inmaduras, y los pseudofrutos de marañon. En la India, a menudo se reportan pérdidas de los cultivos de marañón de más del 40% causado por las especies de Helopeltis. Una de las principales limitaciones en la resolución de este problema ha sido la falta de conocimiento taxonómico de las especies en el complejo de especies de Helopeltis, su distribución y rango de hospederos, asi como el complejo de parasitoides asociados. Las dos principales plagas de marañon, Helopeltis antonii y Helopeltis theivora, se parecen mucho. Se puede facilitar la identificación morfológica de estas especies por el uso del código de barras del ADN de la subunidad 1 mitocondrial del citocromo oxidasa C (COX-1) y el desarrollo de marcadores moleculares especificos al nivel de especies; en este estudio hemos logrado ambos objetivos. Estos marcadores moleculares también capacitan a los no especialistas para identificar las especies mencionadas en sus diversas etapas de la vida, es decir, el huevo, ninfa y adulto. La identificación molecular de H. antonii y H. theivora ha sido corroborada con la identificación morfológica. Se analizaron las diferencias genéticas en las secuencias de COX-1 en 12 poblaciones de H. antonii recolectadas en diferentes lugares geográficos en la India por primera vez. El análisis filogenético no mostró diferencias genéticas según el sitio geográfico o el hospedero asociado para H. antonii, que fue recolectado sobre diferentes plantas hospederas. La presente investigación resultó en el desarrollo de la tecnología molecular para lograr la identificación rápida, precisa y oportuna de la H. antonii y H. theivora, que es un factor crítico en la comprensión de la epidemiología de las pérdidas de cosechas en el marañón, el manejo de la resistencia y también su cuarentena.

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