Genetic structure of populations of Anastrepha ludens (Diptera: Tephritidae) in Mexico

Mayra C. Molina-Nery, Lorena Ruiz-Montoya, C. Silvia Zepeda-Cisneros, Pablo Liedo

Abstract


The wide geographic range of Anastrepha ludens (Loew) (Diptera: Tephritidae) in Mexico and its ability to use various taxonomically unrelated host plant species suggests that this species has considerable evolutionary potential and represents a high risk pest. The genetic diversity and structure of A. ludens populations from 7 Mexican states (Chiapas, Yucatán, Morelos, Veracruz, San Luis Potosí, Tamaulipas and Durango) were investigated. Flies were collected as larvae from infested citrus fruits in each state, and sent as pupae to the Genetic Sexing Laboratory at the “Moscafrut ” facility in Metapa, Chiapas, where adults emerged and were used in isoenzymatic analysis. Genetic diversity was estimated based on expected and observed heterozygosity, mean number of alleles and polymorphism obtained from allelic and genotypic frequencies of 6 enzyme loci revealed in cellulose acetate. Expected heterozygosity (He) ranged from 0.199 to 0.330, and percentage of polymorphic loci (P) was between 50 and 67%. We found a high level of inbreeding (Fis = 0.393, Fit = 0.456) and moderate genetic differentiation among populations (Fst = 0.105). A negative correlation was found between elevation and He. We conclude that A. ludens populations are genetically diverse with moderate levels of differentiation. Genetic structure could not be attributed to the geographic distance among populations. Differentiation could be the result of natural selection associated with the colonization process. Genetic drift and pest management practices may have contributed to this differentiation to a lesser extent.

 

La amplia distribución de Anastrepha ludens (Loew) (Diptera: Tephritidae) en México y el uso de diferentes plantas hospederas taxonómicamente no relacionadas sugiere que esta es una especie con alto potencial evolutivo y representa una plaga de alto riesgo. Se investigó la diversidad y estructura genética de poblaciones de Anastrepha ludens en siete estados de la República Mexicana (Chiapas, Yucatán, Morelos, Veracruz, San Luis Potosí, Tamaulipas y Durango). Las moscas se colectaron como larvas dentro de frutos de cítricos en cada estado, y se enviaron como pupas al Laboratorio de Sexado Genético de la planta “Moscafrut” en Metapa, Chiapas, en donde emergieron los adultos y se analizaron genéticamente. La diversidad genética de las poblaciones se estimó con base en la heterocigosidad observada y esperada, se obtuvo el número promedio de alelos y el polimorfismo, con base en las frecuencias alélicas y genotípicas de seis loci enzimáticos revelados en acetatos de celulosa. La heterocigosidad esperada (He) fue de 0.199 a 0.330, y el porcentaje de loci polimórficos (P) fue entre 50 y 67%. Se encontró un alto coeficiente de endogamia (Fis= 0.393, Fit = 0.456) y una diferenciación genética moderada entre poblaciones (Fis = 0.393, Fit = 0.456). La correlación entre la altitud y He fue negativa. Concluimos que las poblaciones de A. ludens son genéticamente diversas y con nivel de diferenciación moderado. La estructura genética no pudo ser atribuida a la distancia geográfica entre poblaciones. Probablemente, la diferenciación pueda ser resultado de la selección asociada al proceso de colonización. La deriva genetica y las prácticas de manejo posiblemente han contribuido a esta diferenciación en menor grado.

 

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Keywords


Mexican fruit fly; genetic diversity; gene flow; population genetics

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