Phylo-geographic analysis of whitefly on the basis of mitochondrial cytochrome oxidase 1 gene

Abstract Bemisia tabaci is a species complex that causes damage to its broad range of plant hosts through serious feeding. It transmits plant viruses of different groups to important agricultural crops. Some important cash crops of Pakistan are sugar cane, rice, tobacco and seed oil. It shows high genetic variability and is differentiated as races or biotypes. Biotypes are, biotype Q, biotype B, biotype B2, biotype M, biotype L, biotype A, biotype H, biotype C, biotype K, biotype N, biotype R, biotype E, biotype P, biotype J, biotype S, biotype AN. Although the current report based on the Bayesian study of mitochondrial cytohrome oxidase gene1 (CO1) DNA sequences has classified the different populations of whiteflies into twelve genetic groups which are Mediterranean, Sub-Saharan Africa silverleafing, Indian Ocean, Asia II, Asia I, Australia, New World, Italy, China, Sub-Saharan Africa non-silverleafing, Mediterranean/Asia Minor/Africa and Uganda sweet potato. Begomoviruses is largest group of viruses transmitted by B. tabaci and cause major diseases of crops such as tomato and chili leaf curl disease, cassava mosaic disease; yellow mosaic disease of legumes and cotton leaf curl disease. The main objective of current study is to inculpate knowledge regarding genetic diversity of whitefly in cotton fields across Pakistan via analysis of partial DNA sequence of mitochondrial gene Cytochrom Oxidase I (mtCO1).

Resumo Bemisia tabaci é um complexo de espécies que causa danos a uma ampla gama de hospedeiros vegetais por meio de alimentação séria. Ele transmite vírus de plantas de diferentes grupos para importantes safras agrícolas. Algumas safras comerciais importantes do Paquistão são cana-de-açúcar, arroz, tabaco e óleo de semente. Apresenta alta variabilidade genética e é diferenciado em raças ou biótipos. Os biótipos são: biótipo Q, biótipo B, biótipo B2, biótipo M, biótipo L, biótipo A, biótipo H, biótipo C, biótipo K, biótipo N, biótipo R, biótipo E, biótipo P, biótipo J, biótipo S, biótipo AN . Embora o relatório atual baseado no estudo bayesiano das sequências de DNA do gene 1 da oxidase do citocromo mitocondrial (CO1) tenha classificado as diferentes populações de moscas-brancas em doze grupos genéticos, que são Mediterrâneo, África Subsaariana com folha de prata, Oceano Índico, Ásia II, Ásia I, Austrália, Novo Mundo, Itália, China, África Subsaariana sem folha prateada, Batata-doce Mediterrâneo / Ásia Menor / África e Uganda. Os begomovírus são o maior grupo de vírus transmitidos por B. tabaci e causam as principais doenças de culturas, como a doença do cacho do tomate e da pimenta-malagueta, doença do mosaico da mandioca, doença do mosaico amarelo de leguminosas e doença do enrolamento da folha do algodão. O principal objetivo do presente estudo é inculpar conhecimento sobre a diversidade genética da mosca-branca em campos de algodão em todo o Paquistão por meio da análise da sequência parcial de DNA do gene mitocondrial Citocromo Oxidase I (mtCO1).

Phylo-geographic analysis of whitefly on the basis of mitochondrial cytochrome oxidase 1 gene / Análise filogeográfica da mosca-branca com base no gene citocromo oxidase 1 mitocondrial

Bemisia tabaci is a species complex that causes damage to its broad range of plant hosts through serious feeding. It transmits plant viruses of different groups to important agricultural crops. Some important cash crops of Pakistan are sugar cane, rice, tobacco and seed oil. It shows high genetic variability and is differentiated as races or biotypes. Biotypes are, biotype Q, biotype B, biotype B2, biotype M, biotype L, biotype A, biotype H, biotype C, biotype K, biotype N, biotype R, biotype E, biotype P, biotype J, biotype S, biotype AN. Although the current report based on the Bayesian study of mitochondrial cytohrome oxidase gene1 (CO1) DNA sequences has classified the different populations of whiteflies into twelve genetic groups which are Mediterranean, Sub-Saharan Africa silverleafing, Indian Ocean, Asia II, Asia I, Australia, New World, Italy, China, Sub-Saharan Africa non-silverleafing, Mediterranean/Asia Minor/Africa and Uganda sweet potato. Begomoviruses is largest group of viruses transmitted by B. tabaci and cause major diseases of crops such as tomato and chili leaf curl disease, cassava mosaic disease; yellow mosaic disease of legumes and cotton leaf curl disease. The main objective of current study is to inculpate knowledge regarding genetic diversity of whitefly in cotton fields across Pakistan via analysis of partial DNA sequence of mitochondrial gene Cytochrom Oxidase I (mtCO1).

Bemisia tabaci é um complexo de espécies que causa danos a uma ampla gama de hospedeiros vegetais por meio de alimentação séria. Ele transmite vírus de plantas de diferentes grupos para importantes safras agrícolas. Algumas safras comerciais importantes do Paquistão são cana-de-açúcar, arroz, tabaco e óleo de semente. Apresenta alta variabilidade genética e é diferenciado em raças ou biótipos. Os biótipos são: biótipo Q, biótipo B, biótipo B2, biótipo M, biótipo L, biótipo A, biótipo H, biótipo C, biótipo K, biótipo N, biótipo R, biótipo E, biótipo P, biótipo J, biótipo S, biótipo AN . Embora o relatório atual baseado no estudo bayesiano das sequências de DNA do gene 1 da oxidase do citocromo mitocondrial (CO1) tenha classificado as diferentes populações de moscas-brancas em doze grupos genéticos, que são Mediterrâneo, África Subsaariana com folha de prata, Oceano Índico, Ásia II, Ásia I, Austrália, Novo Mundo, Itália, China, África Subsaariana sem folha prateada, Batata-doce Mediterrâneo / Ásia Menor / África e Uganda. Os begomovírus são o maior grupo de vírus transmitidos por B. tabaci e causam as principais doenças de culturas, como a doença do cacho do tomate e da pimenta-malagueta, doença do mosaico da mandioca, doença do mosaico amarelo de leguminosas e doença do enrolamento da folha do algodão. O principal objetivo do presente estudo é inculpar conhecimento sobre a diversidade genética da mosca-branca em campos de algodão em todo o Paquistão por meio da análise da sequência parcial de DNA do gene mitocondrial Citocromo Oxidase I (mtCO1).

DNA barcoding revels first records of three rare coleopteran genera in Northern lakes of Egypt / O código de barras de DNA revela os primeiros registros de três gêneros raros de coleópteros nos lagos do norte do Egito

Abstract One aquatic coleopteran species from family Dytiscidae and two aquatic coleopteran genera from family Hydrophilidae were recorded in the summer period and represent first records in the Egyptian lakes. Beetles were collected from two northern lakes, Lake Idku and Lake Burullus. They were identified by morphological characteristics as well as the mtDNA barcoding method. A molecular phylogenetic approach was used to determine the genetic identity of the collected samples based on the mitochondrial cytochrome oxidase I (COI). Prodaticus servillianus (Dytiscidae) from Egypt showed no significant difference in the COI region and they are highly similar to P. servillianus from Madagascar. The phylogenetic analysis revealed that the other two coleopteran genera belong to family Hydrophilidae. Based on COI only, there is no clear evidence for their genetic identity at the species level. So, we defined them to the closest taxon and denoted them as Cymbiodyta type A and B. The results indicated that resolving the molecular identity of the aquatic beetles from northern lakes of Egypt need more considerations in the field of biological conservation. We concluded that utilization of COI as a barcoding region for identifying some coleopteran species is not sufficient and additional molecular markers are required to uncover the molecular taxonomy at deep levels.

Resumo Uma espécie de coleópteros aquático da família Dytiscidae e dois gêneros de coleópteros aquáticos da família Hydrophilidae foram registrados no período de verão e representam os primeiros registros nos lagos egípcios. Os besouros foram coletados em dois lagos do norte, o lago Idku e o lago Burullus, e identificados por características morfológicas e pelo método de código de barras mtDNA. Uma abordagem filogenética molecular foi usada para determinar a identidade genética das amostras coletadas com base no citocromo oxidase I mitocondrial (COI). Prodaticus servillianus (Dytiscidae) do Egito não mostrou diferença significativa na região COI e é altamente semelhante a P. servillianus de Madagascar. A análise filogenética revelou que os outros dois gêneros de coleópteros pertencem à família Hydrophilidae. Com base apenas no COI, não há evidências claras de sua identidade genética no nível da espécie. Assim, nós os agrupamos no táxon mais próximo e os denominamos Cymbiodyta tipo A e B. Os resultados indicaram que a identidade molecular dos besouros aquáticos dos lagos do norte do Egito precisa de mais considerações no campo da conservação biológica. Concluímos que a utilização de COI como região de código de barras para identificar algumas espécies de coleópteros não é suficiente, sendo necessários marcadores moleculares adicionais para descobrir a taxonomia molecular em níveis profundos.

DNA barcoding revels first records of three rare coleopteran genera in Northern lakes of Egypt

Abstract One aquatic coleopteran species from family Dytiscidae and two aquatic coleopteran genera from family Hydrophilidae were recorded in the summer period and represent first records in the Egyptian lakes. Beetles were collected from two northern lakes, Lake Idku and Lake Burullus. They were identified by morphological characteristics as well as the mtDNA barcoding method. A molecular phylogenetic approach was used to determine the genetic identity of the collected samples based on the mitochondrial cytochrome oxidase I (COI). Prodaticus servillianus (Dytiscidae) from Egypt showed no significant difference in the COI region and they are highly similar to P. servillianus from Madagascar. The phylogenetic analysis revealed that the other two coleopteran genera belong to family Hydrophilidae. Based on COI only, there is no clear evidence for their genetic identity at the species level. So, we defined them to the closest taxon and denoted them as Cymbiodyta type A and B. The results indicated that resolving the molecular identity of the aquatic beetles from northern lakes of Egypt need more considerations in the field of biological conservation. We concluded that utilization of COI as a barcoding region for identifying some coleopteran species is not sufficient and additional molecular markers are required to uncover the molecular taxonomy at deep levels.

Resumo Uma espécie de coleópteros aquático da família Dytiscidae e dois gêneros de coleópteros aquáticos da família Hydrophilidae foram registrados no período de verão e representam os primeiros registros nos lagos egípcios. Os besouros foram coletados em dois lagos do norte, o lago Idku e o lago Burullus, e identificados por características morfológicas e pelo método de código de barras mtDNA. Uma abordagem filogenética molecular foi usada para determinar a identidade genética das amostras coletadas com base no citocromo oxidase I mitocondrial (COI). Prodaticus servillianus (Dytiscidae) do Egito não mostrou diferença significativa na região COI e é altamente semelhante a P. servillianus de Madagascar. A análise filogenética revelou que os outros dois gêneros de coleópteros pertencem à família Hydrophilidae. Com base apenas no COI, não há evidências claras de sua identidade genética no nível da espécie. Assim, nós os agrupamos no táxon mais próximo e os denominamos Cymbiodyta tipo A e B. Os resultados indicaram que a identidade molecular dos besouros aquáticos dos lagos do norte do Egito precisa de mais considerações no campo da conservação biológica. Concluímos que a utilização de COI como região de código de barras para identificar algumas espécies de coleópteros não é suficiente, sendo necessários marcadores moleculares adicionais para descobrir a taxonomia molecular em níveis profundos.

Estrutura populacional e filogeografia de Panulirus argus (Latreille, 1804) / Population structure and phylogeography of Panulirus argus (Latreille, 1804)

Panulirus argus (Latreille, 1804) é uma das principais espécies de lagosta no Atlântico, sendo um dos maiores recursos pesqueiros do Atlântico Ocidental, onde apresenta um alto valor comercial. A forte explotação da espécie resulta em uma grande pressão sobre suas populações. Recentemente, foi descoberto que sob o binômio P. argus estão contidas duas espécies crípticas que ocorrem em alopatria, uma na região do Caribe e outra na costa brasileira. Esta tese tem como objetivo estudar como se estruturam geneticamente as populações dessas duas espécies, com o propósito de fornecer mais informações para a determinação de estoques e um correto manejo das espécies, e analisar os processos históricos evolutivos que moldaram suas histórias demográficas. Para tal, foram estudados dois marcadores mitocondriais (região controle e o gene da Citocromo Oxidase I) e loci de microssatélites de indivíduos de 7 regiões do Caribe (Florida, Bahamas, Turks e Caicos, Porto Rico, Cuba, Colômbia e Venezuela) e 11 estados do Brasil (Pará, Maranhão, Piauí, Ceará, Rio Grande do Norte, Pernambuco, Alagoas, Bahia, Espírito Santo, Rio de Janeiro e São Paulo). Dentro de cada espécie foram observadas duas linhagens mitocondriais diferentes, que co-ocorriam, de maneira homogênea, ao longo de suas distribuições. Hipotetiso que essas linhagens foram formadas a partir de um evento de vicariância com contato secundário ou como consequência de um efeito gargalo seguido de expansão. As duas linhagens são evidentes nas sequências da região controle mitocondrial, mas no gene da COI foram evidentes apenas em P. cf. argus do Caribe. As linhagens do Brasil se separaram há aproximadamente 233 - 288 mil anos e cada uma sofreu expansão em tempos diferentes, a primeira se expandiu há 100 mil anos e a segunda linhagem há 50 mil anos. As linhagens do Caribe se separaram cerca de 1 milhão de anos atrás e possuem o mesmo tempo de expansão, 50 mil anos. Os microssatélites não revelaram subdivisão populacional ...

Panulirus argus (Latreille, 1804) is one of the main lobster species in the Atlantic, and one of the largest fisheries in the western Atlantic, with a high commercial value. The heavy exploitation of the species results in much pressure on its populations. Recently, it was discovered that under the name P. argus there are two cryptic species that occur in allopatry, one in the Caribbean and the other on the coast of Brazil. This thesis studies the population genetic structure of those two species with the purpose of providing more information to delimitate stocks for fisheries management, and for understanding the historical processes that have shaped their evolutionary demographic histories. For this, we analysed two mitochondrial markers (control region and the Cytochrome Oxidase I gene) and microsatellite markers of individuals from 7 localities in the Caribbean (Florida, Bahamas, Turks and Caicos, Puerto Rico, Cuba, Colombia, and Venezuela) and 11 States of Brazil (Pará, Maranhão, Piauí, Ceará, Rio Grande do Norte, Pernambuco, Alagoas, Bahia, Espírito Santo, Rio de Janeiro, and São Paulo). Within each species two different mitochondrial lineages were observed. They occurred throughout their distributions, and it is hypothesized that they were formed from a vicariance event with secondary contact or are the result of a genetic bottleneck followed by expansion. The lineages of P. cf. argus from Brazil were only observed in the mitochondrial control region and were separated approximately 233-288 thousand years ago, and each lineage underwent expansion at different times: the first expanded 100,000 years ago and the second 50,000 years ago. The lineages of the Caribbean species were found for the two mitochondrial markers. They were separated about 1 million years ago and have had the same expansion time, 50,000 years. Microsatellites revealed no population subdivision for either species, but the molecular markers together suggest a differential gene...