Diversidade genética de Zabrotes subfasciatus e de sua bactéria endossimbionte Wolbachia sp

Abstract

O feijão é um grão oriundo de espécies leguminosas como Phaseolus vulgaris ou mesmo dos gêneros Vigna e Vicia, tendo uma importância em nossa nutrição. Danos causados por Zabrotes subfasciatus (Coleptera: Chrysomelidae) reduzem a qualidade do grão. Por isso, é necessário estudar a genética populacional desta praga, assim como a presença de sua bactéria endocelular Wolbachia sp. e sua relação filogenética com outras cepas. Para isso, analisamos amostras coletadas de Z. subfasciatus em onze locais do Brasil, além de Peru e Colômbia. Detectamos a presença da bactéria em populações de Z. subfasciatus por meio de um marcador molecular específico e a análise filogenética foi feita por meio de sequencias de seis genes de Wolbachia sp. Também realizamos estudos filogeográficos nas populações de Z. subfasciatus por meio de DNA mitocondrial e nuclear. Os resultados mostraram a presença da bactéria em todas as populações e indicam o predomínio de uma única cepa chamada Zsub. As análises filogenéticas indicam que a cepa presente em Lissorhoptrus oryzophilus (Coleoptera: Curculionidae) é a mais próxima de Zsub. Detectamos também alelos compartilhados da cepa Zsub com cepas presentes em outros Coleópteros e pragas de grãos armazenados. Constatamos a transmissão horizontal e recombinação intra e inter-gene entre cepas. Os resultados de filogeografia mostram o predomínio de uma única linhagem mitocondrial no Brasil, efeito gargalo e compartilhamento de haplótipos entre regiões e países. Portanto, é importante que as autoridades tomem providências para prevenir a chegada de novos alelos de resistência nas populações e que dificultaria o controle dessa praga.

Beans are grains from leguminous species like Phaseolus vulgaris or even from Vigna and Vicia genrer and it have an importance in our nutrition. Damage caused by Zabrotes subfasciatus (Coleptera: Chrysomelidae) reduce the grain quality. Therefore, it is necessary study the populational genetics of this pest, as the presence of its endocellular bacteria Wolbachia sp. and its phylogenetic relation with others Wolbachia sp. strains. For this reason, we analyse Z. subfasciatus samples from eleven Brazilian places, beside places in Peru and Colombia. We detected the bacteria presence in Z. subfasciatus populations by means of a Wolbachia specific molecular mark and the phylogenetic analyses were done by means of sequences from six Wolbachia genes. We also did phylogeographic studies in Z. subfasciatus by means of mitochondrial and nuclear DNA. The results showed the Wolbachia sp. presence in all populations and indicated the predominance of a unique strain called Zsub. The phylogenetic analyses indicate that the strain hosted in Lissorhoptrus oryzophilus (Coleoptera: Curculionidae) is the nearest to Zsub. We also detected alleles shared between Zsub and strains hosted in coleopterans and stored grain pests. We verified the horizontal transmission besides inter- and intragenic recombinations between strains. The phylogeographic results showed the predominance of a unique mitochondrial lineage and bottleneck effect in Brazilian populations and haplotype shared between regions and Countries. Therefore, it is important that the authorities will take measures to prevent the arrive of new resistence alleles in the populations, which it could difficult the control of this pest.