Genetic diversity of Costa Rican populations of the rice planthopper Tagosodes orizicolus (Homoptera: Delphacidae) Myriam

Tagosodes orizicolus (Homoptera: Delphacidae) es uno de las principales plagas de arroz en el Neotrópico, ya que se alimenta de la savia del floema, realiza incisiones durante la oviposición que dañan los haces vasculares de las hojas y es el vector del virus de la hoja blanca del arroz (RHBV). El o...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autores principales:	Hernández, Myriam, Quesada, Tania, Muñoz, Claudia, Espinoza, Ana M
Formato:	Online
Idioma:	eng
Publicado:	Universidad de Costa Rica 2004
Acceso en línea:	https://revistas.ucr.ac.cr/index.php/rbt/article/view/15416

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description	Tagosodes orizicolus (Homoptera: Delphacidae) es uno de las principales plagas de arroz en el Neotrópico, ya que se alimenta de la savia del floema, realiza incisiones durante la oviposición que dañan los haces vasculares de las hojas y es el vector del virus de la hoja blanca del arroz (RHBV). El objetivo de esta investigación es determinar la diversidad genética de las poblaciones de T. orizicolus de las principales zonas arroceras del Costa Rica. Para ello se analizaron mediante RAPDs individuos de las población de Guanacaste, Parrita y San Carlos y como grupo externo Cali-Colombia. El fenograma mostró que los individuos agruparon de acuerdo a su localidad, observándose que las tres poblaciones costarricenses se separaron de la Colombiana, compartiendo menos del 25% de similaridad. Las poblaciones costarricenses se separaron en dos brazos principales a un 30% de similaridad: el primero incluyó Guanacaste y San Carlos, mientras que el segundo lo constituyó Parrita. El conglomerado de Guanacaste mostró un índice de similaridad del 50% entre individuos mientras que la población de Cali-Colombia fue la más diversa (28%). Finalmente, el análisis de correspondencia confirmó los conglomerados observados en el fenograma y mostró una interacción cercana entre las poblaciones de Parrita y San Carlos. La separación genética observada podría ser el resultado del aislamiento geográfico entre poblaciones pero también podría explicarse por la infección con la rickettsia Wolbachia pipientis. Esta bacteria causa incompatibilidad citoplasmática en sus hospederos, lo cual resulta en una progenie no viable en los cruces entre machos infectados con hembras no infectadas, o cuando ocurren cruces entre insectos infectados con diferentes cepas de Wolbachia. Otro objetivo de esta invsetigación fue determinar por PCR la presencia de Wolbachia en las poblaciones antes mencionadas, utilizando iniciadores específicos para el rADN 16S. Dicho análisis reveló infecciones del 86% en la población de San Carlos, un 96% en Guanacaste, un 37% en Parrita y un 100% en Cali-Colombia. Con el fin de determinar si se presenta incompatibilidad citoplasmática, se llevaron a cabo cruces entre individuos de T. orizicolus de Parrita y Guanacaste. Se observó una reducción significativa en la progenie en los cruces entre machos infectados y hembras no infectadas de una misma población, así como, en los cruces entre individuos infectados pertenecientes a poblaciones diferentes. Estos resultados mostraron incompatibilidad citoplasmática, no sólo causada por la presencia de Wolbachia, sino también por la presencia de diferentes cepas de la bacteria entre poblaciones de T. orizicolus.
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Individuals from Guanacaste, Parrita, San Carlos and Cali-Colombia, as outgroup, were analyzed using the random primers. Phenetic relationships revealed that the Costa Rican populations were clearly separated from Cali-Colombia, sharing less than 25% similarity. Costa Rican populations were divided into two main branches separated at 30% similarity. The first branch included Guanacaste and San Carlos and the second displayed Parrita. In relation to similarity indexes within groups, the Guanacaste cluster showed the highest (over 50%) and Cali-Colombia was the most diverse (28%). The correspondence analysis confirmed the clusters of the phenogram and showed close interactions between the Parrita and San Carlos populations. The genetic separation observed could be the result of the geographic isolation among populations, but it could also be explained by the infection with the rickettsia Wolbachia pipientis. This bacterium causes cytoplasmic incompatibility in its host, which results in non-viable progeny when infected males mate with non-infected females, or when insects hosting different strains of Wolbachia mate. Then, a search for Wolbachia in previously described populations of T. orizicolus was initiated. The presence of the bacteria was analyzed by PCR with 16S rDNA-specific primers for Wolbachia. The PCR analyses revealed infections of 86% in the population of San Carlos, 96% in Guanacaste, 37% in Parrita and 100% in Cali-Colombia. Crosses between individuals of T. orizicolus from Parrita and Guanacaste were performed for testing cytoplasmic incompatibility. When infected males were crossed with non-infected females within the same population, a significant reduction in progeny number was obtained as well as when crosses between infected individuals belonging to different populations were performed. These experiments showed cytoplasmic incompatibility not only caused by the presence of Wolbachia within the population, but also by the presence of different strains of the bacteria between populations. Tagosodes orizicolus (Homoptera: Delphacidae) es uno de las principales plagas de arroz en el Neotrópico, ya que se alimenta de la savia del floema, realiza incisiones durante la oviposición que dañan los haces vasculares de las hojas y es el vector del virus de la hoja blanca del arroz (RHBV). El objetivo de esta investigación es determinar la diversidad genética de las poblaciones de T. orizicolus de las principales zonas arroceras del Costa Rica. Para ello se analizaron mediante RAPDs individuos de las población de Guanacaste, Parrita y San Carlos y como grupo externo Cali-Colombia. El fenograma mostró que los individuos agruparon de acuerdo a su localidad, observándose que las tres poblaciones costarricenses se separaron de la Colombiana, compartiendo menos del 25% de similaridad. Las poblaciones costarricenses se separaron en dos brazos principales a un 30% de similaridad: el primero incluyó Guanacaste y San Carlos, mientras que el segundo lo constituyó Parrita. El conglomerado de Guanacaste mostró un índice de similaridad del 50% entre individuos mientras que la población de Cali-Colombia fue la más diversa (28%). Finalmente, el análisis de correspondencia confirmó los conglomerados observados en el fenograma y mostró una interacción cercana entre las poblaciones de Parrita y San Carlos. La separación genética observada podría ser el resultado del aislamiento geográfico entre poblaciones pero también podría explicarse por la infección con la rickettsia Wolbachia pipientis. Esta bacteria causa incompatibilidad citoplasmática en sus hospederos, lo cual resulta en una progenie no viable en los cruces entre machos infectados con hembras no infectadas, o cuando ocurren cruces entre insectos infectados con diferentes cepas de Wolbachia. Otro objetivo de esta invsetigación fue determinar por PCR la presencia de Wolbachia en las poblaciones antes mencionadas, utilizando iniciadores específicos para el rADN 16S. Dicho análisis reveló infecciones del 86% en la población de San Carlos, un 96% en Guanacaste, un 37% en Parrita y un 100% en Cali-Colombia. Con el fin de determinar si se presenta incompatibilidad citoplasmática, se llevaron a cabo cruces entre individuos de T. orizicolus de Parrita y Guanacaste. Se observó una reducción significativa en la progenie en los cruces entre machos infectados y hembras no infectadas de una misma población, así como, en los cruces entre individuos infectados pertenecientes a poblaciones diferentes. Estos resultados mostraron incompatibilidad citoplasmática, no sólo causada por la presencia de Wolbachia, sino también por la presencia de diferentes cepas de la bacteria entre poblaciones de T. orizicolus. Universidad de Costa Rica 2004-09-01 info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion Article application/pdf https://revistas.ucr.ac.cr/index.php/rbt/article/view/15416 Revista de Biología Tropical; Vol. 52 No. 3 (2004): Volume 52 - Regular number 3 - September 2004; 795–806 Revista de Biología Tropical; Vol. 52 Núm. 3 (2004): Volumen 52 - Número regular 3 - Setiembre 2004; 795–806 Revista Biología Tropical; Vol. 52 N.º 3 (2004): Volume 52 - Regular number 3 - September 2004; 795–806 2215-2075 0034-7744 10.15517/rbt.v1i2 eng https://revistas.ucr.ac.cr/index.php/rbt/article/view/15416/14781 Copyright (c) 2004 Revista de Biología Tropical http://creativecommons.org/licenses/by/4.0

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