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Embargo

DNA barcoding for identification and phylogenetic inference of (Diptera; Ceratopogonidae) pollinators of cacao


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Fecha
2023

Directores
Richardson, James Edward
Sánchez Andrade, Adriana
Salazar Clavijo, Camilo Andrés
Yockteng, Roxana

ISSN de la revista
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Editor
Universidad del Rosario

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Resumen
La pérdida de biodiversidad está ocurriendo a gran escala y la necesidad de monitorearla es cada vez más necesaria. El uso de técnicas morfológicas se puede mejorar con el uso de herramientas moleculares para ayudar a resolver los vacíos en el conocimiento de la diversidad y la historia evolutiva de las especies. El objetivo de esta investigación fue evaluar el uso del gen mitocondrial citocromo c oxidasa 1 (COI) como marcador de código de barras de ADN para caracterizar mosquitos como posibles polinizadores en cultivos de cacao colombianos. El estudio se implementó en los departamentos del Meta y Norte de Santander. Los taxones muestreados directamente de las flores se analizaron para evaluar su diversidad y relación filogenética utilizando la máxima verosimilitud (ML) y la inferencia bayesiana (BI). Generamos secuencias de aproximadamente 656 pb para 25 individuos Culicomorpha, 13 del Meta y 12 del Norte de Santander y descargamos 388 secuencias de las familias Ceratopogonidae y Chironomidae de GenBank. El análisis de las secuencias COI revela que nuestras secuencias se ubicaron en tres grupos de linajes de Ceratopogonidae (Forcipomyia, Dasyhelea y Stilobezzia) y cinco linajes no resueltos de Chironomidae. También encontramos que las especies que visitaron las flores de cacao en las plantaciones de Meta y Norte de Santander representaban dos grupos separados, que pueden estar influenciados por los procesos orogénicos de las montañas de los Andes. La reconstrucción filogenética indicó que la mayoría (n=17) de nuestras secuencias se resolvieron en el grupo Forcipomyia. Adicionalmente, ninguna de nuestras secuencias fue idéntica a las secuencias de GenBank, lo que refleja un sesgo de investigación para las regiones templadas del norte y la necesidad de más estudios sobre especies tropicales. Nuestros datos ofrecen nuevas secuencias moleculares de Ceratopogonidae colombianos para el desarrollo de un inventario global de especies polinizadoras de plantas de interés económico, como el cacao. Se sugiere también la necesidad de seguir muestreando taxones tropicales para esclarecer la historia evolutiva de estas familias de moscas.
Abstract
Biodiversity loss is occurring on a large scale and the need to monitor it is becoming more and more necessary. The use of morphological techniques can be enhanced with the use of molecular tools to help resolve diversity and evolutionary history knowledge gaps. The objective of this research was to evaluate the use of the mitochondrial cytochrome c oxidase 1 (COI) gene as a DNA barcode marker to characterize possible pollinators of Colombian cacao crops. The study was implemented in the departments of Meta and Northern Santander, Colombia. Taxa sampled directly from flowers were analyzed to assess their diversity and phylogenetic relationships using Maximum-Likelihood (ML) and Bayesian Inference (BI). We generated sequences of approximately 656 bp for 25 Culicomorpha individuals, 13 from Meta and 12 from Northern Santander and downloaded 388 sequences of the Ceratopogonidae and Chironomidae families from GenBank. Analysis of the COI sequences reveals that our sequences were placed in three Ceratopogonidae lineages (Forcipomyia, Dasyhelea and Stilobezzia) and five unresolved lineages of Chironomidae. We also found that species that visited cacao flowers in Meta and Northern Santander plantations represented two separate guilds, which could have been influenced by the orogenic processes of the Andes Mountains. Phylogenetic reconstruction indicated that most (n=17) of our sequences were resolved in the Forcipomyia group. Additionally, none of our sequences were identical to any GenBank sequences, reflecting an investigative bias towards northern temperate regions and the need for more molecular studies on tropical species. Our data offer new DNA sequences of Colombian Ceratopogonidae for the development of a global inventory of pollinating species of plants of economic interest, such as cacao. The need to continue sampling tropical taxa is also suggested in order to clarify the evolutionary history of these families of flies.
Palabras clave
Códigos de barras de ADN , COI , Cacao , Ceratopogonidae , Filogenias
Keywords
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