Aproximación a la filogenia de Spodoptera (Lepidoptera: Noctuidae) con el uso de un fragmento del gen de la citocromo oxidasa I (COI)
Clara Inés Saldamando & Edna Judith Marquez


Approach to Spodoptera (Lepidoptera: Noctuidae) phylogeny based on the sequence of the cytocrhome oxydase I (COI) mitochondrial gene. The genus Spodoptera includes 30 species of moths considered important pests worldwide, with a great representation in the Western Hemisphere. In general, Noctuidae species have morphological similarities that have caused some difficulties for assertive species identification by conventional methods. The purpose of this work was to generate an approach to the genus phylogeny from several species of the genus Spodoptera and the species Bombyx mori as an out group, with the use of molecular tools. For this, a total of 102 S. frugiperda larvae were obtained at random in corn, cotton, rice, grass and sorghum, during late 2006 and early 2009, from Colombia. We took ADN samples from the larval posterior part and we analyzed a fragment of 451 base pairs of the mitochondrial gene cytochrome oxydase I (COI), to produce a maximum likelihood (ML) tree by using 62 sequences (29 Colombian haplotypes were used). Our results showed a great genetic differentiation (K2 distances) amongst S. frugiperda haplotypes from Colombia and the United States, condition supported by the estimators obtained for haplotype diversity and polymorphism. The obtained ML tree clustered most of the species with bootstrapping values from 73-99% in the interior branches; with low values also observed in some of the branches. In addition, this tree clustered two species of the Eastern hemisphere (S. littoralis and S. litura) and eight species of the Western hemisphere (S. androgea, S. dolichos, S. eridania, S. exigua, S. frugiperda, S. latifascia, S. ornithogalli and S. pulchella). In Colombia, S. frugiperda, S. ornithogalli and S. albula represent a group of species referred as “the Spodoptera complex” of cotton crops, and our work demonstrated that sequencing a fragment of the COI gene, allows researchers to differentiate the first two species, and thus it can be used as an alternative method to taxonomic keys based on morphology. Finally, the ML tree did not cluster S. frugiperda with S. ornithogalli, suggesting that both species do not share the same recent ancestral even though they coexist in cotton. We suggest sequencing other genes (mitochondrial and nuclear) to increase our understanding of this genus evolution.


En este trabajo se secuenció un fragmento de 451pb del gen mitocondrial de la citocromo oxidasa I (COI) en 62 secuencias del género Spodoptera y una secuencia de Bombix mori (grupo externo). Los resultados mostraron gran diferenciación genética (distancia K2) entre los haplotipos de Spodoptera frugiperda de Colombia y Estados Unidos, según los estimadores de diversidad haplotípica, diversidad y polimorfismo nucleotídicos calculados. Un árbol de ML agrupó las especies con valores de bootstrap entre 73-99% en las ramas internas. No obstante algunas ramas presentaron bajos valores de bootstrap. Este árbol formó un grupo constituido por las especies del hemisferio oriental (S. littoralis y S. litura) y también agrupó las especies localizadas en el hemisferio occidental (S. androgea, S. dolichos, S. eridania, S. exigua, S. frugiperda, S. latifascia, S. ornithogalli y S. pulchella). Esto demuestra que el árbol agrupó las especies con base en su origen geográfico. Contrariamente, el árbol no agrupó a S. frugiperda con S. ornithogalli, demostrando que a pesar de que ambas coexisten en el cultivo de algodón, no comparten un ancestro común reciente. En Colombia, estas especies forman parte del “complejo Spodoptera” del algodón, y nuestros resultados demuestran que la secuenciación de este gen permite diferenciarlas sin necesidad del uso de claves taxonómicas de sus estadios larvales. Este trabajo es una aproximación a la filogenia de este género, por lo cual la inclusión de más genes (mitocondriales y nucleares) son necesarios para futuros trabajos.