DNA Barcodes Suggest Cryptic Speciation in Dasineura oxycoccana (Diptera: Cecidomyiidae) on Cranberry, Vaccinium macrocarpon, and Blueberry, V. corymbosum

Abstract

Dasineura oxycoccana (Johnson) (Diptera: Cecidomyiidae) from cranberry Vaccinium macrocarpon is similar morphologically to D. oxycoccana from blueberry V. corymbosum, but a recent study revealed that individuals from cranberry do not mate with those from blueberry. To seek genetic differences between D. oxycoccana from cranberry (common name cranberry tipworm) and from blueberry (common name blueberry gall midge), we compared a 559-bp region of the mitochondrial cytochrome oxidase I (COI) gene from 65 individuals. Analysis of the COI sequences based on general time reversible with gamma distribution (GTRþG) distance model revealed 10.7-13.1% divergence between cranberry tipworm and blueberry gall midge, whereas little divergence was observed within cranberry tipworm (0-1.2%) or blueberry gall midge (0-1.3%) sequences. In neighbour-joining analysis, conducted for species identification, blueberry gall midge sequences generated in this study clustered with known D. oxycoccana sequences from National Council of Biotechnology (NCBI), but the cranberry tipworm sequences grouped into a separate cluster. To identify and discriminate cranberry tipworm and blueberry gall midge, we developed diagnostic PCR primers based on COI sequence differences. In a duplex PCR assay, these primers successfully discriminated D. oxycoccana originating from cranberry or blueberry. The concordance between data from our genetic studies and data from mating experiments by Cook et al. (2011) suggests cryptic speciation in D. oxycoccana populations on cranberry and blueberry.

Dasineura oxycoccana (Johnson) (Diptera: Cecidomyiidae), una plaga de los arándanos rojo, Vaccinium macrocarpon, es similar morfológicamente a D. oxycoccana que es una plaga del arándano azul, V. corymbosum, pero un estudio reciente reveló que los individuos del arándano rojo no se acoplan con los del arándano azul. Se comparó una región de 559-pb del gene mitocondrial de citocromo oxidasa I (COI) de 65 individuos para buscar diferencias genéticas entre los de D. oxycoccana del arándano rojo (con el nombre común del gusano de los brotes de arándano rojo) y los del arándano azul (con el nombre común del cecidomido de agallas de arándano azul). El análisis de las secuencias COI sobre la base de tiempo general reversible con el modelo de distancia de distribución gamma (GTRþG) reveló 10.7-13.1% divergencia entre los D. oxycoccana del arándano rojo y los de D. oxycoccana del arándano azul, mientras que se observó poca divergencia en las secuencias entre individuos de D. oxycoccana del arándano rojo (0-1.2%) o entre los de D. oxycoccana del arándano azul (0-1.3%). En el análisis de reunión por vecindad, realizado para la identificación de especies, las secuencias generadas por D. oxycoccana del arándano azul en este estudio se agruparon con secuencias conocidas de D. oxycoccana del Consejo Nacional de Biotecnología (NCBI), pero las secuencias del D. oxycoccana del arándano rojo se agruparon en un grupo aparte. Se desarrollaron PCR primers diagnóstico basados sobre las diferencias en la secuencia de COI para identificar y discriminar los D. oxycoccana del arándano rojo y los D. oxycoccana del arándano azul. En un ensayo de PCR dúplex, estos primers discriminaron éxitosamente los D. oxycoccana procedentes de arándano rojo o de arándano azul. La concordancia entre los datos de nuestros estudios genéticos y los datos de experimentos de apareamiento por Cook et al. (2011) sugiere que hay especiación críptica en las poblaciones de D. oxycoccana sobre arándano rojo y del arándano azul.

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