Ecological geneticsEcological geneticsЭкологическая генетика1811-09322411-9202Eco-Vector242510.17816/ecogen12352-59ArticlesСтатьиResearch ArticleMolecular genetic study of geographic forms of ladybird beetles Adalia bipunctata and A. frigidaМолекулярно-генетическое изучение географических форм жуков Adalia bipunctata и A. frigidaZakharovIlya ArtemyevichЗахаровИлья Артемьевич

Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences. Laboratory of insects genetics

Советник РАН, член-корр. РАН. Лаборатория генетики насекомых

iaz@mail.ruShaikevichYelena VladimirovnaШайкевичЕлена Владимировна

Senior researcher, PhD. Laboratory of insects genetics

к. б. н., с. н. c. Лаборатория генетики насекомых

elenashaikevich@mail.ruVavilov Institute of General Genetics RASИнститут общей генетики им. Н. И. Вавилова РАН15092014123VOL 12, NO3 (2014)ТОМ 12, №3 (2014)525930032016Copyright ©; 2014, Zakharov I.A., Shaikevich Y.V.Copyright ©; 2014, Захаров И.А., Шайкевич Е.В.2014Zakharov I.A., Shaikevich Y.V.Захаров И.А., Шайкевич Е.В.http://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://journals.eco-vector.com/ecolgenet/article/view/2425

Background: European ladybird Adalia bipunctata has forms with red and black color of the elytra. On the red elytra usually there are two round black spots, on the black - 2-4-6 red spots. A. b. turanica, A. b. revelierei, A. b. fasciatopunctata and A. frigida differ from the European A. b. bipunctata form by many spots on red or pink elytra. The taxonomic status of these forms is unclear. Materials and methods: We studied DNA diversity of the COI gene of mtDNA with C1-j-1951 и C1-N-2618 primers (Schulenburg et al., 2002) and ITS2 sequences of rRNA with 5,8S and 28S primers (Proft et al., 1999). The analysis of nucleotide polymorphism from aligned DNA sequences of both COI and ITS2 data was done using the MEGA4 software (Tamura et. al. 2007). Results: 20 variable mtDNA haplotypes in the COI gene were found among A. b. bipunctata, A. b. fasciatopunctata, A. b. revelierei and A. b. turanica, but none of them was unique to any form. All studied specimens of A. b. bipunctata, A. b. fasciatopunctata, A. b. revelierei and A. b. turanica, regardless of mitochondrial haplotype, had almost identical sequences of ITS2. Divergence recorded between species A. bipunctata and A. frigida is 1.8% in ITS2 and 4.3 % in COI. Conclusion: A. b. revelierei, A. b. turanica and A. b. fasciatopunctata are geographical variety (or subspecies) of A. bipunctata. Based on the differences in the DNA structure, we suggest that Adalia bipunctata and Adalia frigida are close but distinct indepentent species.

Проведен анализ ДНК A. b. turanica, A. b. revelierei и A. b. fasciatopunctata, отличающихся от европейской формы A. b. bipunctata многими пятнами на красных или розовых надкрыльях и распространенных в краевых областях ареала: были обнаружены 20 вариабельных мт-гаплотипов по гену COI, но ни один из них не был уникальным для какой-либо из форм; все изученные особи, вне зависимости от митохондриального гаплотипа, обладали практически идентичными последовательностями ITS2. Формы A. bipunctata, которые входят в состав полиморфных популяций A. b. revelierei, A. b. turanica, A. b. fasciatopunctata, являются географическими разновидностями A. bipunctata. Различия в структуре ДНК позволяют считать Adalia bipunctata и Adalia frigida близкими, но самостоятельными видами.

Adaliapolymorphism of populationsmitochondrial DNAnuclear DNAadaptationAdalia, полиморфизм популяциймтДНКядерная ДНКадаптацияБутько Е. В. (2005) Экология и внутривидовая изменчивость кокцинеллид (Coleoptera, Coccinellidae) в Восточном Забайкалье. Автореферат диссертации канд. биол. наук. Улан-Удэ. 185 с.Захаров И. А. (1996) Изучение наследования рисунка на надкрыльях у Adalia bipunctata. Генетика. Т. 32(4): С. 579-583.Захаров И. А., Шайкевич Е. В. (2011) Полиморфизм мтДНК в Петербургской популяции Adalia bipunctata и его связь с зараженностью симбиотической бактерией Spiroplasma. Экологическая генетика. Т. IX(1): C. 27-31.Лус Я. Я. (1928) О наследовании окраски и рисунка у божьих коровок Adalia bipunсtata L. и Adalia decempunctata L. Изв. Бюро ген. Т. 6: С. 89-163.Лусис Я. Я. (1973) Таксономические отношения и географическое распространение форм жуков рода Adalia Mulsant. Уч. зап. Латв. гос. ун-та. Т. 184(1): C. 5-128.Лусис Я. Я. (1976) О систематическом положении Adalia frigida Schneider (Coleoptera, Coccinellidae). Генетико-селекционные исследования в Латв. ССР. тез. докл. конф. Рига: Зинатие. С. 3-6.Паленко М. В., Муха Д. В., Захаров И. А. (2004) Изменчивость митохондриального гена цитохромоксидазы I внутри вида Adalia bipunctata и между видами жуков семейства божьи коровки (Coleoptera, Coccinellidae). Генетика. Т. 40(2): С. 205-209.Шайкевич Е. В., Ившина Е. В., Захаров И. А. (2012) Полиморфизм митохондриальной ДНК и распространение цитоплазматических симбионтов в популяциях двуточечной божьей коровки Adalia bipunctata. Генетика. T. 48(5): C. 666-671.Haag-Liautard C, Coffey N, Houle D, Lynch M, Charlesworth B, et al. (2008) Direct estimation of the mitochondrial DNA mutation rate in Drosophila melanogaster. PLoS Biol. V. 6 (8): e204. doi:10.1371/journal.pbio.0060204.Jiggins F. M. (2003) Male-killing Wolbachia and mitochondrial DNA: selective sweeps, hybrid introgression and parasite population dynamics. Genetics. V. 164: P. 5-12.Porter C. H., Collins F. H. (1991) Species-diagnostic differences in a ribosomal DNA internal transcribed spacer from the sibling species Anopheles freeborni and Anopheles hermsi (Diptera: Culicidae). Am. J. Trop. Med. Hyg. V. 45: P. 271-279.Schulenburg J. H., Hurst G. D., Tetzlaff D. et al. (2002) History of infection with different male-killing bacteria in the two-spot ladybird beetle Adalia bipunctata revealed through mitochondrial DNA sequence analysis. Genetics. V. 160: P. 1075-1086.Tamura K., Dudley J., Nei M., Kumar S. (2007) MEGA4: Molecular Evolutionary Genetics Analysis (MEGA) software version 4.0. Molecular Biology and Evolution. V. 24: P. 1596-1599.Zakharov I., Shaikevich E. (2013) Comparative study of mtDNA in species of the genus Adalia (Coleoptera: Cocinellidae) and the origin of ancient mitochondrial haplotypes in gene pool of Adalia bipunctata. European Journal Entomology. V. 110(3): Р. 427-433.