Phylogeography of the Lutzomyia gomezi (Diptera: Phlebotominae) on the Panama Isthmus

Abstract

BackgroundLutzomyia gomezi (Nitzulescu, 1931) is one of the main Leishmania (Vianna) panamensis vectors in Panama, and despite its medical significance, there are no population genetic studies regarding this species. In this study, we used the sequences of the mitochondrial gene cytochrome b/start of NADH1 and the nuclear elongation gene α-1 in order to analyze genetic variation and phylogeographic structure of the Lu. gomezi populations.MethodsA total of 86 Lu. gomezi individuals were captured in 38 locations where cutaneous leishmaniasis occurred. DNA was extracted with phenol/chloroform methods and amplification of genes was performed using PCR primers for mitochondrial and nuclear markers.ResultsWe found a total of 37 and 26 haplotypes of mitochondrial and nuclear genes, high haplotype diversity (h) for all three populations were detected with both molecular markers. Nucleotide diversity (π) was estimated to be high for all three populations with the mitochondrial marker, which was opposite to the estimate with the nuclear marker. In the AMOVA Φst recorded moderate (mitochondrial) and small (nuclear) population structure with statistical significance among populations. The analysis of the fixation index (Fst) used to measure the differentiation of populations showed that with the exception of the population located in the region of Bocas del Toro, the other populations presented with minor genetic differentiation. The median-Joining network of the mitochondrial marker reveled three clusters and recorded four haplotypes exclusively of localities sampled from Western Panama, demonstrating strong divergence. We found demographic population expansion with Fu´s Fs neutrality test. In the analysis mismatch distribution was observed as a bimodal curve.ConclusionLu. gomezi is a species with higher genetic pool or variability and mild population structure, due to possible capacity migration and local adaptation to environmental changes or colonization potential. Thus, knowledge of the genetic population and evolutionary history is useful to understand the implications of different population genetic structures for cutaneous leishmaniasis epidemiology.

Molecular systematics applied to Phlebotomine sandflies: Review and perspectives

“…Most commonly, these markers are sequenced alone or coupled to one or two others. The most frequent are genes coding for lovesongs: period (Bauzer et al, 2002a,b;Mazzoni et al, 2002Mazzoni et al, , 2006Mazzoni et al, , 2008Araki et al, 2009;Salomon et al, 2010;Vigoder et al, 2010) and cacophony (Oliveira et al, 2001;Lins et al, 2002;Bottecchia et al, 2004;Mazzoni et al, 2008;Depaquit et al, 2014) Valderrama et al, 2014). Other markers have only been used one time each: copulatory courtship songs: , Reverse transcriptase (Booth et al, 1991), Non-LTR retrotransposons (Booth et al, 1994), para genes: , Ca1D , Rp49 , maxadilan (Yin et al, 2000) and SP15-Saliva protein (Elnaiem et al, 2005).…”

Flebotomíneos (Diptera: Psychodidae) colectados en área rural de San Bernardo del Viento (Córdoba Colombia)

“…Esta especie se caracteriza por alimentarse de roedores y reptiles (9) y por su alta capacidad de explorar nuevos recursos en zonas de fincas. También se recolecta en áreas cercanas a hogares humanos, animales domésticos y relictos de bosques (5,(10)(11)(12). Por ejemplo, las hembras de esta especie fueron recolectadas en Ovejas (Departamento de Sucre, Colombia) y se descubrió que han sido infectadas naturalmente con parásitos Trypanosomatidae, por medio del uso de reacciones en cadena de polimerasa para el ssRNA (pequeña subunidad del RNA ribosomal) (5).…”

“…Por ejemplo, las hembras de esta especie fueron recolectadas en Ovejas (Departamento de Sucre, Colombia) y se descubrió que han sido infectadas naturalmente con parásitos Trypanosomatidae, por medio del uso de reacciones en cadena de polimerasa para el ssRNA (pequeña subunidad del RNA ribosomal) (5). A pesar de su comportamiento zoofílico, los autores recientes resaltan que aquellas especies muestran altas densidades poblacionales en picos de actividad de picadura en el rango de las 6:00 p.m. a las 10:00 p.m., evidenciando así preferencias endofílicas y asociadas a los ambientes rurales y urbanos en las localidades de Córdoba, Sucre y Bolívar (10)(11)(12).…”

“…En tercer lugar, L. gomezi es una especie antropofílica y de comportamiento endofílico en asentamientos humanos, y ha sido considerada como un probable vector de leishmaniasis cutánea en varias regiones de Colombia (2,5,7,(10)(11)(12) Ecuador y Colombia (10). L. gomezi es un vector con grandes capacidades adaptativas (plasticidad ecológica) asociada a ambientes perturbados y baja abundancia en áreas boscosas, sugiriendo que la especie se encuentra adaptada a zonas deforestadas donde se halla una diversidad de recursos alimenticios (10)(11)(12)15).…”

“…L. gomezi es un vector con grandes capacidades adaptativas (plasticidad ecológica) asociada a ambientes perturbados y baja abundancia en áreas boscosas, sugiriendo que la especie se encuentra adaptada a zonas deforestadas donde se halla una diversidad de recursos alimenticios (10)(11)(12)15). …”