Comparación y utilidad de las regiones mitocondriales de los genes 16S y COX1 para los análisis genéticos en garrapatas (Acari: Ixodidae)

Paternina, Luis Enrique; Verbel-Vergara, Daniel; Bejarano, Eduar Elías

Introducción. En las últimas décadas, el análisis de los genes mitocondriales se ha utilizado en los estudios poblacionales y filogenéticos de garrapatas, lo cual ha permitido numerosos avances en la sistemática de estos ácaros. El gen mitocondrial de la subunidad 16S del ARN ribosómico ( 16S ) es uno de los más usados, mientras que el gen mitocondrial de la citocromo oxidasa 1 ( COX1 ) se ha empleado recientemente y se propone como un marcador genético alternativo frente al 16S . Objetivo. Evaluar la utilidad de los genes 16S y COX1 en los estudios genéticos de las garrapatas mediante el análisis de secuencias en tres especies de la región Caribe de Colombia. Resultados. El análisis de secuencias mostró que los dos genes permitieron identificar las tres especies con mucha confiabilidad y con niveles de divergencia genética interespecífica relativamente similares (19 a 22 %), aunque solo el gen COX1 permitió detectar la variabilidad genética intraespecífica (hasta de ˜0,8 %). El análisis de saturación de sustituciones indicó que el gen 16S no se saturó con transiciones, mientras que el COX1 mostró saturación a partir de distancias de ˜17 %. Conclusión. Los resultados indicaron que el gen 16S parece tener mejores características para los análisis filogenéticos interespecíficos dada su alta divergencia genética y baja saturación de transiciones, mientras que el gen COX1 parece ser más útil para estudios de variabilidad genética intraespecífica. Sin embargo, dado que el estudio se hizo a escala local, se requieren más investigaciones en diferentes escalas biogeográficas para establecer su utilidad en circunstancias más amplias y complejas.

Introduction:

In recent decades the analysis of mitochondrial genes has been used for population and phylogenetic studies of ticks allowing many advances in their systematics. Mitochondrial ribosomal 16S ( 16S ) subunit is one of the most frequently used among those genes available for tick analysis, whereas cytochrome oxidase gene 1 ( COX1 ) has recently been used and proposed as an alternative to the traditional 16S gene marker.

Objective:

To evaluate the usefulness of 16S and COX1 in genetic studies of ticks by analyzing sequences of three species commonly found in the Caribbean region of Colombia.

Results:

The analysis of both genes sequences allowed us to identify the three species with high levels of confidence and interspecific genetic divergence (19-22%), although only COX1 allowed us to detect intraspecific genetic variability (up to ˜0.8%). A substitution saturation analysis indicated that the 16S gene was not saturated with transitions while the COX1 gene showed saturation distances starting at ˜17%.

Conclusion:

Our results indicated that the 16S gene seems to have better features for interspecific phylogenetic analyses because of its high level of genetic divergence and low saturation pattern, while the COX1 gene appears to be more useful for intraspecific genetic variability studies. However, as our study was conducted at a local scale, future studies at different biogeographical scales would help to establish its usefulness in wider and more complex scenarios.