Identification and Phylogenetic Analysis of Dacini Fruit Flies in Thailand by COX1 Gene | การจำแนกชนิดและการวิเคราะห์ความสัมพันธ์เชิงวิวัฒนาการของแมลงวันผลไม้เผ่า Dacini ในประเทศไทย โดยยีน COX1

English. The fruit fly tribe Dacini is not only one of the most species-rich clades within the dipteran family Tephritidae, it is also one of most serious groups of horticultural pests and thus of particular biosecurity/quarantine concern. All Dacini members are notoriously difficult to identify by morphological characters. Molecular approaches, such as DNA ‘barcoding’ of the cytochrome c oxidase (COX1) gene, are commonly proposed to overcome this issue.  Fresh materials of Dacini were collected from all regions of Thailand. Sequences were analyzed using a ‘barcode’ approach. Species were identified using standard nucleotide BLAST from GenBank database. Twenty species of Dacini were confirmed and their sequences were deposited in the GenBank database: Dacus (1 species): Dacus longicornis Wiedemann; Bactrocera (10 species): Bactrocera albistrigata de Meijere, B. carambolae Drew & Hancock, B. correcta (Bezzi), B. dorsalis Hendel, B.  latifrons (Hendel), B. limbifera (Bezzi), B. nigrotibialis (Perkins), B. tuberculata (Bezzi), B. umbrosa (Fabricius), B. zonata (Saunders); and Zeugodaucs (9 species): Zeugodacus apicalis (de Meijere), Z. caudatus (Fabricius), Z. cilifer (Hendel), Z. cucurbitae (Coquillett), Z. diversa (Coquillett), Z. hochii (Zia), Z. incisus (Walker), Z. isolatus (Hardy), Z. platamus (Hardy) and Z. tau (Walker). A molecular phylogeny of these 20 species of Dacini was generated using COX1 gene. Maximum Likelihood and Bayesian analysis were used to investigate patterns of clustering of sequences with those of other pest species of fruit flies. Analyses of sequences gave consistent results. COX1 gene was proved to be effective in resolving Zeugodacus and Dacus from Bactrocera fruit fly species. The phylogeny showed that Zeugodacus clade is more closely related to Dacus rather than Bactrocera. This result supported raising Zeugodacus to the genus level. This study provided basic information on the number of species of fruit flies of the tribe Dacini present in Thailand. COX1 sequences were demonstrated as an effective tool in identifying Thai Dacini even from partial barcodes. Thus, we recommended that diagnostic and quarantine laboratories used the COX1 gene for the accurate identification of Dacini species.

Thai. แมลงวันผลไม้เผ่า (tribe) Dacini เป็นเผ่าที่มีจำนวนชนิดมากที่สุดของแมลงวันผลไม้ในวงศ์ Tephritidae ก่อให้เกิดความเสียหายต่อผลผลิตทางการเกษตรอย่างสูงส่งผลต่อความกังวลใจด้านกักกันพืช และความปลอดภัยทางชีวภาพ แมลงวันผลไม้เผ่า Dacini มีรูปร่างลักษณะภายนอกที่ใกล้เคียงกันมากยากต่อการจำแนกชนิด การใช้เทคนิคชีวโมเลกุล โดยการใช้ดีเอ็นเอบาร์โคด (DNA barcode) จากยีน cytochrome c oxidase (COX1) นั้น สามารถช่วยแก้ปัญหาเหล่านี้ได้ เก็บตัวอย่างแมลงวันผลไม้จากทุกภูมิภาคของประเทศไทย สกัดและเพิ่มปริมาณดีเอ็นเอบริเวณยีนตำแหน่ง COX1 และวิเคราะห์ลำดับนิวคลีโอไทด์เปรียบเทียบกับฐานข้อมูล GenBank (standard nucleotide BLAST) พบว่า สามารถยืนยันชนิดและบันทึกในฐานข้อมูล GenBank  ได้ 20 ชนิด ได้แก่ แมลงวันผลไม้สกุล Dacus (1 ชนิด): Dacus longicornis Wiedemann; แมลงวันผลไม้สกุล Bactrocera (10 ชนิด): Bactrocera albistrigata de Meijere, B. carambolae Drew & Hancock, B. correcta (Bezzi), B. dorsalis Hendel, B.  latifrons (Hendel), B. limbifera (Bezzi), B. nigrotibialis, (Perkins), B. tuberculata (Bezzi), B. umbrosa (Fabricius), B. zonata (Saunders); และแมลงวันผลไม้สกุล Zeugodaucs (9 ชนิด): Zeugodacus apicalis (de Meijere), Z. caudatus (Fabricius), Z. cilifer (Hendel), Z. cucurbitae (Coquillett), Z. diversa (Coquillett), Z. hochii (Zia), Z. incisus (Walker), Z. isolatus (Hardy), Z. platamus (Hardy) และ Z. tau (Walker) การศึกษาความสัมพันธ์ทางวิวัฒนาการจากลำดับนิวคลีโอไทด์ของตำแหน่งยีน COX1 จากแมลงวันผลไม้เผ่า Dacini  จำนวน 20 ชนิด มาวิเคราะห์ด้วย maximum likelihood และ Bayesian analysis พบว่า แผนภูมิความสัมพันธ์ทางวิวัฒนาการจากทั้งสองวิธีการมีผลที่สอดคล้องกัน  ยีน COX1 แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพในการแก้ปัญหาของ Zeugodacus และ Dacus จาก Bactrocera โดยความสัมพันธ์ทางวิวัฒนาการแสดงให้เห็นว่า Zeugodacus นั้นมีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับ Dacus มากกว่า Bactrocera ซึ่งผลที่ได้นี้สามารถใช้สนับสนุนในการยกระดับของแมลงวันผลไม้ในสกุล Zeugodacus การศึกษานี้ให้ข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับจำนวนชนิดของแมลงวันผลไม้เผ่า Dacini ในประเทศไทย และลำดับนิวคลีโอไทด์ของยีน COX1 ได้รับการพิสูจน์ว่ามีประสิทธิภาพในการระบุชนิดของแมลงวันผลไม้เผ่า Dacini แม้ใช้จากบาร์โคดบางส่วน ดังนั้นสามารถนำยีน COX1 ไปใช้ในห้องปฏิบัติการวินิจฉัยศัตรูพืชและงานด้านกักกันศัตรูพืชเพื่อระบุชนิดของแมลงวันผลไม้เผ่า Dacini ได้อย่างถูกต้อง