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Large-scale geography survey provides insights into the colonization history of a major aphid pest on its cultivated apple host in Europe, North America and North Africa

Authors :
Carine Remoue
Lene Sigsgaard
Ludwig Jardillier
A. Agnello
Agnès Rousselet
Elizabeth H. Beers
I. Balti
H. Belcram
H. Tu
J.M. Ricard
R. Andreev
T. Belien
Matthieu Falque
J. Razmjou
Sunil Simon
Tatiana Giraud
L. Tournant
L. Momont
M. Roth
I. A. Zakharov
Amandine Cornille
Laure Benoit
T.M. Ursu
A. Haddioui
Amel Salhi-Hannachi
Myriam Harry
E. Guibert
C. Mottet
Karsten Mody
O. Grandcolas
Stine K. Jacobsen
A. Roman
A. Degrave
H. Zhang
E. Dapena
J. Engelman
Marcos Miñarro
Gwendoline M. David
Jean-Christophe Simon
Georgina Alins
Anthony Venon
Emmanuelle Jousselin
F. Gazel
S.G. Olvera-Vazquez
Pierre Franck
M. Azrine
Y. Khachtib
S. Oram
P. Deschamps
Maxime Galan
A. Alhmedi
Benoit Barrès
Institut de Génétique, Environnement et Protection des Plantes (IGEPP)
Université de Rennes (UR)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-INSTITUT AGRO Agrocampus Ouest
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)
Unité de recherche Plantes et Systèmes de Culture Horticoles (PSH)
Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Université de Rennes 1 (UR1)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-AGROCAMPUS OUEST
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Ecologie Systématique et Evolution (ESE)
AgroParisTech-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Génétique Quantitative et Evolution - Le Moulon (Génétique Végétale) (GQE-Le Moulon)
AgroParisTech-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Centre de Biologie pour la Gestion des Populations (UMR CBGP)
Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Research Centre for Fruit Cultivation (pcfruit npo)
Institut de Recerca i Tecnologia Agroalimentàries (IRTA-Fruit Production)
Université Sultan Moulay Slimane (USMS )
University of Copenhagen = Københavns Universitet (KU)
Agricultural University [Plovdiv]
Unité Expérimentale de Recherches Intégrées en Production Fruitière (UERI)
Ctifl - Centre de Balandran (Ctifl - Centre de Balandran)
Centre Technique Interprofessionnel des Fruits et Légumes (CTIFL)
Fédération Régionale de Défense contre les Organismes Nuisibles du Nord Pas de Calais (FREDON Nord Pas de Calais)
Unité d'arboriculture (BORDX ARBORI UE)
Hochschule Geisenheim University
Institute of Biological Research Cluj
Vavilov Institute of General Genetics
Russian Academy of Sciences [Moscow] (RAS)
Evolution, génomes, comportement et écologie (EGCE)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Génétique et Amélioration des Fruits et Légumes (GAFL)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-AGROCAMPUS OUEST
People's Trust for Endangered Species (PTES)
Cornell University
Tree Fruit Research and Extension Center
Washington State University (WSU)
Virginia Tech (VT)
Université de Tunis El Manar (UTM)
Zhengzhou Fruit Research Institute
CAractérisation et Suivi des Phénomènes d'Evolution de Résistance aux pesticides (CASPER)
Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail (ANSES)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Institut de Recherche en Horticulture et Semences (IRHS)
Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-AGROCAMPUS OUEST
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université d'Angers (UA)
University of Mohaghegh Ardabili
Servicio Regional de Investigacion y Desarrollo Agroalimentario (SERIDA)
Source :
Peer Community Journal, Peer Community Journal, 2021, 1, pp.e34. ⟨10.24072/pcjournal.26⟩
Publication Year :
2020
Publisher :
Cold Spring Harbor Laboratory, 2020.

Abstract

With frequent host shifts involving the colonization of new hosts across large geographical ranges, crop pests are good models for examining the mechanisms of rapid colonization. The microbial partners of pest insects may also be involved in or affected by colonization processes, which has been little studied so far. We investigated the demographic history of the rosy apple aphid, Dysaphis plantaginea, a major pest of the cultivated apple (Malus domestica) in Europe, North Africa and North America, as well as the diversity of its microbiota. We genotyped a comprehensive sample of 714 colonies from Europe, Morocco and the US using mitochondrial (CytB and CO1), bacterial (16s rRNA and TrnpB), and 30 microsatellite markers. We detected five populations spread across the US, Morocco, Western and Eastern Europe and Spain. Populations showed weak genetic differentiation and high genetic diversity, except the ones from Morocco and North America that are likely the result of recent colonization events. Coalescent-based inferences revealed high levels of gene flow among populations during the colonization but did not allow determining the sequence of colonization of Europe, North America and Morroco by D. plantaginea, likely because of the weak genetic differentiation and the occurrence of gene flow among populations. We found that D. plantaginea rarely hosts other endosymbiotic bacteria than its obligate nutritional symbiont Buchnera aphidicola. This suggests that secondary endosymbionts did not play an important role in the rapid spread of the rosy apple aphid. These findings have fundamental importance for understanding pest colonization processes and implications for sustainable pest control programs.

Details

ISSN :
28043871
Database :
OpenAIRE
Journal :
Peer Community Journal, Peer Community Journal, 2021, 1, pp.e34. ⟨10.24072/pcjournal.26⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....89cce53387fc1751b64f4923f123cb6e
Full Text :
https://doi.org/10.1101/2020.12.11.421644