Molecular phylogenetic study of culicine mosquitoes using the mitochondrial cytochrome oxidase I gene and the relationships with mosquito-borne flaviviruses

การศึกษาวิวัฒนาการเชิงโมเลกุลของยุงในกลุ่ม Culicine โดยใช้ยีน Cytochrome Oxidase I ใน Mitochondria และความสัมพันธ์กับ Flavivirus ที่นำโดยยุงพาหะ

Name: Tada Juthayothin

LCSH: Culex

LCSH: Cytochrome oxidase

LCSH: Flaviviruses

LCSH: Mitochondrial DNA

LCSH: Mosquitoes

Abstract: Phylogenetic studies of mosquitoes in the Family Culicidae and in the Genus Culex (subfamily Culicinae) were conducted using the mitochondrial cytochrome oxidase subunit I (COI) gene. The COI genes (642 bp) of mosquitoes were directly sequenced and 26 mosquito COI sequences were obtained from the GenBank database. Due to multiple substitution and substitution bias in the sequences, which reduced the phylogenetic signal from ancestors, it was impossible to determine the relationships between mosquitoes based on nucleotide analysis. The relationships were, however, recovered from amino acid analysis in which the neighbor-joining method gave better resolution than the maximum parsimony method. This was because of the low number of informative sites in MP analysis due to little variation in COI amino acids of mosquitoes. Phylogenetic study among mosquitoes in the Family Culicidae showed that members of the Subfamily Toxorhynchitinae cluster within the clade of the Subfamily Culicinae. In the Subfamily Anophelinae clade, Anopheles mosquitoes cluster together with Chagasia bathana as sister species. Subfamily Culicinae was divided into two groups, the Aedes and Culex groups. The Aedes cluster was composed of Aedes and Armigeres mosquitoes whereas the Culex cluster was composed of Culex and Mansonia mosquitoes. The relationships among mosquitoes in the Genus Culex were investigated in three subgenera, Culex, Culiciomyia and Eumelanomyia, and the results showed that members of the Subgenus Eumelanomyia branched off first and were distantly related to the others whereas the Subgenus Culiciomyia grouped in the clade of the Subgenus Culex and was therefore considered to be closely related to Subgenus Culex. The relationships among members in the Subgenus Culex were correlated with those derived from morphological characteristics, in which members of the vishnui subgroup, i.e., Cx. vishnui and Cx. tritaeniorhynchus, grouped together. The two most similar Culex mosquitoes, Cx. gelidus and Cx. whitmorei clustered together. Mosquito-borne flavivirus phylogeny was determined using the envelope protein gene, and the nonstructural protein 3 and 5 genes. There were two distinct groups based on their vectors, Aedes and Culex mosquitoes. Comparison of mosquito phylogeny with flavivirus phylogeny revealed that coevolution between mosquitoes and flaviviruses may have occurred before Aedes and Culex separation. After separation, differences in mosquito behavior may have driven flavivirus evolution

Abstract: การศึกษาวิวัฒนาการเชิงโมเลกุลของยุงในวงศ์ Culicidae และยุงในสกุล Culex (วงศ์ย่อย Culicinae) ได้ กระทำโดยใช้ยีน cytochrome oxidase I (COI)ใน mitochondria โดยได้มีการหาลำดับนิวคลีโอไทด์จำนวน 642 นิว คลีโอไทด์โดยตรงจากยุง 18 ชนิดของยีน COI ร่วมกับลำดับนิวคลีโอไทด์ของยีน COI จากยุง 26 ชนิดซึ่งได้มาจาก ฐานข้อมูล GenBank ผลการวิเคราะห์โดยใช้ลำดับนิวคลีโอไทด์ไม่สามารถบ่งบอกความสัมพันธ์ของยุงทั้งในวงศ์ Culicidae และสกุล Culex อันเนื่องมาจาก multiple substitution และ substitution bias ซึ่งทำให้ข้อมูลเชิง วิวัฒนาการจากบรรพบุรุษลดน้อยลง ส่วนผลการวิเคราะห์ทางกรดอะมิโนสามารถหาความสัมพันธ์ของยุงได้ โดย พบว่าวิธี neighbor-joining (NJ) สามารถหาความสัมพันธ์ได้ดีกว่าวิธี maximum parsimony (MP) เพราะว่าข้อมูลที่ ใช้ในการวิเคราะห์โดยวิธี MP มีจำนวนน้อยเนื่องจากกรดอะมิโนของยีน COI ในยุงมีความแตกต่างกันน้อยมาก การศึกษาสายวิวัฒนาการของยุงในวงศ์ Culicidae พบว่ายุงในวงศ์ย่อย Toxorhynchitinae อยู่ร่วมในสาย วิวัฒนาการของวงศ์ย่อย Culicinae ซึ่งอยู่ในสายวิวัฒนาการของวงศ์ย่อย Anophelinae ยุงชนิด Chagasia bathana มีสายวิวัฒนาการแบบพี่น้องร่วมกับยุงสกุล Anopheles ส่วนยุงในวงศ์ย่อย Culicinae ได้แบ่งการวิวัฒนาการเป็น 2 สายคือ สาย Aedes และสาย Culex ในกลุ่มของยุงสาย Aedes ประกอบด้วยยุงสกุล Aedes อยู่ร่วมกับยุงสกุล Armigeres ส่วนสาย Culex ประกอบด้วยยุงสกุล Culex อยู่ร่วมกับยุงสกุล Mansonia ผลการหาความสัมพันธ์ของยุง ในสกุล Culex พบว่ายุงในสกุลย่อย Eumelanomyia ได้แยกสายวิวัฒนาการออกมาก่อน ส่วนยุงในสกุลย่อย Culiciomyia อยู่ในสายวิวัฒนาการร่วมกับยุงในสกุลย่อย Culex ซึ่งถือว่าเป็นสกุลย่อยที่มีความสัมพันธ์ใกล้เคียงกัน ส่วนผลจากการหาความสัมพันธ์ของยุงในสกุลย่อย Culex พบว่ามีความสัมพันธ์สอดคล้องตามลักษณะทาง สัณฐานของยุงโดย Cx. tritaeniorhynchus อยู่ร่วมกับ Cx. vishnui และ Cx. gelidus อยู่ร่วมกับ Cx. whitmorei สำหรับการศึกษาวิวัฒนาการของ flavivirus ที่นำโดยยุงพาหะโดยใช้ยีน envelope, nonstructural protein 3 และ 5 พบว่าสายวิวัฒนาการได้แยกออกเป็น 2 กลุ่มตามชนิดของพาหะคือยุง Aedes และ ยุง Culex เมื่อนำผลจากการ ศึกษาสายวิวัฒนาการของยุงมาพิจารณาร่วมกับสายวิวัฒนาการของ flavivirus พบว่าอาจจะมีการวิวัฒนาการร่วม กันระหว่างยุงกับ flavivirus ที่นำโดยยุงพาหะซึ่งเกิดขึ้นก่อนการแยกสายวิวัฒนาการของยุงสกุล Aedes และยุงสกุล Culex และความแตกต่างทางพฤติกรรมภายหลังจากการแยกสายวิวัฒนาการของยุงทั้งสองกลุ่มอาจจะเป็นสิ่ง กระตุ้นให้เกิดการวิวัฒนาการของ flavivirus ในภายหลัง

Mahidol University

Address: NAKHON PATHOM

Email: liwww@mahidol.ac.th

Name: Pattamaporn Kittayapong

Role: Thesis Advisors

Created: 2004

Modified: 2553-03-22

Issued: 2010-02-10

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

ISBN: 9740448615

CallNumber: TH T121m 2004

eng

DegreeName: Master of Science

Level: Master's Degree

Descipline: Environmental Biology

Grantor: Mahidol University

©copyrights Mahidol University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	4237529.pdf	2.97 MB	65	2020-06-22 18:50:04

ใช้เวลา

0.423771 วินาที