Molecular Analysis of Medically and Veterinary Important Muscid Flies (Diptera: Muscidae) in Thailand

Abstract

บทคัดย่อ

ผู้วิจัยรายงานการใช้บริเวณ internal transcribed spacer (ITS2) ของ ribosomal DNA ในการจำแนกสายพันธุ์ของแมลงวันที่มีความสำคัญทางการแพทย์และสัตวแพทย์ในวงศ์ Muscidae ในประเทศไทย พบว่าแมลงวัน 27 ตัวอย่างที่เก็บจากพื้นที่ต่างๆ ในประเทศไทยถูกจำแนกด้วยลักษณะทางสัณฐานวิทยาจำแนกเป็น 6 สปีชีส์ ใน 3 วงศ์ย่อย ประกอบด้วยวงศ์ Azeliinae (Hydrotaea spinigera),Muscinae (Musca domestica, M. sorbens) และ Stomoxyinae (Stomoxys calcitrans, S. indicus และ S. sitiens) ผลิตภัณฑ์พีซีอาร์ของ ITS2 มีขนาดตั้งแต่ 312-377 bp และมี A+T content เท่ากับร้อยละ 76.6 ผลการเปรียบเทียบลำดับนิวคลีโอไทด์ของ ITS2 ในการทดลองนี้กับฐานข้อมูลพบว่าตรงกับฐานข้อมูลร้อยละ 93-100 โดยที่แมลงวัน 21 ตัวอย่างมีผลการเปรียบเทียบตรงกับการจำแนกด้วยสัณฐานวิทยา ในขณะที่อีก 6 ตัวอย่างไม่มีข้อมูลลำดับนิวคลีโอไทด์ในฐานข้อมูล การวิเคราะห์ค่าความผันแปรภายในและระหว่างสปีชีส์พบว่าค่าความผันแปรภายในสปีชีส์สูงสุดพบในแมลงวัน M. domestica เท่ากับร้อยละ 6.9 ในขณะที่ค่าความผันแปรระหว่างสปีชีส์ต่ำสุดพบในคู่ของแมลงวัน S. sitiens กับ S. indicus เท่ากับร้อยละ 11.9 ทั้งนี้พบว่าไม่มีค่าความผันแปรภายในสปีชีส์มากกว่าค่าความผันแปรระหว่างสปีชีส์ของทุกสปีชีส์ในการทดลองนี้ แผนภูมิต้นไม้พันธุกรรมแบบ NJ method สามารถแบ่งวงศ์ย่อยของแมลงวันให้มีลักษณะเป็น monophyleticclade ได้ ผล PCR-RFLP โดยใช้เอ็นไซม์ XapI สามารถบอกความแตกต่างระหว่างแมลงวัน Stomoxys ทั้ง 3 สปีชีส์ได้ ข้อมูลที่ได้จากการทดลองนี้จะเป็นประโยชน์สำหรับนักกีฏวิทยาทางการแพทย์และทางสัตวแพทย์ในการจำแนกสายพันธุ์แมลงวันที่มีความสำคัญทางการแพทย์และสัตวแพทย์ รวมถึงใช้ในการศึกษาความชุกของแต่ละสายพันธุ์ซึ่งจะเป็นข้อมูลสำคัญในการใช้ควบคุมแมลงวันแบบบูรณาการต่อไป

คำสำคัญ : ITS2, การจำแนกสายพันธุ์ด้วยอณูชีววิทยา, แมลงวัน Muscidae, PCR-RFLP, ประเทศไทย

Abstract

We demonstrated the using of the internal transcribed spacer (ITS2) of ribosomal DNA as a tool foridentification of medically and veterinary important Muscidae flies in Thailand. A total of 27 fly samples werecollected from various regions of Thailand. Six fly species in three subfamilies including Azeliinae (Hydrotaeaspinigera), Muscinae (Musca domestica, M. sorbens) and Stomoxyinae (Stomoxys calcitrans, S. indicus and S. sitiens) wereidentified base on morphological taxonomy. PCR amplicons of the ITS2 gene of these flies varied between 312-377 bpwith A+T content of 76.6%. ITS2 sequences of the flies in this study were 93-100% identity to sequences in databaseand 21 samples were compatible with morphological identification, while sequences of 6 samples did not match anysequences in the database. The intra- and inter-specific divergence analysis results showed that the maximum ofintra-specific (within species) variation (6.9%) was found in M. domestica while the minimum inter-specific (betweenspecies) variation (11.9%) was found in the sister grouped couple of S. sitiens and S. indicus. No overlapping betweenintra- and inter-specific divergences was found in all species of this study. The bootstrapped NJ tree constructedshowed ability to classify each subfamily in to monophyletic clades. PCR-RFLP using XapI restriction enzymedigestion was able to differentiate between the three Stomoxys species. Data obtained from this study would bevaluable for both medical and veterinary entomologists for more accurate identification of important fly species.Therefore, it could be used for population dynamics studies and enrolled in integrated pest management controlprogram.

Keywords : ITS2, molecular identification, Muscidae fly, PCR-RFLP, Thailand