Glossina pallidipes tsetseハエの個体群における時間的遺伝的分化ケニア

背景：Glossina Pallidipesは、ケニアの人間と動物のアフリカのトリパノソミア症（HATおよびAAT）の両方の主要なベクターです。この病気は、ケニア南西部を含むケニアの風土病地域に経済的負担を課します。387 G. Pallidipesが13のマイクロサテライトマーカーで飛ぶため、1960年代から1980年代までの集中的な根絶キャンペーンにさらされた2つの領域の時間遺伝的変異のレベルを評価しました。地域の1つであるNguruman Excarpmentは、人間の活動による生息地の変化の対象となり、もう1つのRuma国立公園はそうではありません。さらに、ngurumanの断崖は、干ばつシーズン中に近隣地域から放牧動物を地域に移動させることによって影響を受けます。2つの領域のそれぞれについて、3つの地理的に閉じたサンプリングサイトからサンプルを収集しました。サンプルは、2003年から2015年の間に収集され、96のツェツェフライ世代に及びました。 結果：対立遺伝子の豊かさは平均3.49および3.63であり、ngurumanの断崖で平均594、ルーマ国立公園では1120であることが確立されました。これは、遺伝的多様性がウガンダとケニアのG. pallidipesの以前の研究で発見されたものと類似していることを示唆しており、1960年代から1980年代の広範な制御努力に続いて遺伝的多様性の減少を検出できなかったことを暗示しています。ただし、クラスタリング分析、ペアワイズFST、および対立遺伝子および遺伝子型頻度の変化のフィッシャーの正確なテストによって示される、2つの領域間の遺伝的変異の時間的パターンの違いが見つかりました。Nguruman Excarpmentでは、調査結果は、異なる年に収集されたサンプル間の区別と、2003年から2009年から2015年の間に2つの場所で局所的な遺伝的ボトルネックの証拠を示しています。Ruma国立公園の地元の遺伝的ボトルネックの証拠はありません。 結論：我々の調査結果は、特に1960年代から1980年代の間に広範な制御措置にもかかわらず、これらの地域でのツェツェは、広範な制御尺度を経験しなかった集団で見られるものと同様の遺伝的多様性のレベルに持続することを示唆しています。また、私たちの発見は、80世代​​以上のスケールで検出されたngurumanの断崖における時間的遺伝的分化も示しており、Ruma国立公園でも同様の時間的分化はありません。2つの領域間のさまざまなレベルの時間分化は、土地管理の違いを含む可能性のある未知の理由により、ヌグルマンの隔離では遺伝的ドリフトが強いことを示しています。これは、土地管理がG. pallidipes人口遺伝学に影響を与え、効果的な種固有の制御測定をモデル化および計画するために必要なパラメーターの推定において、ベクター集団の長期監視の重要性を強化することを示唆しています。

BACKGROUND: Glossina pallidipes is a major vector of both Human and Animal African Trypanosomiasis (HAT and AAT) in Kenya. The disease imposes economic burden on endemic regions in Kenya, including south-western Kenya, which has undergone intense but unsuccessful tsetse fly control measures. We genotyped 387 G. pallidipes flies at 13 microsatellite markers to evaluate levels of temporal genetic variation in two regions that have been subjected to intensive eradication campaigns from the 1960s to the 1980s. One of the regions, Nguruman Escarpment, has been subject to habitat alteration due to human activities, while the other, Ruma National Park, has not. In addition, Nguruman Escarpment is impacted by the movement of grazing animals into the area from neighboring regions during the drought season. We collected our samples from three geographically close sampling sites for each of the two regions. Samples were collected between the years 2003 and 2015, spanning ~96 tsetse fly generations. RESULTS: We established that allelic richness averaged 3.49 and 3.63, and temporal Ne estimates averaged 594 in Nguruman Escarpment and 1120 in Ruma National Park. This suggests that genetic diversity is similar to what was found in previous studies of G. pallidipes in Uganda and Kenya, implying that we could not detect a reduction in genetic diversity following the extensive control efforts during the 1960s to the 1980s. However, we did find differences in temporal patterns of genetic variation between the two regions, indicated by clustering analysis, pairwise FST, and Fisher's exact tests for changes in allele and genotype frequencies. In Nguruman Escarpment, findings indicated differentiation among samples collected in different years, and evidence of local genetic bottlenecks in two locations previous to 2003, and between 2009 and 2015. In contrast, there was no consistent evidence of differentiation among samples collected in different years, and no evidence of local genetic bottlenecks in Ruma National Park. CONCLUSION: Our findings suggest that, despite extensive control measures especially between the 1960s and the 1980s, tsetse flies in these regions persist with levels of genetic diversity similar to that found in populations that did not experience extensive control measures. Our findings also indicate temporal genetic differentiation in Nguruman Escarpment detected at a scale of > 80 generations, and no similar temporal differentiation in Ruma National Park. The different level of temporal differentiation between the two regions indicates that genetic drift is stronger in Nugruman Escarpment, for as-yet unknown reasons, which may include differences in land management. This suggests land management may have an impact on G. pallidipes population genetics, and reinforces the importance of long term monitoring of vector populations in estimates of parameters needed to model and plan effective species-specific control measures.