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Genetic diversity, reproductive biology, and speciation in the entomopathogenic fungus Beauveria bassiana (Balsamo) Vuillemin

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Abstract:

Beauveria bassiana, a mitosporic fungus used for the biological control of many insect species, is recognized as a "species complex" comprising genetically diverse lineages. Being predominantly asexual, mating tests cannot be applied to delimit species in this species complex. Genetic tests offer an indirect means of identifying species among isolates. To this end, molecular genetic analysis of a sample of B. bassiana isolates with 2 subsamples, 1 representing a worldwide collection and another from a localized epizootic population was carried out. DNA markers generated through AFLPs (amplified fragment length polymorphisms) and SSCPs (single-strand conformation poly morphisms) and nucleotide sequence data of different allelic forms of 3 genes (large and small subunits of rRNA and -tubulin) were evaluated. The B. bassiana isolates from the worldwide sample showed 11% overall similarity and no closely clustered groups. Phylogenetic trees generated from the AFLP and SSCP data of this sample resolved the different isolates into distinct phylogenetic lineages. In the epizootic B. bassiana population, prevalence of recombination was evident from random association of alleles in multilocus tests and lack of phylogenetic concordance among 3 gene genealogies. Thus, the worldwide sample of B. bassiana exhibits a predominantly clonal structure, hinting at species divergence leading to cryptic speciation with recombination being customary among isolates sharing a close ecological niche.Key words: AFLP, asexual entomopathogenic fungus, Beauveria bassiana, clonal lineage/clonality, cryptic speciation, epizootic population, maximum parsimony analysis, multilocus analysis, multiple gene genealogies, recombination, SSCP, worldwide sample.

Le Beauveria bassiana, un champignon à mitospores employés pour le contrôle biologique de nombreux insectes, est reconnu comme formant un complexe d'espèces comprenant des lignages différents sur le plan génétique. Ayant une reproduction principalement asexuée, il est impossible d'utiliser des croisements pour délimiter les espèces au sein de ce complexe. Les tests génétiques offrent un moyen indirect pour identifier des espèces au sein d'isolats. Pour y arriver, une analyse génétique moléculaire a été réalisée sur un échantillon d'isolats du B. bassiana comprenant 2 sous-groupes, l'un représentant une collection mondiale et l'autre provenant d'une épizootie locale. Des marqueurs génétiques AFLP (« amplified fragment length polymorphism ») et SSCP (« single strand conformation polymorphism ») ainsi que les séquences nucléotidiques des allèles pour 3 gènes (grande et petite sous-unités de l'ARNr et l'-tubuline) ont été comparés. Les isolats du B. bassiana de la collection mondiale montraient 11 % de similitude et ne formaient pas de groupes très apparentés. Les arbres phylogénétiques générés à partir des données AFLP et SSCP au sein de cet échantillon ont séparé les différents isolats en branches distinctes. Chez les isolats provenant de l'épizootie, l'impor tance de la recombinaison était évidente en raison de l'assortiment aléatoire des allèles dans des tests multilocus et de l'absence de concordance phylogénétique parmi les 3 généalogies géniques. Ainsi, l'échantillon mondial du B. bassinia montre une structure clonal prédominante ce qui suggère une divergence des espèces et une spéciation cryptique alors que la recombinaison serait fréquente parmi des isolats partageant une niche écologique.Mots clés : AFLP, champignon entomopathogène asexué, Beauveria bassiana, lignage clonal, spéciation cryptique, population épizootique, analyse de parcimonie maximale, analyse multilocus, généalogies géniques multiples, recombinaison, SSCP, échantillon mondial.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: May 1, 2006

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