Using Genetic Markers and Population Assignment Techniques to Infer Origin of Boll Weevils (Coleoptera: Curculionidae) Unexpectedly Captured Near an Eradication Zone in Mexico

Abstract

Several boll weevils, Anthonomus grandis Boheman, were captured in pheromone traps in 2004 near Tlahualilo, Durango, Mexico, an area where none had been reported for ≈10 yr. It is possible that they were from an endemic population normally too low in numbers to be detected but that increased in response to more favorable rainfall conditions in 2004. Alternatively, they may represent an influx of migrants or the immediate descendents of migrants. To identify the most likely origin of the boll weevils captured in this area, we characterized microsatellite variation of the Tlahualilo weevils and compared it with the variation from three other populations in northern Mexico and from one in southern Texas. Measures of gene flow and individual assignment tests suggest that the boll weevils captured near Tlahualilo were primarily from an endemic low-level population, but that this area also is receiving immigrants from a cotton growing region ≈200 km to the north, near Rosales, Chihuahua, which is currently under a boll weevil eradication program. Similarly, Rosales is receiving immigrants from Tlahualilo. This study shows that microsatellite markers and population assignment techniques will be practical tools for determining the most likely origins of boll weevils reintroduced to eradication zones in the United States and Mexico. Population assignment strategies based on genetic markers hold promise for replacing conventional, but spatially constrained, mark-recapture studies of insect dispersal. This relatively new and powerful analytical approach is widely used in conservation genetics and fisheries studies, but has been underused by entomologists. RESUMEN Varios picudos, Anthonomus grandis Boheman, fueron capturados en trampas con feromona en el 2004, cerca de Tlahualilo, Durango, México, área donde el picudo no había sido capturado en alrededor de 10 años. Es posible que los picudos procedían de una población endémica normalmente demasiado baja en número para ser detectada, pero que se incrementó en respuesta a condiciones de lluvia más favorables en el 2004. Alternativamente, estos picudos pueden representar un influjo de inmigrantes o sus inmediatos descendientes. Para identificar el más posible origen de los ejemplares de picudo capturados en esta área, nosotros caracterizamos la variación de microsatélites en picudos muestreados en otras tres poblaciones del norte de México y una de la parte sur de Texas. Se emplearon medidas indirectas de flujo genético y pruebas de asignación individual (individual assignment tests) para evaluar el movimiento interpoblacional. Los análisis sugieren que los picudos capturados cerca de Tlahualilo fueron primariamente de una población endémica de baja densidad, pero que esta área también esta recibiendo inmigrantes de una región algodonera ≈200 Km al norte, en el área de Rosales, Chihuahua, la cual se encuentra bajo un programa de erradicación del picudo. Igualmente, Rosales esta recibiendo inmigrantes de Tlahualilo. Este estudio demuestra que el uso de microsatélites y las técnicas de asignación poblacional serían una herramienta practica para determinar el origen más probable de picudos reintroducidos a zonas libres de picudo en E. U. y México. Las estrategias de asignación poblacional, basadas en marcadores genéticos resultan prometedoras para reemplazar a los estudios convencionales de marcado-recaptura en la dispersión de insectos, los cuales son espacialmente restringidos. Este relativamente nuevo y poderoso medio es ampliamente usado en los estudios de conservación de germoplasma y piscicultura, pero ha sido subutilizado por entomólogos.