Detection and Characterisation of Endosymbiont Wolbachia (Rickettsiales: Anaplasmataceae) in Elaeidobius kamerunicus (Coleoptera: Curculionoidea), Pollinating Agent of Oil Palm, and Its Relationships between Populations

Trop Life Sci Res. 2023 Sep;34(3):95-111. doi: 10.21315/tlsr2023.34.3.5. Epub 2023 Sep 30.

Abstract

Elaeidobius kamerunicus is the most efficient pollinator of oil palm. Wolbachia is an endosymbiotic bacteria associated with E. kamerunicus that has a potential to affect the fecundity and fitness of the E. kamerunicus. Despite their importance, no studies have been conducted to investigate its prevalence in E. kamerunicus. The objectives of this study were to detect and characterise Wolbachia in E. kamerunicus and determine the phylogenetic relationship of Wolbachia strains that infect E. kamerunicus by using three genetic markers namely Filamenting temperature-sensitive mutant Z (ftsZ), Chaperonin folding protein (groEL), and Citrate Synthase Coding Gene (gltA). DNA was extracted from 210 individuals of E. kamerunicus and the Wolbachia infections were detected using the wsp marker. The infected samples (n = 25, 11.9%) were then sequenced using ftsZ, gltA and groEL markers for strain characterization. In this study, a combination of four markers was used to construct the phylogeny of Wolbachia. Similar topologies were shown in all trees; Neighbour-Joining (NJ), Maximum Parsimony (MP), and Bayesian Inference (BI), which showed the mixing of individuals that harbor Wolbachia between populations. Interestingly, Wolbachia on E. kamerunicus was claded together with the species Drosophila simulans under supergroup B. This is the first report of Wolbachia infecting E. kamerunicus which is very valuable and significant as one of the parameters to evaluate the quality of the E. kamerunicus population for sustaining its function as a great pollinator for oil palm.

Elaeidobius kamerunicusis merupakan pendebunga kelapa sawit yang paling berkesan. Wolbachia ialah bakteria endosimbiotik yang berhubung kait dengan E. kamerunicus dan berpotensi memberi kesan ke atas fekunditi dan kecergasan E. kamerunicus. Walaupun kepentingannya adalah besar, tiada kajian telah dijalankan untuk meneliti kelazimannya pada E. kamerunicus. Objektif kajian ini adalah untuk mengesan dan mencirikan Wolbachia pada E. kamerunicus, dan menentukan hubungan filogenetik strain Wolbachia yang menjangkiti E. kamerunicus dengan menggunakan tiga penanda genetik iaitu Filamenting temperature-sensitive mutant Z (ftsZ), Chaperonin folding protein (groEL) dan Citrate Synthase Coding Gene (gltA). DNA telah diekstrak daripada 210 individu E. kamerunicus dan jangkitan Wolbachia telah dikesan menggunakan penanda wsp. Sampel yang dijangkiti (n= 25, 11.9%) kemudiannya dijujuk menggunakan ftsZ, gltA dan penanda groEL untuk pencirian strain. Dalam kajian ini, gabungan empat penanda telah digunakan untuk membina filogeni Wolbachia. Topologi yang sama ditunjukkan dalam semua pohon; Neighbour-Joining (NJ), Parsimoni Maksimum (MP) dan Bayesian Inferensi (BI) yang menunjukkan percampuran individu Wolbachia antara populasi. Menariknya, Wolbachia pada E. kamerunicus terletak di klad yang sama dengan spesies Drosophila simulans di bawah superkumpulan B. Ini merupakan laporan pertama Wolbachia yang menjangkiti E. kamerunicus dan merupakan maklumat yang sangat penting sebagai parameter bagi menilai kualiti populasi E. kamerunicus dalam mengekalkan fungsinya sebagai pendebunga yang penting untuk kelapa sawit.

Keywords: Elaeidobius kamerunicus; Malaysia; Wolbachia; endosymbiont; oil palm; pollinator.