Intraspecific variability in the parasitoid wasp Trichogramma chilonis: can we predict the outcome of hybridization?

Abstract

In the framework of biological control, the selection of effective natural enemies determines the final pest control. Thus, the genetic improvement of biocontrol agents could enhance the efficiency of biocontrol programs. Although promising, this approach has rarely been applied in this field. At the intraspecific level, hybridization between divergent populations of biocontrol agents is expected to promote hybrid vigor (heterosis), but it is not clear to what extent. An even more difficult task is the ability to predict the fitness of hybrids from the biological characteristics of their parents. We investigated these general questions by crossing seven populations of the parasitoid wasp Trichogramma chilonis (Hymenoptera: Trichogrammatidae). Our results show different levels of mating compatibilities among populations, including asymmetric or almost complete reproductive isolation. Hybrids' performance (fitness of the F1 generation) ranges from inbreeding depression to heterosis. It was possible, to some extent, to predict hybrid fitness from pairwise genetic and phenotypic distances among parents, in accordance with the ‘dominance’ hypothesis. This may provide general guidelines for the genetic improvement of biological control agents.

Mudanças genéticas e fenotípicas associadas à criação de <i>Trichogramma galloi </i>Zucchi, 1988 (Hymenoptera: Trichogrammatidae) nos hospedeiros natural e alternativo e os efeitos da hibridização intraespecífica no seu <i>fitness</i>

“…A hibridização intraespecífica, por outro lado, também pode ser um método relevante e eficaz para aumentar a aptidão biológica de agentes de controle, uma vez que o cruzamento entre populações divergentes pode levar a heterose (vigor do híbrido) e/ ou ao aumento da variância genética em parâmetros fenotípicos relevantes (BENVENUTO et al, 2012;SZUCS et al, 2012). Contudo, a utilização desta estratégia em programas de controle biológico precisa ser feita com cautela, pois a introdução de alelos exógenos de efeito deletério pode vir a reduzir o fitness da população.…”

“…Impairment of traits that are essential for parasitoid success, such as fecundity and emergence rate, was observed in the population maintained on the alternative host when allowed to parasitize the natural host. PARTRIDGE, 2000;LEWIS;THOMAS, 2001;WOODWORTH et al, 2002;HEATH et al, 2003;SIMÕES et al, 2007;FRANKHAM, 2008 FAUVERGUE et al, 2012). O acasalamento entre parentes e o consequente aumento na produção de homozigotos podem afetar negativamente as criações em laboratório, pois permitem que indivíduos homozigotos para uma característica letal ou indesejável sejam gerados (BARTLETT, 1984).…”

“…A criação de inimigos naturais em laboratório pode também resultar em adaptação às condições de criação devido à seleção de genótipos particulares, podendo levar à perda de características biológicas desejáveis e à redução da capacidade adaptativa às condições naturais (BIGLER, 1994;TAYEH et al, 2012 A seleção natural tende a ser mais eficaz em populações maiores, enquanto que a deriva genética, afeta principalmente populações de tamanho reduzido (ALLENDORF; FAUVERGUE et al, 2012). Em um experimento realizado com populações de D. melanogaster mantidas em diferentes tamanhos efetivos por 50 gerações, as populações de menor tamanho efetivo apresentaram uma redução no fitness devido à depressão por endogamia, enquanto que as populações maiores demonstraram uma rápida adaptação às condições de criação (WOODWORTH et al, 2002).…”

“…O cruzamento entre populações divergentes pode levar a heterose, ou seja, um aumento na aptidão da prole híbrida e/ ou ao aumento da variância genética em parâmetros fenotípicos relevantes (FACON et al, 2011;BENVENUTO et al, 2012;SZUCS et al, 2012 Por outro lado, a hibridização pode causar a perda da combinação de alelos únicos (genótipos) que existem em cada população, os quais, por sua vez, podem ser importantes para adaptações locais (LYNCH;WALSH, 1998;BURKE;ARNOLD, 2001;EDMANDS, 2007). Como consequência, um decréscimo no fitness médio dos híbridos em relação à geração parental não híbrida pode vir a ser observado, caracterizando o fenômeno conhecido por depressão por exogamia (ALLENDORF; EDMANDS, 2007).…”

“…Estudos recentes têm tentado definir indicadores de qualidade dos híbridos através de distâncias genéticas e fenotípicas entre os progenitores (BENVENUTO et al, 2012 …”