Phylogenetic relationships in three species of canine Demodex mite based on partial sequences of mitochondrial 16S rDNA

Authors


  • Sources of Funding: Ivan Ravera received an ESVD-ECVD PhD grant.

  • Conflict of Interest: No conflicts of interest have been declared.

Lluís Ferrer, Department of Clinical Sciences, Cummings School of Veterinary Medicine, Tufts University, 200 Westboro Road, North Grafton, MA 01536, USA. E-mail: lluis.ferrer@tufts.edu

Abstract

Background –  The historical classification of Demodex mites has been based on their hosts and morphological features. Genome sequencing has proved to be a very effective taxonomic tool in phylogenetic studies and has been applied in the classification of Demodex. Mitochondrial 16S rDNA has been demonstrated to be an especially useful marker to establish phylogenetic relationships.

Hypothesis/Objectives –  To amplify and sequence a segment of the mitochondrial 16S rDNA from Demodex canis and Demodex injai, as well as from the short-bodied mite called, unofficially, D. cornei and to determine their genetic proximity.

Methods –  Demodex mites were examined microscopically and classified as Demodex folliculorum (one sample), D. canis (four samples), D. injai (two samples) or the short-bodied species D. cornei (three samples). DNA was extracted, and a 338 bp fragment of the 16S rDNA was amplified and sequenced.

Results –  The sequences of the four D. canis mites were identical and shared 99.6 and 97.3% identity with two D. canis sequences available at GenBank. The sequences of the D. cornei isolates were identical and showed 97.8, 98.2 and 99.6% identity with the D. canis isolates. The sequences of the two D. injai isolates were also identical and showed 76.6% identity with the D. canis sequence.

Conclusion –  Demodex canis and D. injai are two different species, with a genetic distance of 23.3%. It would seem that the short-bodied Demodex mite D. cornei is a morphological variant of D. canis.

Résumé

Contexte –  La classification historique des acariens Demodex repose sur leurs hôtes et leurs caractéristiques morphologiques. Le séquençage du génome s’avère être un outil très efficace dans les études phylogénétiques et a été utilisé dans la classification des Demodex. Il a été démontré que l’ADNr 16S mitochondrial était un marqueur particulièrement utile pour établir des relations phylogénétiques.

Hypothèses/Objectifs –  Amplifier et séquencer un segment d’ADNr 16S mitochondrial de Demodex canis et Demodex injai, ainsi que l’acarien à corps court appelé officieusement Demodex cornei, et déterminer leur proximité génétique.

Méthodes –  Les acariens Demodex ont été examinés au microscope et classifiés en tant que Demodex folliculorum (un échantillon), D. canis (quatre échantillons), D. injai (deux échantillons) ou D. cornei (trois échantillons). L’ADN a été extrait et un fragment de 338 pb de l’ADNr 16S a été amplifié et séquencé.

Résultats –  Les séquences des quatre acariens D. canisétaient identiques et présentaient 99.6 et 97.3% de similitudes avec deux séquences de D. canis disponibles à GenBank. Les séquences des échantillons de D. corneiétaient identiques et montraient une similitude de 97.8, 98.2 et 99.6% avec les échantillons de D. canis. Les séquences de deux isolats de D. injaiétaient également identiques et montraient une correspondance de 76.6% avec la séquence de D. canis.

Conclusion –  Demodex canis et D. injai sont deux espèces différentes, avec une distance génétique de 23.3%. Il semblerait que le Demodexà corps court, appelé officieusement D. cornei, soit un variant morphologique de D. canis.

Resumen

Introducción –  la clasificación histórica de los ácaros Demodex se ha basado en los hospedadores y en sus características morfológicas. La secuenciación del genoma ha demostrado ser una herramienta taxonómica muy efectiva en estudios filogenéticos y se ha aplicado en la clasificación de Demodex. El gen mitocondrial 16S rDNA se ha caracterizado como un marcador especialmente útil para establecer relaciones filogenéticas.

Hipótesis/objetivos –  amplificar y secuenciar un segmento del gen mitocondrial 16S rDNA de Demodex canis y Demodex injai, así como del ácaro de cuerpo corto llamado de forma no oficial Demodex cornei, y determinar su proximidad genética.

Métodos –  ácaros Demodex se examinaron microscópicamente y se clasificaron como Demodex folliculorum (una muestra), D. canis (cuatro muestras), D. injai (dos muestras) o el ácaro de cuerpo corto denominado de forma no oficial D. cornei (tres muestras). Se extrajo el DNA y se amplificó y secuenció un fragmento de 338 pares de bases del gen mitocondrial 16S rDNA.

Resultados –  las secuencias del los cuatro ácaros D. canis fueron idénticas y presentaron un 99,6 y 97,3% de identidad con dos de las secuencias disponibles en GenBank. Las secuencias del los aislados de D. cornei fueron idénticas y mostraron 97,8; 98,2 y 99,6% de identidad con los aislados de D. canis. Las secuencias de los dos aislados de D. injai también fueron idénticas y mostraron 76,6% de identidad con la secuencia de D. canis.

Conclusión –  D. canis and D. injai son dos especies distintas con una distancia genética del 23,3%. Parece que el ácaro Demodex de cuerpo corto denominado D. cornei de forma no oficial es una variante morfológica de D. canis.

Zusammenfassung

Hintergrund –  Die historische Systematik der Demodexmilben basierte bisher auf den jeweiligen Wirten und den morphologischen Charakteristika der Milben. Die Genomsequenzierung hat sich als sehr effektives taxonomisches Mittel bei phylogenetischen Studien erwiesen und fand bei der Klassifizierung der Demodexmilben ihre Anwendung. Es konnte mitochondrale 16S rDNA als besonders sinnvoller Marker zur Erstellung phylogenetischer Verwandtschaften demonstriert werden.

Hypothese/Ziele –  Amplifizierung und Sequenzierung eines Segments der mitochondralen 16S rDNA von Demodex canis und Demodex injai, sowie von der Milbe mit kurzem Rumpf, die inoffiziell als Demodex cornei bezeichnet wurde, und Bestimmung ihrer genetischen Nähe.

Methoden –  Die Demodexmilben wurden mikroskopisch untersucht und als Demodex folliculorum (eine Probe), D. canis (vier Proben), D. injai (zwei Proben) oder als die Spezies mit kurzem Rumpf, inoffiziell als D. cornei bezeichnet (drei Proben), eingeteilt. Es wurde DNA extrahiert und ein Fragment mit 338 bp der 16S rDNA amplifiziert und sequenziert.

Ergebnisse –  Die Sequenzen der vier D. canis Milben waren identisch und zeigten eine 99,6 und 97,3%ige Identität mit den zwei verfügbaren D. canis Sequenzen aus der GenBank. Die Sequenzen der D. cornei Isolate waren identisch und zeigten eine 97,8, 98,2 und 99,6%ige Identität mit den D. canis Isolaten. Die Sequenzen der beiden D. injai Isolate waren ebenfalls identisch und zeigten eine 76,6%ige Identität mit der D. canis Sequenz.

Schlussfolgerung –  Demodex canis und D. injai sind zwei verschiedene Spezies mit einer genetischen Distanz von 23,3%. Es scheint, dass die Demodexmilbe mit kurzem Rumpf, die inoffiziell als D. cornei bezeichnet wird, eine morphologische Variante von D. canis darstellt.

Abstract

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